第3章_熔体和玻璃体课件

北方民族大学北方民族大学 材料科学与工程学院材料科学与工程学院 张张 笑笑 Fundamentals of Fundamentals of Inorganic materialsInorganic materials Science Science 本章要点 1.熔体的结构聚合物理论 2.熔体的性质粘度，表面张力 3.玻璃的通性四点 4.玻璃的形成热力学、动力学、结晶化学条件 5.玻璃的结构两种假说 6.常见玻璃类型硅酸盐、硼酸盐玻璃 重点 1、问题的引出： 晶体（理想）的特点 晶体（实际）的特点 整体有序 熔体与玻璃的特点 近程有序远程无序 自然界中物质形态 固体 液体 气体 晶体 非晶体 固固 体体 的的 能能 量量 曲曲 线线 气相冷凝获得的无定形物质气相冷凝获得的无定形物质 表面表面内部内部 位位 能能 熔体熔体 玻璃玻璃 真实晶体真实晶体 理想晶体 a.理想晶体的能量在 内部是均一的，只是 接近表面时有所增加 ； b.玻璃体的位能高于 晶体； c.无定形材料内部有 无数内表面，能量断 面分布很不规则。 2、从能量角度分析： 原 因 熔体是玻璃制造的中间产物 瓷釉在高温状态下是熔体状态 耐火材料的耐火度与熔体含量 有直接关系 瓷胎中40%60%是玻璃状 态（高温下是熔体态） 3、为什么要研究熔体、玻璃？（结构和性能 ） 3-1 熔体的结构聚合物理论 （一）对熔体的一般认识 （二）聚合物理论 基本内容 一、对熔体的一般认识 1、 熔融与熔体的特性 熔体可称为熔融态为液体（熔点温度以上，具 有一定流动性）。 熔体气体和晶体之间的中间态，兼具气态的流动性和各 向同性，晶体的很大的凝聚力和很小的可压缩性。尽管气体与 液体都是质点做无序排列，但实际上，常温下液体和固体在很 多方面更接近： 8 体积密度相近 晶体液体，体积变化较小，V10%，相当于质点之间的距离增加约 3%。如SiO2 晶体液体，V=+3%，L=1%； 液体气体，体积增加数百倍，如：水水蒸气，V=1240倍。 表明：液体中质点之间平均距离和固体十分接近，与气体差别较大。 晶体熔化热比液体气化热小很多 固体液体，熔化热较小，而液体气体，汽化热较大。 可见由于固体与液体结构接近，转化过程易进行。 表明：晶体和液体的内能差别不大，即内部质点之间作用力差别不大。 9 液体与晶体热容相近 表明：质点在液体中的热运动性质与在固体中的差别不大，即在平衡位置附近 作简谐振动。 X-ray衍射图相似 液体衍射峰最高点的位置与晶体相近，表明： 液体中某一质点最邻近的几个质点的排列 形式与间距和晶体中的相似。 液体衍射峰很宽阔，缘于：液体有规则排列区 域的高度分散。 液体结构特征：近程有序，远程无序。 气体、熔体、玻璃体和晶体的XRD图 10 综上所述，液态是介于气态与固态之间的一种中间 状态，在性质上表现为一种过渡性质，在高温时接近于 气态，在稍高于熔点时与警惕接近。 由于我们通常接触的熔体多是离熔点温度不太远的液体 ，所以把熔体结构看作与晶体接近更有实际意义。 二、熔体结构聚合物理论 1“近程有序”理论 Frenker1924年提出了“液体质点假周期运动学说”，认为： 晶体结构远程有序（晶体中质点的分布是按一定规律排列的， 且在晶格中任何地方都表现着）。 熔体结构近程有序（中心质点周围围绕着一定数量的作有规律 排列的其它质点，形成一些小的集合体（约12nm）,集合体周围存在着分子 空穴（漏洞或裂缝，没有一定形状和大小），并且这些空穴不断产生和消失 。近程有序理论又称为“空穴结构理论”。 当温度不太高压力不太小的情况下，熔体符合近程有序理论。 当温度较高（接近汽化点）时，质点的热运动加剧，熔体 结构被破坏，不存在什么空穴(即空穴理论失去意义)。 12 2“核前群”理论（蜂窝理论或流动集团理论） 核前群液体质点在形成晶核之前的质点群或质点集团。 该理论以近程有序为基础，认为液体中质点排列的有序区域 以一个核为中心，可以逐渐向外推移，从而组成了核前群。在核 前群内部，质点的排列接近于晶核内质点的排列，核前群之间由 无规则排列部分连接。核前群与晶核的不同之处在于：晶核与母 相间存在明显界面，而核前群与母相间无明显界面，即核前群不 是一个单独的相。 若温度继续下降，核前群逐渐变为晶核； 若温度升高，核前群的数量和大小逐渐减少和缩小，熔体中 质点的扩散能力和离子的移动性增加，内摩擦减小。熔体表现为 粘度降低，电导率提高等。 3“聚合物”理论聚合物的形成 1、基本结构单元 2、基本结构单元在熔体中存在状态聚合体 基本结构单元在熔体中组成大小不同、形状不规则的聚合离子团（或 络阴离子团），其间存在聚合解聚的平衡。 3. 影响聚合物聚合程度的因素：组成，温度 Si-O键具有高键能、方向性和低配位数等特点；R-O键比Si-O 键弱得多，易断裂，Si4+能把R-O上的O2-夺取至自己周围，使R离子 变为游离的离子。 熔体中碱土金属或碱金属量升高，其O/Si比逐渐升高，体系中非桥 氧量增加，原来较大的硅氧负离子团变成较小的。 15 举例：从石英粉末加纯碱熔制成硅酸钠玻璃： 石英的分化（解聚）（Na2O与SiO2的相互作用） 石英颗粒表面上的断键与空气中的水作用形成Si-OH，Na2O在断键处发生离子 交换（Na+置换H+）； Si-OH Si-O-Na； Na2O进攻弱点石英骨架分化形成聚合物。 Na Na NaNa NaH Na2O Na Na2O Na H H +2Na2O+ (D ) (C ) (B ) (A ) 四面体网络被碱分化的过程 在熔制的最初阶段，熔体中形成复杂的阴离子混合 物，有三维碎片(SiO2)n和各种低聚物。 随熔制时间延长，温度上升，各种聚合物发生变形 （如：弯曲、褶皱、翘曲等）。 缩聚过程： 由分化过程产生的低聚物不是一成不变的，它们可以发生相互作用，形 成级次较高的聚合物，同时释放出部分Na2O，这一过程称为缩聚。描述 ： 两个单体聚合形成二聚体: SiO4Na4+SiO4Na4= Si2O7Na6+ Na2O 单聚体与二聚体聚合形成短链: SiO4Na4+Si2O7Na6 = Si3O10Na8+ Na2O 两个短链相聚形成环: 2Si3O10Na8 = Si6O18Na12 + 2Na2O 分化、聚合过程不断进行，使熔体中聚合物的种类较多。在熔体中 随温度升高，时间延长，残存的三维碎片和低聚物不断变形，熔体中形 成空穴或空洞等缺陷。 17 聚合物变形可分为： a) 一维聚合物（链状）围绕Si-O轴转动和弯曲； b) 二维聚合物（层状）发生褶皱或翘曲； c) 三维聚合物（架状）出现断键和Si-O-Si键角改变。 缩聚过程释放出的Na2O又能进一步侵蚀石英骨架使其分化出 低聚物，最后体系出现分化 缩聚平衡。 分化与缩聚过程达到平衡： 各种聚合程度的聚合物，三维碎片，游离碱共存于熔体中（除Si外，象 B、Al、P、As、Ge等元素的氧化物也都能形成聚合物（网络形成剂离子） ，Na+、K+、Li+、R2+等属于网络改变剂离子。熔体中聚合物的种类和数量 主要与熔体的温度及其组成有关。 a)当熔体组成不变时，温度对聚合物的种类有明 显影响。 温度，分化过程为主，低聚物，高聚物； 温度，缩聚过程为主，低聚物，高聚物； b)当温度不变时，聚合物种类、数量与组成有关： R（O/Si比） 碱性氧化物含量，体系中非桥氧数量，低 聚物数量，高聚物数量；否则反之。 把聚合物的形成大致分为三个阶段： 初期：主要是石英颗粒的分化； 中期：缩聚反应并伴随聚合物的变形； 后期：在一定温度(高温)和一定时间(足够长) 下达到聚 合 解聚平衡。 熔体结构特点 由众多大小不同的硅氧阴离子基团和间隙离子组成（RO 和R2O）； 阴离子基团可表示为SinO3n+12(n+1)- ，称之为聚合体（ n5时为链状聚合物，n6时结构为链和架状的混合物， n16时聚合物的构型以架状为主）； 阴离子基团近程有序，远程无序； 阴离子基团大小与组成、温度有关： 总 结 3-2 熔体的性质 一、粘度() 1. 概念液体流动时，一层液体受到另一层液体的牵制。在剪切应 力下产生的剪切速 度 dv/dx 与剪应力成正比。 即 dv/dx 定义：使相距一定距离的两个平行平面以一定速度相对移动所需的力 。单位：Pa s， 1Pas=10P(泊)， 1dPas(1分帕秒)=1P(泊) 物理意义：表示相距1米的两个面积为1m2的平行平面相对移动 所需 的力为1N。 流动度 ：粘度的倒数称为流动度 ，1/ 21 常见物质的粘度举例： 水（20） = 0.01006泊； 熔融态NaCl(800) = 0.0149泊； 硅酸盐熔体的粘度在10-11016泊； 常用粘度测定方法： 1071016泊高粘度的熔体，用拉丝法测定粘度； 102108泊范围的熔体，用转筒法测定粘度； 101.51.3106泊范围的熔体，用落球法测定粘度； 10-1101泊较小粘度的液体，可用震荡阻滞法测定粘度； 泥浆一般用旋转粘度计测其粘度（相当于转筒法）。若只测相对粘度， 可用恩氏粘度计。 (1) 绝对速度理论 (2) 自由体积理论 (3) 过剩熵理论 2. 粘度的理论解释 (1)绝对速度理论 液体中每个质点的移动均受周围质点的控制，只有获得足以克服周 围质点对其吸引的能量（活化能）时，质点的移动才是有效的。这种活 化质点越多，流动性就越大，因此粘滞流动的粘度随温度升高而剧烈下 降。 =oexp(E/kT) 式中：E质点移动活化能； o常数（o与熔体组成有关）； k波尔磁曼常数 ； T绝对温度 上式表明：熔体粘度主要决定于活化能与温度，随温度降低，熔体粘度 按指数关系递增。 当活化能为常数时，将=oexp(E/kT)取对数可得： lg=A+B/T ，A= lgo ，B=(E/k)lge 以lg与1/T为坐标作图，从直线的斜率可算出E。 实际上， Lg1/T并非直线关系，低温活化能是高温的2-3倍(高温低 聚物多，低温高聚物多的缘故)，活化能在TgTf温度范围产生突变。 。 E=180 300 550KJ/mol 0.50 0.75 1.00 1.25(1/T) Log(dPa.s) 15 10 5 0 钠钙硅酸盐玻璃的Log1/T关系曲线 硅酸盐熔体是由聚合 程度不同的多种聚合物交 织而成的网络，因而增加 了质点之间移动的困难， 使得硅酸盐熔体的粘度比 一般液体高得多。 （2）自由体积理论 在T0时液体分子是不运动的，温度升高，体积膨胀至V，由此形成自由体积 Vf。自由体积的存在为液体分子运动提供了空间，自由体积愈大，液体 愈容易流动，粘度愈小。 自由体积Vf = VT T0时液体分子最紧密堆积体积V0， 即： Vf = VV0 式中：A、B与熔体组成有关的常数 T0液体分子做最紧密堆积时的温度 粘度： (3)过 剩 熵 理 论 液体由许多结构单元（离子、原子或质点集团）构成，液体的流动是这 些结构单元的再排列过程。结构单元由于能量起伏而获得具有足够克服势垒 的活化能时就可以再排列。这些结构单元的大小是温度的函数，由结构熵决 定，结构熵减小时，结构单元增大，结构熵等于零时，结构单元无限大，液 体就不能流动了。 总 结 3. 玻璃生产中的粘度点： a.应变点:粘度相当于1013Pas的温度，在该温度，粘性流动事实上不 复存在，玻璃在该温度退火时不能除去其应力。 b.退火点（Tg）: 粘度相当于1012 Pas的温度，是消除玻璃中应力的上 限温度，也称为玻璃转变温度。 c. 变形点:粘度相当于10101010.5Pas 的温度，是指变形开始温度，对应于 热膨胀曲线上最高点温度，又称为膨 胀软化点。 e. 操作点（流动点）: 粘度相当于 104Pas时的温度，是玻璃成形的温度 。 f.成形温度范围: 粘度相当于103 107Pas的温度。指准备成形操作与成 形时能保持制品形状所对应的温度范围 。 g.熔化温度:粘度相当于10Pas的温度 。在此温度下，玻璃能以一般要求的速 度熔化。玻璃液的澄清、均化得以完成 。 d. Litteleton软化点:粘度相当于4.5106Pas的温度，它是用 0.55 0.75mm直径，23cm长的玻璃纤维在特制炉中以min速率加热，在自 重下达到每分钟伸长一毫米时的温度。 4. 熔体粘度与组成的关系 （1）O/Si比 硅酸盐熔体粘度大小决定于熔体中硅氧四面体网络连接程度 ，即粘度随O/Si比的上升而下降。 分 子 式 O/Si SiO4连接程度 1400粘度(dPas) SiO2 2/1 骨架 1010 Na2O2SiO2 5/2 层状 280 Na2OSiO2 3/1 链状 1.6 2Na2OSiO2 4/1 岛状 25mol%，O/Si比高时，此时SiO4之间连接已接近岛状，孤 立SiO4 很大程度上依靠碱金属离子相连。再引入R2O，Li+键力大使熔体 粘度升高，此时相应的熔体粘度： (3)加入二价金属氧化物RO，使粘度下降，对具有d轨道的离子因极化作 用使粘度下降更明显，接近R2O(Pb、Zn)，MgO、CaO降粘作用不太强， 因其有聚合作用。 一般R2+对粘度降低次序为：Pb2+Ba2+Cd2+Zn2+Ca2+Mg2+。 100 80 60 40 20 0 0.50 1.00 1.50 2.00离子半径离子半径 (P) Si Mg Zn Ni Ca SrBa Pb Ca Cu Mn Cd 2 2价离子对价离子对74SiO74SiO 2 2 -10CaO-16Na-10CaO-16Na 2 2 OO熔体粘度的影响熔体粘度的影响 (4)高价氧化物（Al2O3、SiO2、ZrO2）加入后起补网作用,使粘度 增加。 一般说来，在熔体中引入SiO2、Al2O3、ZrO2、ThO2等氧化物时，因 这些阳离子电荷多，离子半径又小，作用力大，总是倾向于形成更为复 杂巨大的复合阴离子团，使粘滞活化能变大，从而导致熔体粘度增高。 Al2O3是网络形成剂（Al3+能与氧结合形成网络），Al2O3加入到 含碱金属氧化物的硅酸盐熔体中： 当量少时（Al2O3/R2O1），以AlO4形式“补网”， 为网络形成剂，熔体粘度升高； 当量多时（Al2O3/R2O1）， 以AlO6形式起网络改变剂 的作用，熔体粘度降低。 (5) B2O3对粘度的影响(硼反常现象) B2O3含量较少时，硼离子处于BO4状态，结构紧密，粘度随其含量 增加而升高；B2O3含量较高时，部分BO4会变成BO3三角形，使结构 趋于疏松，致使粘度下降。 (6) CaF2对粘度的影响 CaF2能使熔体粘度急剧下降，其原因是F-的离子半径与O2-的相近， 很容易发生取代，但F只有一价，将原来网络破坏后难以形成新网络 ，所以粘度大大下降。 (7) 混合碱效应 熔体中同时引入一种以上的2O或 RO时，粘度比等量的一种2或 RO高，称为“混合碱效应”，这可能和离子的半径、配位等结晶化学条 件不同而相互制约有关。例： 思路：组成 结构 性质 组成变化 聚合物分布变 结合力变 活化能变 粘度变化 二 、表面张力和表面能 表面能：表面增大一个单位面积所需作的功(或把质点从内部移到表面所 消耗的能量)。 表面张力：将表面增大一个单位长度所需要的力。 比较：数值相同，但表面张力是向量，表面能是标量，其单位分别是N/m和 J/m2。 硅酸盐熔体的表面张力比一般液体高，它随其组成而变化，一般波动 在220380mN/m之间。 1表面张力与温度的关系 2表面张力与化学键型的关系 具有金属键熔体表面张力共价键离子键分子键。 硅酸盐熔体中既具有共价键又有离子键，因此其表面张力介于典型共价 键熔体与离子键熔体之间。 3表面张力与组成的关系 引入SiO2、Al2O3、CaO、MgO等熔体；引入K2O、PbO、 B2O3、Sb2O3、Cr2O3、 SO3、V2O5、 As2O5等熔体 BO3作平行于表面排列，层间结合力较小，表面与熔体内 部之间能量差较小，表面张力很小(80mN/m )，所以B2O3是 瓷釉中常用的降低表面张力的组分。 4离子晶体结构类型的影响 结构类型相同的离子晶体，其晶格能越大，则其熔体的表 面张力也越大；单位晶胞边长越小，熔体的表面张力也越大。 总的说来，熔体内部质点之间的相互作用力愈大，则表面张力 也愈大。 5. 两种熔体混合时，表面张力不具加和性，其中较小的被排 挤到表面富集，混合体的表面张力以较小的为主。 3-3 玻璃的通性 一、各 向 同 性 二、介 稳 性 三、凝固的渐变性和可逆性 四、由熔融态向玻璃态转化时，物理 、 化学性质随温度变化的连续性 一、各向同性 均质玻璃其各方向的性质如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数、 导热系数等都相同。玻璃的各向同性是其内部质点无序排列而呈现统计均 质 结构的外在表现。 二、 介稳性 热力学高能状态，有析晶的趋势 动力学高粘度，析晶不可能，长期保持介稳态。 三、 凝固的渐变性和可逆性 由熔融态向玻璃态转变的过程 是可逆的与渐变的，这与熔体的结晶 过程有明显区别。 玻璃没有固定熔点，玻璃加热变 为熔体过程也是渐变的。 冷却速率会影响Tg大小，快冷时 Tg较慢冷时高 过冷液体 玻璃 快冷 慢冷 晶体 a b c d e f h Tg1Tg2TM T V、Q 液体 第一类性质：玻璃的电导、比容 、粘度等 第二类性质：玻璃的热容、膨胀 系数、密度、折射率等 第三类性质：玻璃的导热系数和第三类性质：玻璃的导热系数和 弹性系数等弹性系数等 四、由熔融态向玻璃态转化时，物理、化学性质随温 度变化的连续性 性 质 温度 TgTf 玻璃形成温度Tg（脆性温度）是指熔体开始固化时的温度，它是玻璃出现 脆性的最高温度，在Tg下可以消除玻璃制品因不均匀冷却而产生的内应力 ，故又称退火温度上限。无论何种玻璃与Tg温度对应的粘度均为1012- 1013dPas左右。 软化温度Tf：玻璃开始出现液体状态典型性质的温度，相当于粘度约为 109dPas。Tf也是玻璃可拉成丝的最低温度。 3-4 玻璃的形成 玻璃态物质形成方法归类 玻璃形成的热力学观点 形成玻璃的动力学手段 玻璃形成的结晶化学条件 一、玻璃态物质形成方法归类 目前形成玻璃的方法有很多种，总的说来分为熔融法和非熔融法。 1.熔融法 熔融法是形成玻璃的传统方法，即玻璃原料经加热、熔融和在 常规条件下进行冷却而形成玻璃态物质，在玻璃工业生产中大量采 用这种方法。 此法的不足之处是冷却速率较慢，工业生产一般为4060/h ，实验室样品急冷也仅为110/s，这样的冷却速率不能使金属 、合金或一些离子化合物形成玻璃。 近代有各种超速冷却法，冷却速度达106108K/sec,用以制造 PbSi, AuSiGe金属玻璃，V2O5，WO3玻璃(一般均为薄膜)。 2. 非熔融法 化学气相沉积“CVD”制取各种薄膜和涂层； 用高速中子或粒子轰击晶体材料使之无定形化的“辐照 法”； 用“凝胶”法，由水解和缩聚过程可以形成块薄膜或纤维 ，大大扩大了玻璃的种类和使用范围。 把气相转变所得的玻璃态物质称 “无定形薄膜”；把晶相 转变所得的玻璃态物质称 “无定形固体 ”；把液相转变所得的 玻璃态物质称“玻璃固体 ”。其差别在于形状和近程有序程度 不同。 二、玻璃形成的热力学观点 熔融体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态。随着温度 降低，熔体释放能量大小不同，可以有三种冷却途径： （1）结晶化，即有序度不断增加，直到释放全部多余能量而使整个熔 体晶化为止； （2）玻璃化，即过冷熔体在转变温度Tg硬化为固态玻璃的过程； （3）分相，即质点迁移使熔体内某些组成偏聚，从而形成互不混溶的 组成不同的两个玻璃相。 注：玻璃化和分相后由于玻璃与晶体的内能差值不大，故析晶动力较 小，实际上能保持长时间的稳定。 玻璃 晶体 Ga Gv Gv越大析晶动力越 大，越不易形成玻璃； Gv越小析晶动力越小 ，越易形成玻璃。 析晶分为晶核生成与晶体长大两个过程。 均态核化：熔体内部自发成核。 非均态核化：由表面、界面效应，杂质、或引入晶核剂等各 种因素支配的成核过程。 晶核生成速率IV：是指单位时间内单位体积熔体中所生成的 晶核数目（1/cm3s）； 晶体生长速率u ：是指单位时间内晶体的线增长速率(cm/s) 。 三、形成玻璃的动力学手段 1.晶核生成速率Iv与晶体生长速率u所处的温度范围很靠近，熔体易 析晶而不易形成玻璃，反之，熔体就不易析晶而易形成玻璃； 过冷度太小或过大，对成核和生长均不利。只有在一定过 冷度下才能有最大的IV和u。 2.熔体在玻璃形成温度Tg附近粘度很大，此时晶核产生和晶体生长阻 力均很大，易形成玻璃而不易析晶； Tg/TM接近2/3时，易形成玻璃，即三分之二规则。 析晶区 3.形成玻璃的临界冷却 速率dT/dt越小，容易 形成玻璃。 u u T IJ IJ u u T Iv Iv 图 析晶体积分数为10-6时具有 不同熔点物质的T-T-T曲线 熔体是析晶还是形成玻璃与过冷度、黏度、成核速率、生长 速率均有关。近代研究证实只要冷却速度足够快，在各类材 料中都发现有玻璃形成体。 冷却速率的确定：根据“3T图（TimeTemperature Transformation）”估算。 根据“3T曲线”头部顶点所对应的 T 和 t 可以粗略估算冷却速率： Tn、n分别为 3T 曲线头部 顶点所对应的过冷度和时间。 Uhlmann观点： 确定玻璃中可以检测到的晶体的最小体积(V /V106 )； 考虑熔体究竟需要多快的冷却速率才能防止此结晶量的产生，从而获得检 测上合格的玻璃。借助下列公式绘制给定体积分数的三T(Time-Temperature -Transformation) 曲线，并可估计出避免生成106分数晶体所必须的冷却 速率： Tg 玻璃相玻璃相 TM 亚稳液相 结晶相结晶相 t 三T曲线的绘制： 1、选择一个特定的结晶分数106； 2、在一系列温度下计算成核速率IV 、生长速率u ； 3、把计算所得IV 、u代入上式求出对应时间t； 4、以 MT 为纵坐标，冷却时间t为横 坐标作出3T图。 在熔点时具有粘度高，并且粘度随温度降低 而剧烈增高的熔体（如 SiO2 熔体）易形成玻璃； 在熔点附近粘度低的熔体（如 LiCl 熔体）不易形 成玻璃，必须非常快地冷却。 粘度和熔点是形成玻璃的重要标志；冷却速 率是形成玻璃的重要条件。 1.单键能（孙光汉理论）：氧化物单键能愈大，愈易形成玻璃。单键能=化 合物的分解能/该化合物的配位数。 根据氧化物的单键能大小可将氧化物分为三类： （1）网络形成体（SiO2、B2O3、P2O5）：单键能335KJ/mol的氧化物，能 单独形成玻璃，其中的正离子称为网络形成离子（Si4+、B3+、P5+）； （2）网络变性体（K2O、Na2O、CaO）：单键能0.42kJ/(molK) 易形成玻璃； 单键强度/Tm.p1时，把Al3+看作网络形成离子来计算； 当R2O+RO/Al2O31，Al3+作为网络形 成离子计算，若(R2O+RO)/Al2O31，则Al3+作为网络变性离子计算。 Glass1#： Glass2#： 玻璃编号 Na2O Al2O3 SiO2 Glass1# 10.6mol 12.9 mol 76.5 mol Glass2# 20.4mol 6.2 mol 73.4 mol Y是结构参数。玻璃的很多性质取决于Y值。Y2 时 硅酸盐玻璃就不能构成三维网络。 在形成玻璃范围内： 1. Y增大网络紧密，强度增大，粘度增大，膨胀系数降 低，电导率下降； 2. Y下降网络结构疏松，网络变性离子的移动变得容易 ，粘度下降，膨胀系数增大，电导率增大。 22013732Na2OP2O5 22013232Na2OSiO2 14015733P2