用离子结构模型计算卤化物玻璃的物理性质__氟_氧化物玻璃折射率和密度的计算.pdf

用离子结构模型计算卤化物玻璃的 物理性质且 氟 一氧化物玻璃折射率和 密度的计算 张立鹏干福熹 上海光机所 咯 摘要 本文把氟一氧化物玻璃的结构归结为离子的无序堆积 进而运用离子结构模型 探讨了玻璃的折射度和体积随玻璃组成变化的规律 定量地确定了纸一氧化物 玻璃 中常见的 种阳离子 一 阴离子和 卜阴离子的折射度和体积值 大 的实验结果 证实了所建立参数的正确性 平均计算误差为 卜 9 9 5 5 它对0 一 离子产生 的 电场作用很小 被氧离子所屏蔽 忽略不 计 0 一 离子 主要受金属阳离子 电场的作 用 0 一 离子与1 一离子不 产生相互影 响 1卜离子感受的电场主要来 自 位和价 位 卜 分 9 9 9 9 4 9 9 9 9 9 二 9 9 9 一一 一 9 9 9 一 9 9 9 9 9 一 9 一 9 9 9 1 9 一 9 9 9 9 今 今 9 9 9 9 9 9 99 9 卜卜 9 9 9 9 么 9 斗斗 9 一 一 卜卜 9 9 9 9 9 9 一色 9 仑 9 今今 9 9 一一 9 9 9 9 9 9 9 9 4 一 一 9 一 一 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 计算阳离子 电场强度所使用的离子半径为哥希密特离子半径 对氟阴离子 仍可引用前文 的计算公 式计算 艺8 遨 艺 8 通 艺8 3 艺 8 且4 自 盛 不 过式 中的 对体系中所有金属阳离子作加 和 8 分别为玻璃中 阳离子的电荷数 和浓度 是经验参数 的物理意 义可以 直观地理解为 在 阳离子电场的作用下 0 一 离子的大小占 自由 0 一 离子 大小的百 分数 对惰气型阳离子 而言 其 值近似地 等于其离子性百分率 由于离子极化将导致 键长缩短 亦即离子 的有效半径减小 所以 对于 非惰 气型 阳离子 尤其是 或 十 型的阳离子 要考虑强烈的极化带来的附 加缩小效应 这类阳离子的 值较小 表一 中同时列出了氛一氧化物棍合体系玻璃中常 见阳离子的 值 1 一离子与0一离子相比 前者的负电荷 比后者大 且前者的离子半径也比 后者的 大 因而变形性也大 更易受到阳离子 电场 的作用 而被极化 我们知道 离子 的折射度 和体积与其极化率密切相关 可以 预 见 卜离子的折射度和体积将受到玻璃中 阳离 子平均电场的影响 另一方面 由高价小半 径强极化阳离子 2 9 2 9 2 形成的氧离子配位多面体自身可 以共价结合 形成链式或环式结构 其链 环的长度与 召户匀 口 切卜 二办白 乙沈夕卜 二吞知 日 气 公占汤 仰 汤万 叨 产夕 己 奋滩 芝笼 砂 图 阳离子平均电场强度较低的体系中 8 一 6 8 一 与艺 冲 和 8 的关系 图 阳离子平均 电场强度较高的体系中 8 一 6 8 与艺 冲 和 8 一的关系 式中 为阳离子浓 度 离子分数 电为 阳离子的电场强度 列在表一 小 4 4 0 阳离子电荷数 0 阳离子半径 1甲 一为 一离子浓 度 1 卜等于玻璃分 子式 中所有含氧原子分子的摩尔分数与该分子中 氧原 子个 数之积的和 例 如 组 成为 8 9 9 7 7 7 一 6 9 5 99 9 5 一 5 9 厄 一 口 中皿 1 皿 8 9