无机材料科学基础(第三章)ppt课件
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玻璃制备传统方法：熔体过冷。新方法：气相沉积 、真空蒸发和溅射等）
能量
表面
2020/4/19
理想晶体 有缺陷的晶体 退火玻璃 淬冷玻璃 气相冷凝得到的无定形物质
内部
.
2
熔体：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，低温时接近于固态，在高温时接近于气态。由于我们通常接触的都 是温度不太高时的液体，所以它们与固体更接近。
第三章 熔体和玻璃体
自然界中物质形态
晶体 固体
非晶体
液体 气体
晶体是内部质点在三维空间做周期性重复排列的固体， 或具有格子构造的固体。
非晶体内部质点排列远程无序，近程有序。常见的非 晶体:玻璃、沥青、松香、橡胶等。
2020/4/19
.
1
固体中各种物质的能量：
●晶体能量最低 ●有缺陷晶体能量稍高 ●玻璃能量最高，且不同方法得到的玻璃能量不同。
2020/4/19
.
25
玻璃粘度—温度曲线上特征温度：
名称 1．应变点 2．转变点
3．变形开始 温度
特征粘度值 （泊）
1014.5
说
明
内部质点应力松弛停止，玻璃退火下限
Tg(转化温度或脆性温度)—退火上限，玻
1013
璃的许多物理性能在该粘度范围内急剧变
化，玻璃结构发生变化。
1011~11.5 对应热膨胀曲线上最高点温度
大多数硅酸盐熔体的表面张力都是随温度升高而降低。一 般温度每升高100 ℃时，表面张力减少1%。
2020/4/19
.
19Leabharlann §3-3 玻璃结构狭义定义：玻璃是由无机物熔体，冷却而获得的非晶态固 体。
狭义玻璃组成限定为无机物，广义玻璃组成可以是非无机 物，如有机物、金属；狭义玻璃限定结构及状态为非晶态固体， 这是本质。
②影响熔体中聚合物种类与数量的因素 l 温度
温度上升，低聚物浓度上升，高聚物浓度下降。
各 级 聚 合 物 的 量 （
）
%
负离子含[SiO4]的量
2020/4/19 原因：温度升高，质点热振动加剧. ，断键增加，聚合程度下降。
5
组成的影响： O/Si （R）增大，非桥氧增多，低聚物增多。
2020/4/19
2020/4/19
.
21
2. 介稳性：从热力学观点看，玻璃态是一种高能量 状态，有向低能量状态转化的趋势，即析晶；从 动力学观点看，由于常温下粘度很大，析晶趋势 很小，又是稳定的。
2020/4/19
.
22
３、由熔融态向玻璃态转变的过程是可逆渐变的
玻璃的通性
晶体
快冷 慢冷
玻璃
物质内能与体积随温度的变化
Be x(T K p0T V 0)Aex T B pT0(VF 关 T系式）
式中：A、B—与熔体组成有关的常数
2020/4/19
T0—液体分子做最紧密.堆积时的温度
11
③过剩熵理论
这种理论认为，液体由许多结构单元（离子、原子或质点集团）组成， 液体的流动就是这些结构单元的再排列过程。结构单元由于能量起伏 而获得足够克服势垒的活化能就可以再排列。
[SiO4]Na4 + [Si2O7]Na6 = (Si3O10)Na8 + Na2O。
一定时间、温度下，分化缩聚达到平衡。
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.
4
总结：聚合物的形成可分为三个阶段。初期：主要是适应颗粒分化； 中期：缩聚并伴随变形；后期：在一定时间和温度下， 聚合解聚达到 平衡。产物中有低聚物、高聚物、三维晶格碎片及吸附物、游离碱等的 混合物。它们的种类、大小和数量随熔体的组成和温度而变化。
• 非晶体由于分子、原子的排列不规则，吸收热量后不需要破坏其空间 点阵，只用来提高平均动能，所以当从外界吸收热量时，便由硬变软 ，最后变成液体。
.
3-3 玻璃结构
玻璃的通性
玻璃软化温度Tf： 玻璃开始出现液体状态典型性质的温 度，Tf 温度对应的玻璃黏度约为109dPa﹒s。
Tg和Tf温度范围内是固态玻璃向玻璃熔体转变的区域，称 为转化温度范围或“反常间距”。
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.
η
（ 泊 ）
R2O% R2O 含量对 R2O-SiO2 系 统熔体在 1000℃的影响
14
η
O/Si高时：硅氧四面体间连接方式已 接近岛状，主要以R-O相连，故键力最 大的Li+具有很高的黏度。 K2O < Na2O < Li2O
（ 泊 ）
R2O% R2O 含量对 R2O-SiO2 系 统熔体在 1000℃的影响
.
6
§ 3-2 熔体性质
一、粘度的概念
液体在流动时层与层之间具有内摩擦力（或者说一层液体要受到另一层 的牵制）。
力的大小与两液层接触面积 S 大小成正比，还与垂直于流动方向的速度 梯度成正比。
流动方向
即： f S dv
dx
f
x
S dv dx
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7
粘度：单位面积和单位速度梯度下，两液层间的内摩擦 力。
✓ 以lnη对１/Ｔ作图，得一直线，由其斜率可求出活化能△E。
✓ 注意：实际上在温度范围不大时，公式适用；在较大温度范围内， 就会出现偏差，做图得不到直线。
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.
10
②自由体积理论
认为液体要流动，必须打开一些蕴藏在液体内部的空隙以允许液体 分子的运动。即液体宗分布着不规则的“空洞”，为液体分子运动 及流动提供了空间。
因为流动度与活化质点数成正比， 故 Φ=Φ0 exp(-△E/RT)
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所以：
η=1/Ф=η0 exp(△E/RT) 式中：
η0—与熔体组成有关的常数 Ｔ―绝对温度 △E—迁移活化能 Ｒ—波尔兹曼常数
可以看出，Ｔ↑，η↓。
对上式两边取对数，可得：
lnη= lnη0 + △E/RT = A + B/T (当△E为常数时)
液体流动时产生粘滞阻力的解释有以下几种： ①绝对速度理论
熔体中每个质点都受到周围质点的键力作用，质点要迁移必须先克服 周围质点的束缚，质点迁移就是从一个能量位置克服一定的势垒到达另 一个能量位置的运动。 这种能克服势垒进行迁移的质点叫活化质点。
活化质点愈多，流动性愈大。活化质点数目符合波尔兹曼分布： n*=n exp(-△E/RT)
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15
（2） 二价金属氧化物对 O/Si 的影响 必须同时考虑：①离子半径；②离子间极化。
1400
℃ 的 粘 度 （ 泊 ）
74SiO2-10CaO﹒16Na2O 玻璃中，以 8%二 价金属氧化物代替 SiO2 时降低粘度的效应
半径大，粘度降低
R2+对黏度降低的次序一般为：
Pb原2+因>B：a2极+>化C使d2离+>子Z变n2形+>，C共a2价+>成M分g增2+加，Si-O键减弱，粘度降低。半
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3-2 熔体性质
影响熔体表面张力的因素：
表面张力、表面能
（1）体系内原子的化学键型的影响 具有金属键的熔体的表面张力共价键离子键分子键）
(2) 化合物添加剂的影响 K2O、PbO、B2O3、Sb2O3、Cr2O3 等 会 使 表 面 张 力 下 降 ；
Al2O3、CaO、MgO、SiO2等提高表面张力。 。 （3）温度的影响
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.
3
3、聚合物理论
①聚合物的形成
原因：在硅酸盐的[SiO4]中，Si-O键很强，共价键占52%（见P78）；
而熔体中的R-O键（R指碱土金属离子或碱金属离子）相对较弱，所以 Si4+可以夺取R-O键中的O2-。
结果： O/Si↑，桥氧↓，非桥氧↑, 即桥氧断裂，石英发生分化，分化出 单体、二聚体、三聚体…… 。分化成的低聚体又会发生缩聚、变形。如 单体与二聚体聚合：
（1）碱金属氧化物
分两种情况：
O/Si低时：
结构中高聚物含量多，对黏度起主要作用的 是Si-O的键力。则R+半径小，R-O键强，对 Si-O键削弱能力大，黏度下降。各种碱金属 氧化物使得黏度下降的能力为：
K2O > Na2O > Li2O
例：Li 的半径小，Li-O键强，Si-O-Li键中， 削弱Si-O的能力强，因此黏度小。
玻璃形成温度Tg（脆性温度）是熔体开始固化的温度。 特征：不是确定温度，而是一个随冷却速度而变化的温度 范围。
Tg温度对应的黏度均为1012～1013dPa﹒s 左右。
2020/4/19 Tm：熔点或结晶温度点 .
23
为什么玻璃没有固定熔点？
• 当晶体从外界吸收热量时，其内部分子、原子的平均动能增大，温度 也开始升高，但并不破坏其空间点阵，仍保持有规则排列。继续吸热 达到一定的温度——熔点时，其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏 其有规则的排列，空间点阵也开始解体，于是晶体开始变成液体。在 晶体从固体向液体的转化过程中，吸收的热量用来一部分一部分地破 坏晶体的空间点阵，所以固液混合物的温度并不升高。当晶体完全熔 化后，随着从外界吸收热量，温度又开始升高 .
（4）ZrO2对熔体黏度的影响 ZrO2和SiO2相似，起“补网”作用，使黏度提高。
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3-2 熔体性质
表面张力、表面能
三、表面张力、表面能
表面张力：使表面单位长度扩张时所需要的力。（单位N/m） 表面能：每增加单位表面积所需要作的功。（单位J/m2）
液体的表面能和表面张力在数值上是相等的。 硅酸盐熔体的表面张力比一般液体高，波动在220～380mN/m之间。 熔体的表面张力对玻璃的熔制以及加工工序有重要的作用。在硅酸 盐材料中熔体表面张力的大小会影响液、固表面润湿程度和影响陶瓷 材料坯、釉结合程度。
径大的离子易极化，极化变形使Si-O键削弱则降低粘度。
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3-2 熔体性质
影响熔体粘度的主要因素
（3）Al2O3和 B203对熔体黏度的影响 当Al2O3/R2O 1时，Al2O3作为网络变性体
当Al2O3/R2O 1时，Al2O3可以代替SiO2起“补网”作用，提高黏 度。 B203对熔体粘度的影响比较复杂，加入开始时处于三维空间连接的 [BO4]，是结构网聚集紧密，粘度上升。随硼含量的增加，B开始处于三 角体中，结构网疏松，黏度下降。
熔体结构
1、近程有序理论（1924年 Freukel提出） 每个中心质点周围有一定数量的有规则排列的其它质点，但离开中心
质点稍远(10—20Å)这种规律就逐渐破坏和消失（近程有序，远程无 序）。 2、核前群理论
认为液体有规律的排列不仅限于中心质点和周围临近质点之间，而 是还有延续。从而形成了核前群，核前群内质点排列与晶体相似，群 外质点排列规律性较差，甚至无规律。
2202201373137322nana22oo??pp22oo552202201323132322nana22oo??siosio221401401573157333pp22551461461523152333nana22oo??22siosio22膨胀系数膨胀系数101077熔融温度熔融温度yy组组结构参数y对玻璃性质的影响34常见玻璃类型硅酸盐玻璃2020419硼酸盐玻璃氧化硼玻璃是硼酸盐玻璃的基础氧化硼玻璃由bo玻璃性能比石英玻璃差它的软化温度低化学稳定性差热膨胀系数高纯b玻璃实用价值不高
粘度与温度关系的应用：
硅酸盐熔体黏度随温度的变化是玻璃加工工艺的基础之一。因为硅酸 盐熔体是由聚合程度不同的多种聚合物交织而成的网络，质点移动困难， 因此硅酸盐熔体的黏度比一般液体高得多，
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影响熔体粘度的主要因素
2、组成
大多数无机氧化物的熔体黏度与组成有直接关系。在硅酸盐熔体中黏度 随 O/Si 比值的上升而下降。
广义定义：表现出玻璃转变现象（Tg）的非晶态固体。
广义玻璃不限定组成、不限定方法，强调结构和特性。
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3-3 玻璃结构
玻璃的通性
一．玻璃的宏观特征：
一般无机玻璃的外部特征：硬度较高，脆性大， 断裂面往往呈贝壳状及蜡状，对可见光有一定的透 明度。
玻璃的通性：
1. 各向同性：内部质点无序排列而呈现统计均质结 构的外在表现。例外情况：如在非均质玻璃中存在 应力，则可显示出各向异性。
自由体积是指温度为T时，液体分子体积V减去T0温度时液体分子的 有效硬核体积自由体积V0
Vf = 液体分子体积VT －最紧密堆积液体分子的体积V0
在T0时液体分子是不运动的，温度升高到T时，体积膨胀至V，由此
形成自由体积Vf。
由体积理论得出黏度的表达式为：
KV Bexp 0
V
f
V f V V 0(T T 0 )
单位(Pa·S)，1帕秒表示：相距１米的两个面积为1米 2的 平行平面，相对移动所需的力为１牛顿。
粘度的倒数为流动度。粘度愈小，流动度愈大。 φ＝１／η
二、影响熔体粘度的主要因素 1、温度
硅酸盐熔体粘度与温度关系是Ｔ↑，η↓。但实际情况比 较复杂。目前还没有一个可在很大温度范围内反映粘度与温 度关系的公式。
4．软化温度 5．流动温度 6．熔融温度
107.65~8 105
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，流动性较少，黏度增大。结构熵等于零时，结构单元 无限大，液体就不能流动了。粘度与结构熵的关系式：
C
exp
D TS0
式中：C-常数
D-接近常数
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S0-结构熵（ S0 C p (T T0 ) / T )
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能量
表面
2020/4/19
理想晶体 有缺陷的晶体 退火玻璃 淬冷玻璃 气相冷凝得到的无定形物质
内部
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熔体：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，低温时接近于固态，在高温时接近于气态。由于我们通常接触的都 是温度不太高时的液体，所以它们与固体更接近。
第三章 熔体和玻璃体
自然界中物质形态
晶体 固体
非晶体
液体 气体
晶体是内部质点在三维空间做周期性重复排列的固体， 或具有格子构造的固体。
非晶体内部质点排列远程无序，近程有序。常见的非 晶体:玻璃、沥青、松香、橡胶等。
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固体中各种物质的能量：
●晶体能量最低 ●有缺陷晶体能量稍高 ●玻璃能量最高，且不同方法得到的玻璃能量不同。
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玻璃粘度—温度曲线上特征温度：
名称 1．应变点 2．转变点
3．变形开始 温度
特征粘度值 （泊）
1014.5
说
明
内部质点应力松弛停止，玻璃退火下限
Tg(转化温度或脆性温度)—退火上限，玻
1013
璃的许多物理性能在该粘度范围内急剧变
化，玻璃结构发生变化。
1011~11.5 对应热膨胀曲线上最高点温度
大多数硅酸盐熔体的表面张力都是随温度升高而降低。一 般温度每升高100 ℃时，表面张力减少1%。
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19Leabharlann §3-3 玻璃结构狭义定义：玻璃是由无机物熔体，冷却而获得的非晶态固 体。
狭义玻璃组成限定为无机物，广义玻璃组成可以是非无机 物，如有机物、金属；狭义玻璃限定结构及状态为非晶态固体， 这是本质。
②影响熔体中聚合物种类与数量的因素 l 温度
温度上升，低聚物浓度上升，高聚物浓度下降。
各 级 聚 合 物 的 量 （
）
%
负离子含[SiO4]的量
2020/4/19 原因：温度升高，质点热振动加剧. ，断键增加，聚合程度下降。
5
组成的影响： O/Si （R）增大，非桥氧增多，低聚物增多。
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2. 介稳性：从热力学观点看，玻璃态是一种高能量 状态，有向低能量状态转化的趋势，即析晶；从 动力学观点看，由于常温下粘度很大，析晶趋势 很小，又是稳定的。
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３、由熔融态向玻璃态转变的过程是可逆渐变的
玻璃的通性
晶体
快冷 慢冷
玻璃
物质内能与体积随温度的变化
Be x(T K p0T V 0)Aex T B pT0(VF 关 T系式）
式中：A、B—与熔体组成有关的常数
2020/4/19
T0—液体分子做最紧密.堆积时的温度
11
③过剩熵理论
这种理论认为，液体由许多结构单元（离子、原子或质点集团）组成， 液体的流动就是这些结构单元的再排列过程。结构单元由于能量起伏 而获得足够克服势垒的活化能就可以再排列。
[SiO4]Na4 + [Si2O7]Na6 = (Si3O10)Na8 + Na2O。
一定时间、温度下，分化缩聚达到平衡。
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总结：聚合物的形成可分为三个阶段。初期：主要是适应颗粒分化； 中期：缩聚并伴随变形；后期：在一定时间和温度下， 聚合解聚达到 平衡。产物中有低聚物、高聚物、三维晶格碎片及吸附物、游离碱等的 混合物。它们的种类、大小和数量随熔体的组成和温度而变化。
• 非晶体由于分子、原子的排列不规则，吸收热量后不需要破坏其空间 点阵，只用来提高平均动能，所以当从外界吸收热量时，便由硬变软 ，最后变成液体。
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3-3 玻璃结构
玻璃的通性
玻璃软化温度Tf： 玻璃开始出现液体状态典型性质的温 度，Tf 温度对应的玻璃黏度约为109dPa﹒s。
Tg和Tf温度范围内是固态玻璃向玻璃熔体转变的区域，称 为转化温度范围或“反常间距”。
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η
（ 泊 ）
R2O% R2O 含量对 R2O-SiO2 系 统熔体在 1000℃的影响
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η
O/Si高时：硅氧四面体间连接方式已 接近岛状，主要以R-O相连，故键力最 大的Li+具有很高的黏度。 K2O < Na2O < Li2O
（ 泊 ）
R2O% R2O 含量对 R2O-SiO2 系 统熔体在 1000℃的影响
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§ 3-2 熔体性质
一、粘度的概念
液体在流动时层与层之间具有内摩擦力（或者说一层液体要受到另一层 的牵制）。
力的大小与两液层接触面积 S 大小成正比，还与垂直于流动方向的速度 梯度成正比。
流动方向
即： f S dv
dx
f
x
S dv dx
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粘度：单位面积和单位速度梯度下，两液层间的内摩擦 力。
✓ 以lnη对１/Ｔ作图，得一直线，由其斜率可求出活化能△E。
✓ 注意：实际上在温度范围不大时，公式适用；在较大温度范围内， 就会出现偏差，做图得不到直线。
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②自由体积理论
认为液体要流动，必须打开一些蕴藏在液体内部的空隙以允许液体 分子的运动。即液体宗分布着不规则的“空洞”，为液体分子运动 及流动提供了空间。
因为流动度与活化质点数成正比， 故 Φ=Φ0 exp(-△E/RT)
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所以：
η=1/Ф=η0 exp(△E/RT) 式中：
η0—与熔体组成有关的常数 Ｔ―绝对温度 △E—迁移活化能 Ｒ—波尔兹曼常数
可以看出，Ｔ↑，η↓。
对上式两边取对数，可得：
lnη= lnη0 + △E/RT = A + B/T (当△E为常数时)
液体流动时产生粘滞阻力的解释有以下几种： ①绝对速度理论
熔体中每个质点都受到周围质点的键力作用，质点要迁移必须先克服 周围质点的束缚，质点迁移就是从一个能量位置克服一定的势垒到达另 一个能量位置的运动。 这种能克服势垒进行迁移的质点叫活化质点。
活化质点愈多，流动性愈大。活化质点数目符合波尔兹曼分布： n*=n exp(-△E/RT)
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（2） 二价金属氧化物对 O/Si 的影响 必须同时考虑：①离子半径；②离子间极化。
1400
℃ 的 粘 度 （ 泊 ）
74SiO2-10CaO﹒16Na2O 玻璃中，以 8%二 价金属氧化物代替 SiO2 时降低粘度的效应
半径大，粘度降低
R2+对黏度降低的次序一般为：
Pb原2+因>B：a2极+>化C使d2离+>子Z变n2形+>，C共a2价+>成M分g增2+加，Si-O键减弱，粘度降低。半
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3-2 熔体性质
影响熔体表面张力的因素：
表面张力、表面能
（1）体系内原子的化学键型的影响 具有金属键的熔体的表面张力共价键离子键分子键）
(2) 化合物添加剂的影响 K2O、PbO、B2O3、Sb2O3、Cr2O3 等 会 使 表 面 张 力 下 降 ；
Al2O3、CaO、MgO、SiO2等提高表面张力。 。 （3）温度的影响
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3、聚合物理论
①聚合物的形成
原因：在硅酸盐的[SiO4]中，Si-O键很强，共价键占52%（见P78）；
而熔体中的R-O键（R指碱土金属离子或碱金属离子）相对较弱，所以 Si4+可以夺取R-O键中的O2-。
结果： O/Si↑，桥氧↓，非桥氧↑, 即桥氧断裂，石英发生分化，分化出 单体、二聚体、三聚体…… 。分化成的低聚体又会发生缩聚、变形。如 单体与二聚体聚合：
（1）碱金属氧化物
分两种情况：
O/Si低时：
结构中高聚物含量多，对黏度起主要作用的 是Si-O的键力。则R+半径小，R-O键强，对 Si-O键削弱能力大，黏度下降。各种碱金属 氧化物使得黏度下降的能力为：
K2O > Na2O > Li2O
例：Li 的半径小，Li-O键强，Si-O-Li键中， 削弱Si-O的能力强，因此黏度小。
玻璃形成温度Tg（脆性温度）是熔体开始固化的温度。 特征：不是确定温度，而是一个随冷却速度而变化的温度 范围。
Tg温度对应的黏度均为1012～1013dPa﹒s 左右。
2020/4/19 Tm：熔点或结晶温度点 .
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为什么玻璃没有固定熔点？
• 当晶体从外界吸收热量时，其内部分子、原子的平均动能增大，温度 也开始升高，但并不破坏其空间点阵，仍保持有规则排列。继续吸热 达到一定的温度——熔点时，其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏 其有规则的排列，空间点阵也开始解体，于是晶体开始变成液体。在 晶体从固体向液体的转化过程中，吸收的热量用来一部分一部分地破 坏晶体的空间点阵，所以固液混合物的温度并不升高。当晶体完全熔 化后，随着从外界吸收热量，温度又开始升高 .
（4）ZrO2对熔体黏度的影响 ZrO2和SiO2相似，起“补网”作用，使黏度提高。
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3-2 熔体性质
表面张力、表面能
三、表面张力、表面能
表面张力：使表面单位长度扩张时所需要的力。（单位N/m） 表面能：每增加单位表面积所需要作的功。（单位J/m2）
液体的表面能和表面张力在数值上是相等的。 硅酸盐熔体的表面张力比一般液体高，波动在220～380mN/m之间。 熔体的表面张力对玻璃的熔制以及加工工序有重要的作用。在硅酸 盐材料中熔体表面张力的大小会影响液、固表面润湿程度和影响陶瓷 材料坯、釉结合程度。
径大的离子易极化，极化变形使Si-O键削弱则降低粘度。
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3-2 熔体性质
影响熔体粘度的主要因素
（3）Al2O3和 B203对熔体黏度的影响 当Al2O3/R2O 1时，Al2O3作为网络变性体
当Al2O3/R2O 1时，Al2O3可以代替SiO2起“补网”作用，提高黏 度。 B203对熔体粘度的影响比较复杂，加入开始时处于三维空间连接的 [BO4]，是结构网聚集紧密，粘度上升。随硼含量的增加，B开始处于三 角体中，结构网疏松，黏度下降。
熔体结构
1、近程有序理论（1924年 Freukel提出） 每个中心质点周围有一定数量的有规则排列的其它质点，但离开中心
质点稍远(10—20Å)这种规律就逐渐破坏和消失（近程有序，远程无 序）。 2、核前群理论
认为液体有规律的排列不仅限于中心质点和周围临近质点之间，而 是还有延续。从而形成了核前群，核前群内质点排列与晶体相似，群 外质点排列规律性较差，甚至无规律。
2202201373137322nana22oo??pp22oo552202201323132322nana22oo??siosio221401401573157333pp22551461461523152333nana22oo??22siosio22膨胀系数膨胀系数101077熔融温度熔融温度yy组组结构参数y对玻璃性质的影响34常见玻璃类型硅酸盐玻璃2020419硼酸盐玻璃氧化硼玻璃是硼酸盐玻璃的基础氧化硼玻璃由bo玻璃性能比石英玻璃差它的软化温度低化学稳定性差热膨胀系数高纯b玻璃实用价值不高
粘度与温度关系的应用：
硅酸盐熔体黏度随温度的变化是玻璃加工工艺的基础之一。因为硅酸 盐熔体是由聚合程度不同的多种聚合物交织而成的网络，质点移动困难， 因此硅酸盐熔体的黏度比一般液体高得多，
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影响熔体粘度的主要因素
2、组成
大多数无机氧化物的熔体黏度与组成有直接关系。在硅酸盐熔体中黏度 随 O/Si 比值的上升而下降。
广义定义：表现出玻璃转变现象（Tg）的非晶态固体。
广义玻璃不限定组成、不限定方法，强调结构和特性。
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3-3 玻璃结构
玻璃的通性
一．玻璃的宏观特征：
一般无机玻璃的外部特征：硬度较高，脆性大， 断裂面往往呈贝壳状及蜡状，对可见光有一定的透 明度。
玻璃的通性：
1. 各向同性：内部质点无序排列而呈现统计均质结 构的外在表现。例外情况：如在非均质玻璃中存在 应力，则可显示出各向异性。
自由体积是指温度为T时，液体分子体积V减去T0温度时液体分子的 有效硬核体积自由体积V0
Vf = 液体分子体积VT －最紧密堆积液体分子的体积V0
在T0时液体分子是不运动的，温度升高到T时，体积膨胀至V，由此
形成自由体积Vf。
由体积理论得出黏度的表达式为：
KV Bexp 0
V
f
V f V V 0(T T 0 )
单位(Pa·S)，1帕秒表示：相距１米的两个面积为1米 2的 平行平面，相对移动所需的力为１牛顿。
粘度的倒数为流动度。粘度愈小，流动度愈大。 φ＝１／η
二、影响熔体粘度的主要因素 1、温度
硅酸盐熔体粘度与温度关系是Ｔ↑，η↓。但实际情况比 较复杂。目前还没有一个可在很大温度范围内反映粘度与温 度关系的公式。
4．软化温度 5．流动温度 6．熔融温度
107.65~8 105
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，流动性较少，黏度增大。结构熵等于零时，结构单元 无限大，液体就不能流动了。粘度与结构熵的关系式：
C
exp
D TS0
式中：C-常数
D-接近常数
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S0-结构熵（ S0 C p (T T0 ) / T )
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