4--非晶态结构与性质
非晶态材料的电子结构与性质
非晶态材料的电子结构与性质非晶态材料是一种特殊的材料，其结构不具有长程有序性，而是呈现无规则的结构排列。
与晶态材料相比，非晶态材料具有许多独特的电子结构和性质。
本文将探讨非晶态材料的电子结构与性质，并介绍其在实际应用中的潜力。
首先，非晶态材料的电子结构与晶态材料有着很大的差异。
晶态材料的原子排列具有周期性，因此其电子能带结构也呈现出禁带和能带分裂等特点。
与之不同，非晶态材料中的原子无规则排列，并且在小尺寸区域内存在着较大的原子间距离变化。
这种无规则性导致了非晶态材料在能带结构上的复杂性和多样性。
其次，非晶态材料的电子结构对其性能具有重要影响。
由于非晶态材料的电子能带结构复杂多样，因此其导电性、光学性质和磁性等特性也相对复杂。
举个例子，非晶态硅在光学方面的性质与晶态硅有着显著差异。
晶态硅是一种典型的半导体材料，其禁带宽度较大，只能吸收较高能量的光线。
而非晶态硅由于其复杂的电子能带结构，能够吸收更宽波长范围的光线，因此在光电转换和太阳能电池等领域有着广泛的应用潜力。
此外，非晶态材料的电子结构也对其力学性能产生了显著影响。
非晶态金属玻璃是一种具有非晶态结构的金属材料。
由于其原子具有无序排列，非晶态金属玻璃具有超高的硬度和强度。
研究发现，非晶态金属玻璃的导电性依赖于电子态密度和电子局域化程度。
这种密切的关联性使得非晶态材料在设计高强度和高导电性的材料时具有潜在优势。
值得一提的是，非晶态材料的电子结构与性质也与制备方法和组成元素有关。
通过不同的制备方法和合金化调控，可以改变非晶态材料的电子能带结构，从而调控其性能。
例如，通过控制金属原子尺寸和含量，可以调节非晶态合金材料的磁性和导电性。
这种灵活性使得非晶态材料在设计可调控性能的材料时具有巨大潜力。
综上所述，非晶态材料的电子结构与性质是传统晶态材料所不具备的独特特点。
其复杂多样的电子能带结构决定了非晶态材料在导电性、光学性质和力学性能等方面的特殊性。
通过调控非晶态材料的电子结构，人们可以设计出具有特殊功能和优异性能的材料，这将为材料科学和工程领域的发展带来巨大的潜力。
《非晶态结构与性质》课件
原子或分子之间以随机方式连接形成非晶态结构。
非晶态材料的制备方法
快速凝固
通过迅速冷却高温熔融的材料来制备非晶态材料。
固态反应
通过固态反应制备非晶态材料，如溶胶-凝胶法等。
纳米材料合成
利用纳米材料的特殊性质合成非晶态材料。
非晶态材料的性质
高硬度
非晶态材料具有较高的硬度， 适用于耐磨、抗划伤的应用。
优异的韧性
非晶态材料表现出优异的韧 性，在冲击加载下具有良好 的抗碎裂能力。
低热导率
非晶态材料的低热导率使其 成为热障涂层、热电器件等 应用的理想选择。
非晶态材料的应用领域
电子器件
非晶态材料在电子器件中应用 广泛，如薄膜晶体管、存储器 件等。
医疗设备
非晶态材料在医疗设备领域具 有良好的生物相容性和机械性 能。
太阳能电池
非晶态聚合物材料可用于制备 高效、柔性的太阳能电池。
非晶态材料的前景和挑战
前景
非晶态材料在新型能源、光电子学等领域具 有广阔的应用前景。
挑战
非晶态材料的制备工艺和理论研究仍面临一 定的挑战，需要进一步深入研究。
总结
非晶态结构的定义、特征、制备方法、性质、应用领域以及前景和挑战都是非晶态材料领域中重要的研 究内容。
《非晶态结构与性质》 PPT课件
非晶态结构是指没有明确长程有序的结构，而是由无规则排是指材料中没有明确的、长程的周期性重复单元的结构。
非晶态结构的特征
1 无规则排列
原子或分子在非晶态材料中呈现无规则的排列方式。
2 无明确周期性
非晶态材料中没有明确的、长程的周期性重复单元。
第4章 非晶态结构与性质
硼反常现象： 由于B3＋离子配位数变化引 起性能曲线上出现转折的现象。
（6）混合碱效应：粘度↑ 混合碱效应：熔体中同时引入一种以上R2O或RO时，粘度比等量的一种R2O或RO高。 与离子半径、配位等结晶化学条件不同而相互制约有关。
（7）离子极化：粘度↓ 极化使离子变形，共价键成分增加，减弱Si－O键力。温度一定时，引入等量的具 有 18电子层结构的二价副族元素离子 Zn2+、Cd2+、Pb2+等较引入含8电子层结构的 碱土金属离子更能降低系统的粘度，即当粘度一定时，系统对应温度更低。 η＝1012Pa·s时18Na2O·12RO·70SiO2玻璃对应温度 8电子结构 T(℃) 第四周期 第五周期 第六周期 CaO SrO BaO 533 511 482 18电子结构 T(℃) ZnO CdO PbO 513 487 422
3. 硼酸盐熔体随碱含量减少，表面张力温度系数dσ/dT由负逐 渐接近零值，并有可能出现正值。 【原因】温度升高：熔体中 各组分活动能力增强，破坏熔体表面 [BO3] 平面基团的整齐排 列，使表面张力增大。
2．表面张力－组成关系
结构类型相同的离子晶体，晶格能越大，则熔体表面张力越
大；单位晶胞边长越小，则熔体表面张力越大。
1．粘度－温度关系
（1） 弗仑格尔公式 ф＝A1ｅ－△u/kT η＝1/ф＝A2ｅ△u/kT logη＝A＋B/T 式中 △u——质点粘滞活化能； K——波尔兹曼常数； T——绝对温标； A1 、 A2 、 A——与熔体组成有关的常数。
【注意】该公式假定粘滞活化能是 与温度无关的常数，则只能应用于 简单的不缔合的液体或在一定温度 范围内缔合度不变的液体。对于硅 酸盐熔体在较大温度范围时，斜率 会发生变化，因而在较大温度范围 内以上公式不适用。
第四章-非晶态结构与性质
60
聚 50 合 物 40 浓 度 30
(%)
20
低聚物（岛状）
SiO4
(SiO2)n Si2O7
10
Si3O10
0
(SiO3)4
图4-6 偏硅酸钠熔体结构 模型（二维示意图）
1100 1200 1300 1400(℃)
某硼硅酸盐熔体中聚合物分布随 温度的变化
(1) 当熔体组成不变时，随温度升高，低聚 物数量增加；高聚物[SiO2]n浓Fun度dam降enta低ls of 。Materials Science
熔体：物质加热到较高温度才能液化的物质 的液体。
玻璃体：熔体经快速冷却则变成玻璃体。 它们是相互联系、性质相近的两种聚集状态。
Fundamentals of Materials Science
为什么要研究熔体、玻璃？（结构和性能）
• 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
原 • 耐火材料的耐火度与熔体含量有直
把熔体的结构看作与晶体接近更有实际意义。
Fundamentals of Materials Science
4.1.2 硅酸盐熔体结构－聚合物理论
硅酸盐熔体与玻璃体结构很相似，都存在近程有序区域。
基本结构单元－ [SiO4] 四面体 键性：具高键能、方向性、低配位等的特点。
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形状不规则、大
u
n A1e kT u A2e kT
u
A3e kT lg
AB T
当Δu不随温度
Fundamentals of变Ma化teria时ls Science
硅酸盐熔体中， 活化能不仅与熔体的 组成有关，还与熔体 中[SiO4]的聚合度有 关。温度较高时，以 低聚物为主，较低时， 以高聚物为主。因此， 在高温或低温区，聚 合度变化不大时，可 近似看成直线关系。
第4章习题及答案 无机材料科学基础
第四章非晶态结构与性质4-3试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。
它们的结构有什么不同？解：利用X射线检测。
晶体SiO2——质点在三维空间做有规律的排列，各向异性。
SiO2熔体——内部结构为架状，近程有序，远程无序。
SiO2玻璃——各向同性。
硅胶——疏松多孔。
4-4影响熔体粘度的因素有哪些？试分析一价碱金属氧化物降低硅酸盐熔体粘度的原因。
解：（1）影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成。
碱性氧化物含量增加，剧烈降低粘度。
随温度降低，熔体粘度按指数关系递增。
（2）通常碱金属氧化物（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O）能降低熔体粘度。
这些正离子由于电荷少、半径大、和O2－的作用力较小，提供了系统中的“自由氧”而使O/Si比值增加，导致原来硅氧负离子团解聚成较简单的结构单位，因而使活化能减低、粘度变小。
4-5熔体粘度在727℃时是107Pa·s，在1156℃时是103 Pa·s，在什么温度下它是106 Pa·s？解：根据727℃时，η=107Pa·s，由公式得：（1）1156℃时，η=103 Pa·s，由公式得：（2）联立（1），（2）式解得∴A=-6.32，B=13324当η=106 Pa·s时，解得t =808.5℃。
4-14影响玻璃形成过程中的动力学因素是什么？结晶化学因素是什么？试简要叙述之。
解：影响玻璃形成的关键是熔体的冷却速率，熔体是析晶还是形成玻璃与过冷度、粘度、成核速率、晶体生长速率有关。
玻璃形成的结晶化学因素有：复合阴离子团大小与排列方式，键强，键型。
4-16有两种玻璃其组成（mol％）如下表，试计算玻璃的结构参数，并比较两种玻璃的粘度在高温下何者大？解：1号：Z=4，Al3+被视为网络形成离子X1=2R-Z=0.5，Y1=4-0.5=3.52号：Z=4，Al3+被视为网络改变离子X2=2R-Z=1.5，Y2=4-1.5=2.5Y1>Y2 高温下1号玻璃的粘度大。
《无机材料》 第4章 非晶态结构与性质(2)-熔体的性质(2学时)
2. 请分析图示R2O 对R2O-SiO2系统玻 璃粘度的影响
R2O-SiO2系统玻璃在1400℃时的粘度变化
u 熔体粘度，特征温度【应变点，退火点（Tg），变形 点，Litteleton软化点，操作点，成形温度范围】，硼 反常现象，混合碱效应；
u 熔体表面张力，表面活性物质，表面惰性物质，表面 活性剂；
u 当Na2O约为15~20mol％时，B3
＋形成[BO4]最多，Y最大， α最小；
u 继续增加Na2O 含量，引入游离
氧，起断网作用，Y↓ ， α ↑ 。
Na2O－B2O3二元玻璃中平均桥氧数Y、
热膨胀系数α随Na2O含量的变化
（6）混合碱效应：粘度↑
混合碱效应：熔体中同时引入两种或以上 R2O或 RO时，粘度比等量的一种R2O或RO高。
η＝1012Pa·s时18Na2O·12RO·70SiO2玻璃对应温度
8电子结构 T(℃) 18电子结构 T(℃)
第四周期
CaO 533
ZnO
513
第五周期
SrO 511
CdO 487
第六周期
BaO 482
PbO 422
（8）其它化合物
CaF2：熔体粘度↓↓ F－半径与O2－相近，较易发生取代，但F－只有一 价，破坏原网络后难以形成新网络，粘度大大下降。
（2）修正式——VFT公式（Vogel-Fulcher-Tammann公式）
lg A B
T T0
式中 A、B、T0——与熔体组成有关的常数，其 中，T0 表示 液体分子不能再移动时的温度，也可理解 为：当液体过冷到T0时，其中的质点不再可能作在一 般液体中的迁移运动。
【注意】以上两公式均为经验式，因此目前粘度仍
第4章 非晶态结构与性质 知识点061
随堂练习：
硅酸盐熔体结构中的络阴离子团大小和数量 与什么因素有关？随这些因素的变化规律是 什么？
答：1. 与温度和组成有关。 2.随温度增高，低聚合度络阴离子团数量增大。 3.随氧硅比增加，低聚合度络阴离子团数量增大。
聚合物的种类、大小和数量随熔体的组成和温度而变化。
在熔体组成不变时， 各级聚合物的浓度（数 量）与温度有关。温度 升高，低聚合度的络阴 离子团浓度增加。反之， 温度降低，高聚合度的 络阴离子团浓度增加。
聚合物的种类、大小和数量随熔体的组成和温度而变化。
当熔体温度不变时， 各种聚合程度聚合物的 浓度与熔体的组成有关。 氧硅比增加则低聚合度 络阴离子团浓度增加。 反之，氧硅比降低，高 聚合度络阴离子团浓度 增加。
解聚
聚合
不同氧硅比时硅酸盐络阴离子团的聚合结构
聚合度较高的 络阴离子团
聚合度较低的 络阴离子团
硅酸盐熔体中聚合物的形成过程可分为三个阶段。 • 初期：石英（或硅酸盐）的分化： •到平衡。
熔体中有低聚物、高聚物、三维晶格碎片以及游离碱、 吸附物，最后得到的熔体是不同聚合程度的各种聚合体的混 合物，构成硅酸盐熔体结构。
4.1 熔体的结构
二、硅酸盐熔体结构
知识点061. 硅酸盐熔体的聚合物结构理论 上世纪70年代白尔泰（P.Balta）等提出了熔体聚合物理论
熔体的结构由各种聚合程度不同的聚合体所形成， 在一定条件下，聚合-解聚达成平衡；聚合体的种类、大 小和数量随熔体的组成和温度而变化。
硅酸盐熔体中，基本结构单元在熔体中组成形状不 规则、大小不同的聚合离子团（或络阴离子团）在这 些离子团间存在着聚合－解聚的平衡。
非晶态材料的结构与性质研究
非晶态材料的结构与性质研究非晶态材料是一种具有特殊结构的材料，无定形、无序分布的原子构成了它们的基本单元，同时它们也具有高度的随机性和失序性。
非晶态材料是过渡态材料，介于晶体与液体之间，与晶体不同，它们没有规则的晶格结构，因此也不能被描述为任意结构的重复单元。
近年来，随着人类对材料科学的深入理解和研究的深入，越来越多的科学家开始关注和研究这种神秘的非晶态材料。
本文将从结构和性质两个方面入手，探究非晶态材料的内在特性和可应用性。
一、非晶态材料的结构非晶态材料的结构复杂多样，通常由不规则紧密排列、缺陷集中分布、混合原子成分以及纳米结构构成。
它们无长程有序，但却存在近程有序和阻止原子自由运动的局域约束作用。
非晶态材料中，无法使用晶体的周期性函数或者Bravais格子来描述它们的结构，也无法使用晶体学的方法来解析其晶格常数及对称性。
非晶态材料常被描述为“准晶体”，这也是由于非晶态材料具有与晶体类似的物理化学性质。
比如，强度、硬度、模量等性质，甚至比晶体更好，在某些应用领域中可以更好地发挥作用。
从宏观的角度来看，非晶态材料呈现出均匀的特性，因此在某些特定环境下可以用来代替晶体材料。
二、非晶态材料的性质非晶态材料的性质是其结构所决定的。
由于非晶态材料无晶体的周期性结构，因此其物理和化学性质通常比晶体更为复杂。
一些特定的结构和性质常常应用于制备晶体。
在结构上，是由于非晶体中局部约束作用的存在以及无序的结构总体所导致的。
在性质上，非晶态材料的特点是自组装的能力、缺陷密度大、力学性能优秀、高温应用能力好、表面结构多元化、电子性能有优势、生物活性等多种特殊性质的组合。
自组装性是非晶态材料的一个显著特点。
由于其内部的局部约束作用，非晶态材料有一定程度的自组装能力。
这意味着它们可以自行形成结构和形状。
这一特点使得非晶态材料被广泛应用于材料科学，例如，它们被用于制备介电材料、金属玻璃、纳米材料等领域。
缺陷密度高是非晶态材料的另一个特点。
非晶态材料的物理和化学性质
非晶态材料的物理和化学性质非晶态材料是一类特殊的材料，其结构并不像晶态材料那样有序排列，而是一种无序的、非周期性的结构。
非晶态材料由于其独特的结构和性质，被广泛应用于许多领域，如电子、能源、航空航天和医疗等领域。
本文将从物理和化学两个方面介绍非晶态材料的性质。
物理性质1. 密度非晶态材料与晶态材料相比，其密度较高。
这主要是由于非晶态材料的原子间距较短，相邻原子距离较小导致的。
比如，非晶态金属玻璃（BMG）的密度通常比同种金属的晶态高5%至10%。
2. 基本磁性质非晶态材料的磁性质以及磁学行为的研究是材料物理学领域的研究热点。
非晶态材料中，由于原子之间的无序性，电子的自旋在空间分布上也呈现出无规律性分布，因此对磁性有着显著的影响。
例如，磁记忆合金等材料，使用在高灵敏度磁传感器中，能够反应非常细微的磁场变化。
3. 超导性质非晶态材料中存在一种二维超导现象，即由于层状结构中的原子无序排列，可以造成电子在横向进行导电的过程中，发生了一些特殊的效应。
这种超导性质的出现极大地改变了超导体研究的现状，不仅对物理学领域有很大的作用，还对制造医疗、能源学等领域具有重要的实际应用价值。
4. 弹性性质非晶态材料核心构造过程所产生的氧化、固化以及空气中的各类设计使其微观数量水平的结构和性质变得更为坚韧，耐用，兼具弹性特性。
对一些板和杆类制品而言，这种高弹性性能成为所以具有很强的优势。
化学性质1. 相对于晶体材料，更容易形成玻璃在材料工业生产中，有时需要一定形状和尺寸改变的材料，然而这些晶体材料生产出来之后不容易改变其尺寸或形状，这时就需要非晶态材料。
非晶态材料不像晶体材料那样有序排列，因此在其加热制造过程中，形成一定的好处。
特别是高分子塑料玻璃，尤其适合这种特殊性质，并成为制造玻璃器皿和仪器的首选材料。
2. 优异的表面活性和吸附性能非晶态材料在物理结构上具有许多规则性，其中一个最显着的特征是不对称性因素，例如吸附能和界面能等都常常有小而重要的变化。
非晶态材料的结构与性能
非晶态材料的结构与性能随着科技的发展，各种新材料相继问世。
在其中，非晶态材料作为一种成长迅速的新材料，备受瞩目。
非晶态材料和晶体材料相比有很多优点，例如它们可以在更广阔的温度和压力范围内应用，更具有强韧性和可塑性等等。
那么，非晶态材料的结构和性能究竟是如何的呢？一、非晶态材料的结构非晶态材料没有明显的晶体结构，因此不遵循布拉格定律。
它们的原子排列比较混乱，而且在不同的尺度上都没有规则性。
这种结构使得非晶态材料具有高度的均质性，使其性能更加稳定可靠。
对于非晶态材料，其结构中存在的缺陷和杂质对其性质影响会相对较小，而同种材料之间的性质差异较大，这给材料定量研究和开发带来了很大的挑战。
二、非晶态材料的性能非晶态材料的最大特点是其在不同条件下表现出相似甚至相同的性质，因此具有广泛的应用前景。
1.高强度和韧性由于非晶态材料的结构不规则且高度均匀，使其表现出比晶态材料更高的强度和韧性。
这是由于不规则结构造成了原子之间更高的连接性，离子之间更紧密的排列，因此能够更抗拉，更不容易破坏。
2.高温下的稳定性非晶态材料在高温下具有很高的稳定性。
它们可作为制备高温耐用材料的发展方向。
该材料具有化学稳定性，耐腐蚀性和热应力等性质，可以应用于各种高温工业炉。
3.优越的磁性能非晶态材料还具有优越的磁性能。
其由于多种原子之间的交互作用而表现出特殊的磁滞回线和剩磁效应，在工业制造中应用非常广泛，如用作电动机的电路铁芯，音频转盘控制等等。
4.优异的光学性质非晶态材料的光学性质也非常优异。
这是由于这些材料的非晶态结构使得光线的传导更加稳定，而能够反射更多的光线。
迄今，非晶态材料已应用于电器元件、计算机记录材料、接头导体、悬浮液晶等领域中，其发展前景广阔。
总之，非晶态材料的结构和性质十分独特，其重要意义和深远发展前景值得期待。
未来，研究人员将进一步研究该材料的性质，以提高其应用价值，推动相关工业的快速发展。
非晶态材料的特性和应用
非晶态材料的特性和应用非晶态材料（Amorphous Materials）是指结构松散、无定形的材料，常见的如玻璃、塑料等。
与晶态材料相比，非晶态材料在物理性质、热力学性质、力学性质等方面存在着明显的差异。
本文将主要阐述非晶态材料的特性和应用。
一、非晶态材料的特性1.结构无序非晶态材料的结构是无序的，与晶态材料不同。
在晶体中，原子排列有序，成为重复有序的元胞，表示出现明显的周期性。
而在非晶态材料中，原子对称性和周期性比较弱，原子位置随机且没有规律。
2.固态特性非晶态材料是固态，在特定温度和压力下，他们不会像气体和液体一样流动。
相较于晶态材料，非晶态材料可以具有更高的玻璃化转变温度和更高的软化温度。
这也是它在实际应用中的优秀表现之一。
3.凝固方式不同非晶态材料的形成与晶态材料存在着本质上的区别。
传统晶态材料的形成，需要通过凝固法来实现。
而非晶态材料的形成，则是通过快速的凝固方式实现的，如快速冷凝或蒸发，使得材料在固化时无法形成有序的晶体结构。
此外，非晶态材料的制备过程还需要更加严格的控制条件和先进材料处理技术。
二、非晶态材料的应用1.磁存储材料非晶态材料在磁存储技术中被广泛应用。
其在制造磁盘和其他磁学设备方面，具有优异的性能表现，尤其是在高频率下的响应。
磁盘等存储设备可以存储大量的数据，非晶态材料正是实现这一目标的关键所在。
2.太阳能电池材料非晶态材料在太阳能电池技术上也有重要应用。
由于其特殊的非晶态结构，非晶态材料具有很高的光捕获效率和较高的电子传导率，因此可以被制造成太阳能电池材料，用于收集和储存太阳能。
3.高性能合金材料非晶态材料也在一些领域表现出色，例如制造比传统合金材料更具有刚性和强度的高性能合金材料。
这种材料可以用于制造高性能工具和其他金属制品，其优越的性质可以显著提升产品的质量和性能。
4.医用材料非晶态材料在医学器械制造和医疗领域也有应用。
例如在种植手术中，医生可以使用非晶态材料作为种植物的覆盖，该材料可以与骨骼组织良好地结合在一起，具有良好的生物相容性和生物缓解性。
第4章习题及答案_无机材料科学基础
第四章非晶态结构与性质4-1名词解释熔体与玻璃体分化（解聚）与缩聚网络形成体网络中间体网络改变体桥与非桥氧硼反常现象单键强度晶子学说与无规则网络学说4-2试简述硅酸盐熔体聚合物结构形成的过程和结构特点。
4-3试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。
它们的结构有什么不同？4-4 试述石英晶体、石英熔体、Na2O·2SiO2熔体结构和性质上的区别。
4-5影响熔体粘度的因素有哪些？试分析一价碱金属氧化物降低硅酸盐熔体粘度的原因。
4-6熔体粘度在727℃时是107Pa·s，在1156℃时是103 Pa·s，在什么温度下它是106 Pa·s？（用lnη＝A＋B/T解之）4-7 SiO2熔体的粘度在1000℃时为1014 Pa·s，在1400℃时为107 Pa·s。
SiO2玻璃粘滞流动的活化能是多少？上述数据为恒压下取得，若在恒容下获得，你认为活化能会改变吗？为什么？4-8一种熔体在1300℃的粘度是310 Pa·s，在800℃是107 Pa·s，在1050℃时其粘度为多少？在此温度下急冷能否形成玻璃？4-9试用logη＝A＋B/（T－T0）方程式，绘出下列两种熔体在1350~500℃间的粘度曲线（logη~1/T）。
两种熔体常数如下：4-10派来克斯（Pyrex）玻璃的粘度在1400℃时是109 Pa·s，在840℃是1013Pa·s。
请回答：（1）粘性流动活化能是多少？（2）为了易于成形，玻璃达到105Pa·s的粘度时约要多高的温度？4-11一种玻璃的工作范围是870℃（η＝106Pa·s）至1300℃（η＝102.5Pa·s），估计它的退火点（η＝1012Pa·s）？4-12一种用于密封照明灯的硼硅酸盐玻璃，它的退火点是544℃，软化点是780℃。
非晶态物质的结构与性质
非晶态物质的结构与性质在我们的生活中，大部分的物质都是晶体。
晶体是一种有序的结构，它们的分子排列方式是高度固定的，因此晶体的形态也非常规则。
相比之下，非晶态物质则是分子有序排列的一种极端形式，它们的结构没有规则性，因此可以有很多不同的形态和性质。
在本文中，我们将探讨非晶态物质的结构和性质。
什么是非晶态物质？非晶态物质通常被认为是一种“无序”的结构。
简单来说，它们是没有长程有序性的物质，但在局部区域内分子之间可以有一定的“短程有序”。
这意味着分子之间的排列方式不是高度规则的，而是有所波动的。
非晶态物质可以出现在固体、液体和气体状态下，例如玻璃、塑料、橡胶和氧化硅等。
非晶态物质的结构非晶态物质的结构是非常复杂的，因为它们涉及到多个长度尺度上的无序性。
在小尺度上，在分子排列的局部区域内，非晶态物质可能会有一定的短程有序性。
这种局部有序性是由于物质的制备过程中，诸如原子或分子的排列方式不完全随机所导致的。
由于非晶态物质没有长程有序性，其原子和分子的排列方式不会出现周期性的重复。
这也使得非晶态物质的结构非常难以确定。
通常，人们使用散射技术来研究非晶态物质的结构。
这些散射技术包括X射线散射、中子散射、电子衍射以及光散射等技术。
非晶态物质的性质因为非晶态物质的结构没有规则性，所以它们有许多不同于晶体的性质。
本节将会讨论一些非晶态物质特有的性质。
1. 均匀性非晶态物质通常具有非常均匀的结构和成分分布。
这是由于非晶态物质没有周期性结构，使得其分子结构和成分分布在空间上更加均匀。
2. 可塑性非晶态物质通常具有非常好的可塑性。
这是由于其独特的结构，非晶态物质中的分子可以非常容易地滑动，从而使它能够产生大变形而不断裂。
3. 高温稳定性非晶态物质通常具有非常好的高温稳定性。
在高温下，晶体由于其有序排列被破坏而失去了稳定性，而非晶态物质由于其无序方式排列而保持稳定。
这使得一些高温应用中需要具有稳定性的材料，如汽车引擎零件和高温耐受的陶瓷，能够被制造出来。
非晶态金属玻璃的结构与性能
非晶态金属玻璃的结构与性能随着科学技术的发展，新材料的研究和开发已经成为现代化建设和经济发展的重要组成部分。
而非晶态金属玻璃作为一种新材料，因其特有的结构和性能吸引了众多科学家和工程师的研究和开发。
本文将从非晶态金属玻璃的结构与性能两个方面来探讨这种新材料的特点。
一、非晶态金属玻璃的结构非晶态金属玻璃是一种无序的、非晶态的、由金属原子组成的固体材料，其在晶体结构上并无明显周期性，而在形态和力学性质等方面却与晶体结构相似。
其非晶态的特征在于没有任何规则的晶格结构。
金属玻璃的原子排列似乎是从液体态冷却至固体态时遭遇瓶颈而形成的，其情形不同于晶体，晶体存在着一种周期性的排列方式，而金属玻璃则没有这种排列方式，其原子排列是随机的，这是非晶态金属玻璃区别于晶体的一个显著特点。
二、非晶态金属玻璃的性能非晶态金属玻璃有着一些其他金属材料所不具备的性质，例如高强度、高硬度、高腐蚀性、高热稳定性等。
此外，非晶态金属玻璃还具有较好的电导率和热导率，因此非晶态金属玻璃也被广泛应用于高科技领域，如材料科学、能源、电池、激光、电子元件和计算机科技等领域。
由于其特殊的结构，非晶态金属玻璃具有较高的杨氏模量、压缩模量和硬度，相对应的具有较高的弹性、抗磨损和抗腐蚀性能，因此在航空航天、汽车、工具和工程应用等领域有着重要的应用。
例如，目前许多汽车制造商都在采用非晶态金属玻璃制作高强度轻量化车身零部件，以提高汽车的整体性能。
三、非晶态金属玻璃的制备非晶态金属玻璃的制备过程通常是将一些合适的金属元素混合在一起形成底料，然后以高温冷却的方式使其突破晶体状态，形成均匀无序的非晶态金属玻璃结构。
这种制备方法叫做快速凝固技术，通过这种方法可以制造出一些传统制造方法所无法生产的异形或薄型件，例如非晶态金属玻璃薄膜。
四、非晶态金属玻璃的发展与前景非晶态金属玻璃由于其优良的特性，已经受到广泛关注和研究。
未来，非晶态金属玻璃的发展前景无限。
在材料科学领域，他们得到了广泛应用，而在其他领域也有着良好的发展前景。
非晶态材料的结构与性质
非晶态材料的结构与性质非晶态材料，又称无定形材料或非晶材料。
与晶态材料不同，它们没有经过晶化，也就是说它们的分子没有像晶体一样有序排列。
这些化合物往往是由由金属、半导体或塑料构成的合金或陶瓷，有着非常特殊的性质。
本文将探讨非晶态材料的结构与性质，并探索其在现代工业中的应用。
一、非晶态材料的结构非晶态材料的结构比较难以描述，因为它们不是经过晶体结构有序排列的。
与之对应的，相对应于晶格的是非定向的、无规则的玻璃态；相对于晶体中的原子位置周期性排列，非晶体中的原子位置则是凌乱无序的。
在晶体中，原子的排列是周期性、有序的，而在非晶质中，在几近无序的背景下，原子与原子之间只有短程有序，也就是说，原子之间的距离与平均含量是变化无常且不依赖于空间位置的。
非晶态材料也可以看成是一个微小晶体组成的复合材料，不同晶粒的尺寸从几十Å到几百Å不等，而每个晶粒内的原子则分布得比晶体中原子分布更为凌乱。
二、非晶态材料的性质相比于晶态材料，在非晶态材料中，由于没有晶格，材料的物理性质更加复杂与难以描述。
以下将会介绍几个典型的非晶态材料的性质：1. 坚硬度高：许多非晶态金属材料的硬度都非常高，高达1500-1600HM，相比之下，很多晶体金属材料都只有100-600HM的硬度。
2. 形状记忆效应强：非晶态合金在各种情况下都有优秀的形态回复和形状记忆效应，这让它们在制造高弹性元器件时更加适用。
3. 震动阻尼性能强：非晶态合金的震动阻尼性能非常高，可以有效地抑制振动响应，这对于航空航天等领域有着十分广泛的应用。
4. 导电性能优异：非晶态的金属材料也有一些优秀的导电性能，可以作为微电子元器件的制造材料。
三、非晶态材料的应用除了上述提到的性质外，非晶态材料还具有较好的抗腐蚀性、抗疲劳性能和良好的潜变行为。
因此，非晶态材料在现代工业中的应用越来越广泛。
以下是几种常见的应用：1. 磁存储材料：非晶态磁性材料是计算机、电子元器件及储存介质等高科技产品中必不可少的基础材料。
第4章 非晶态结构与性质(4)-玻璃的形成
第4章 非晶态结构与性质 —— 4.4 玻璃的形成
中南大学 资源加工与生物工程学院 宋晓岚
一、形成玻璃的物质及方法
1. 形成玻璃的物质 只要冷却速率足够快，几乎任何物质都能形成玻璃。
2. 形成玻璃的方法 （1）熔融法：传统方法，玻璃工业生产中大量采用，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→传统玻璃。
（cm/s）。
第4章 非晶态结构与性质 —— 4.4 玻璃的形成
中南大学 资源加工与生物工程学院 宋晓岚
（1）析晶特征曲线——泰曼（Tammann）曲线
� Iv与u均与过冷度（△T＝TM－T， TM为熔点）有关，Iv与u 与△T关系曲线称为物质的析晶特征曲线（泰曼曲线），IV 与u曲线上都存在极大值；
第4章 非晶态结构与性质 —— 4.4 玻璃的形成
中南大学 资源加工与生物工程学院 宋晓岚
典型玻璃的网络参数X、Y和R值
组成 SiO2 Na2O·2SiO2 Na2O·1/3Al2O3·2SiO2 Na2O·Al2O3·2SiO2 Na2O·SiO2 P2O5
R
X
Y
2
0
4
2.5
1
3
2.25
0.5
3.5
决定玻璃网格结构类型的四个结构参数
X——网络形成离子的配位多面体的平均非桥氧数
Y——网络形成离子的配位多面体的平均桥氧数
Z——网络形成正离子的氧配位数
R——全部氧离子数/网络形成正离子数（玻璃中 氧离子总数与网络形成离子总数之比）
有： X +Y = Z
{ X +1Y =R
2
{ X = 2R − Z
第4章习题及答案_无机材料科学基础
第四章非晶态结构与性质4-1名词解释熔体与玻璃体分化（解聚）与缩聚网络形成体网络中间体网络改变体桥与非桥氧硼反常现象单键强度晶子学说与无规则网络学说4-2试简述硅酸盐熔体聚合物结构形成的过程和结构特点。
4-3试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。
它们的结构有什么不同？4-4 试述石英晶体、石英熔体、Na2O·2SiO2熔体结构和性质上的区别。
4-5影响熔体粘度的因素有哪些？试分析一价碱金属氧化物降低硅酸盐熔体粘度的原因。
4-6熔体粘度在727℃时是107Pa·s，在1156℃时是103 Pa·s，在什么温度下它是106 Pa·s？（用lnη＝A＋B/T解之）4-7 SiO2熔体的粘度在1000℃时为1014 Pa·s，在1400℃时为107 Pa·s。
SiO2玻璃粘滞流动的活化能是多少？上述数据为恒压下取得，若在恒容下获得，你认为活化能会改变吗？为什么？4-8一种熔体在1300℃的粘度是310 Pa·s，在800℃是107 Pa·s，在1050℃时其粘度为多少？在此温度下急冷能否形成玻璃？4-9试用logη＝A＋B/（T－T0）方程式，绘出下列两种熔体在1350~500℃间的粘度曲线（logη~1/T）。
两种熔体常数如下：4-10派来克斯（Pyrex）玻璃的粘度在1400℃时是109 Pa·s，在840℃是1013Pa·s。
请回答：（1）粘性流动活化能是多少？（2）为了易于成形，玻璃达到105Pa·s的粘度时约要多高的温度？4-11一种玻璃的工作范围是870℃（η＝106Pa·s）至1300℃（η＝102.5Pa·s），估计它的退火点（η＝1012Pa·s）？4-12一种用于密封照明灯的硼硅酸盐玻璃，它的退火点是544℃，软化点是780℃。
非晶态材料的结构和性质
非晶态材料的结构和性质从古至今，材料科学一直是人类探究物质本质的重要领域。
而随着科技的不断发展，新型材料的研究和应用也是越来越引人瞩目。
其中，非晶态材料因其独特的结构和性质，备受关注。
本文将对非晶态材料的结构和性质进行分析和探讨。
一、非晶态材料的结构首先，我们来了解什么是非晶态材料。
非晶态材料又称为无定形材料，其最主要的特点就是缺乏结晶。
在结晶的材料中，原子或分子以一定的规律排列成晶体结构。
而在非晶态材料中，这些原子或分子呈现出一种无序的排列状态，这是它独特的结构。
具体来说，在非晶态材料中，原子或分子的排列呈现出类似于液体的状态，缺乏长程的周期性结构。
而这种无序排列的状态，正是非晶态材料独特性质的基础。
二、非晶态材料的性质在结晶材料中，晶格结构的确定和相互作用的复杂性对材料的性质有着至关重要的影响。
而非晶态材料的缺乏结晶，则意味着其物理和化学性质可能完全不同于晶体材料。
2.1 高硬度和强韧性首先，非晶态材料的高硬度和强韧性是其独特性质之一。
比如非晶态金属材料可以达到毫米级别的高弹性模量和高硬度，而且材料强度在拉伸时无明显脆性断裂的现象。
这些高机械性能是结晶材料所不具备的。
2.2 超强的抗腐蚀性其次，非晶态材料还具有超强的抗腐蚀性能。
比如很多非晶态合金材料可以在极端环境下，如酸和碱的腐蚀、高温和高压下长时间稳定存在，而且具有很高的耐腐蚀性。
这地取代了传统的耐腐蚀材料，如不锈钢和钛合金等。
2.3 特殊的磁性非晶态材料还具有独特的磁性。
比如费米面附近的能级密度很高，使得非晶态磁性材料可以达到很高的饱和磁化强度和低的磁晶各向异性，使其可用于磁性传感和数据存储设备等领域。
三、非晶态材料的应用由于非晶态材料的独特结构和性质，其应用范围也相当广泛。
3.1 军事领域在军事领域中，非晶态材料主要应用在弹头、装甲材料和悬挂设计等领域。
比如非晶态合金材料可以极大地提高弹头的穿透能力，使其能够有效打击敌方装甲车辆。
3.2 磁性领域在磁性领域中，非晶态材料主要应用于磁性传感器、磁存储器、电机和变压器等设备。
第四章非晶态结构与性质
第四章非晶态结构与性质内容提要熔体和玻璃体是物质另外两种聚集状态。
相对于晶体而言，熔体和玻璃体中质点排列具有不规则性，至少在长距离范围结构具有无序性，因此，这类材料属于非晶态材料。
从认识论角度看，本章将从晶体中质点的周期性规则形排列过渡到质点微观排列的非周期性、非规则性来认识非晶态材料的结构和性质。
熔体特指加热到较高温度才能液化的物质的液体，即较高熔点物质的液体。
熔体快速冷却则变成玻璃体。
因此，熔体和玻璃体是相互联系、性质相近的两种聚集状态，这两种聚集状态的研究对理解无机材料的形成和性质有着重要的作用。
传统玻璃的整个生产过程就是熔体和玻璃体的转化过程。
在其他无机材料（如陶瓷、耐火材料、水泥等）的生产过程中一般也都会出现一定数量的高温熔融相，常温下以玻璃相存在于各晶相之间，其含量及性质对这些材料的形成过程及制品性能都有重要影响。
如水泥行业，高温液相的性质（如粘度、表面张力）常常决定水泥烧成的难易程度和质量好坏。
陶瓷和耐火材料行业，它通常是强度和美观的有机结合，有时希望有较多的熔融相，而有时又希望熔融相含量较少，而更重要的是希望能控制熔体的粘度及表面张力等性质。
所有这些愿望，都必须在充分认识熔体结构和性质及其结构与性质之间的关系之后才能实现。
本章主要介绍熔体的结构及性质，玻璃的通性、玻璃的形成、玻璃的结构理论以及典型玻璃类型等内容，这些基本知识对控制无机材料的制造过程和改善无机材料性能具有重要的意义。
4.1 熔体的结构一、对熔体的一般认识自然界中，物质通常以气态、液态和固态三种聚集状态存在。
这些物质状态在空间的有限部分则称为气体、液体和固体。
固体又分为晶体和非晶体两种形式。
晶体的结构特点是质点在三维空间作规则排列，即远程有序；非晶体包括用熔体过冷而得到的传统玻璃和用非熔融法（如气相沉积、真空蒸发和溅射、离子注入等）所获得的新型玻璃，也称无定形体，其结构特点是近程有序，远程无序。
习惯上把高熔点物质的液体称为熔体（指熔点温度以上，具有一定流动性的液体），所以对于硅酸盐来说，它的液体一般称之为熔体。
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几种熔体的粘度
熔 体 温度（℃） 20 800 1400 1400 1400 粘度（Pa·s） 0.001006 0.00149 17780 4365 1585
水 熔融 NaCI 钠长石 80％钠长石十 20％钙长石 瓷釉
产生粘度理论1—绝对速度理论
液体的流动受到阻碍与它的内部结构有关 熔体质点都处与相邻键力的作用下，存在的Δ E的 位垒。克服该位垒的质点为活化质点，便可流动。 活化质点越多，流动性越好。 活化指点的数目与exp(- Δ E/kT)有关 流动度Φ =υ exp(-Δ E/kT) 流动度是粘度的倒数Φ =1/η
不同熔体的表面张力σ(10-3N/m)
熔体 H2O NaCl B2O3 P2O5 PbO Na2O Li2O Al2O3 ZrO2 GeO2 温度（℃） 25 1080 900 1000 1000 1300 1300 2150 1300 1300 1150 σ 72 95 80 60 128 290 450 550 380 350 250 熔体 SiO2 FeO 钠钙硅酸盐熔体 （Na2O∶CaO∶SiO2 ＝16∶10∶74） 钠硼硅酸盐熔体 （Na2O∶B2O3∶SiO2 ＝20∶10∶70） 瓷器中玻璃相 瓷釉 温度 （℃） 1800 1300 1420 1000 σ 307 290 585 316
几种金属固、液态时的热容值
Pb 28.47 27.30 Cu 31.40 31.11 Sb 29.94 29.81 Mn 46.06 46.47
图4.1 不同凝聚状态物质的XRD分析
气体
强度 I
熔体 玻璃 晶体
sinθ λ
熔体与固体、气体结构的区别
液体是固体和气体的中间相 液体结构在气化点和凝固点之间变化很大 在接近气化点时结构与气体接近 在稍高于熔点时结构与晶体接近 通常我们接触到的熔体离熔点不太远，故 把熔体的结构看做与晶体接近
4.2.2 表面张力
熔体表面层的质点收到内部质点的吸引力 比表面层空气介质的吸引力大 表面张力与玻璃的溶质、成形加工关系密 切 物理定义为：作用于单位长度上与表面相 切的力，单位N/m 表面张力与组成、温度关系密切
若要使表面增大，相当于使更多的质点移 到表面，则必须对系统作功。 通常将熔体与另一相接触的相分界面上 （一般另一相指空气），在恒温、恒容条 件下增加一个单位新表面积时所做的功， 称为比表面能，简称表面能，单位为J/m2， 简化后其因次为N/m。 熔体的表面能和表面张力的数值与因次相 同（但物理意义不同）。
1000 K 100 N a Li
η（P）
10
1
0.1 0 1 0 2 3 0 0 R2O(mol%) K
Li
N a 4 0
二价金属氧化物对硅酸盐熔体粘度 的影响
一方面RO的解聚 作用使粘度降低 另一方面半径小的 R2+有可夺取硅氧 离子团的O2综合效应是 Ba2+>Sr2+>Ca2+>M g2+ 具有18电子层的 Zn2+ Cd2+ Pb2+等 比碱土金属更能降 低粘度
ห้องสมุดไป่ตู้
四面体网络被碱分化
在Na2O的作用下，使架状[SiO4]断裂的过程称为熔融石英的 分化过程。分化的结果，在熔体中形成了各种聚合程度的聚合 物。 只要有Na2O存在，则这种分化反应便会继续下去直至平衡。 分化的结果将产生许多由硅氧四面体短链形成的低聚物，以及 一些没有被分化完全的残留高聚物――石英骨架，即石英的 “三维晶格碎片”，用[SiO2]n表示。
4.2.1.2 粘度与组分的关系
一价金属氧化物R2O 二价金属氧化物RO 高价金属氧化物 混合碱效应 其他化合物
一价金属氧化物对硅酸盐熔体粘度的 影响 10000
提供自由氧，使熔体 硅氧负离子团解聚， 降低粘度 O/Si低时，R+半径小， R-O键强越大，对SiO键的削弱越强，粘 度越低 O/Si高，[SiO4]四面 体以孤岛形式存在， 半径越小，R-O键强 越大，粘度越大
10 0
Si
η（P）
8 0 6 0 4 0 2 0 0
Mg Zn Ni Ca Ca Sr Ba Mn Cu Pb Cd
1.00 1.50
0.50
高价金属氧化物
这些阳离子电荷多，离子半径小，倾向与 形成复杂巨大的聚合离子团，增大粘度
阳离子配位数
硼反常现象：B3+ 少的时候，O2-相 对多，以[BO4]形 式存在，结构紧 密粘度增加，随 着B3+的增加， O2-相对少了，以 [BO3]形式存在， 结构疏松粘度下 降
粘度与温度关系—弗伦格尔公式
E 0 exp( ) kT
粘度与温度的关系： ΔE—质点移动活化能； η0—与熔体组成有关常数；k—波尔兹曼常数
B lg A T
A=lgη。B=(Δ E/k)lge A、B都与温度无关，与组成有关的常数
粘度与温度关系
Lgη-1/T并不是直线， 说明ΔE不是常数，随 温度而变化，因此不能 把流动看成简单的质点 激活 活化能不仅与组成有关， 还和[SiO4]的聚合程度 有关，。当温度高时， 低聚物居多数，而温度 低时高聚合物明显增多。
4.2 熔体的性质
4.2.1 粘度 粘度是关系到玻璃的制造和加工的一个重要性质
dv
dx
粘度表征的是熔体内部一定距离两个平面相对移动 所需要克服的力。 液体流动产生粘滞阻力，目前有绝对速度理论和自由 体积理论进行解释
影响熔体粘度的主要因素是温度和化学组 成。硅酸盐熔体在不同温度下的粘度相差 很大，可以从10-2 Pa· s变化至1015Pa· s； 组成不同的熔体在同一温度下的粘度也有 很大差别。 在硅酸盐熔体结构中，有聚合程度不同的 多种聚合物交织而成的网络，使得质点之 间的移动很困难，因此硅酸盐熔体的粘度 比一般液体高得多
2000 1600 1200 1000 12
800
600
9
Log η
6
3
0 0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1/T10-3 (K-1)
产生粘度的理论2—自由体积理论
液体内部存在不规则、大小不等的空洞 空洞为液体分子流动提供了空间 这些空洞是有系统中自由体积Vf的再分布形 成 自由体积指温度T时，液体分子体积V-温度 为T0时液体分子的有效硬核体积V0 T0时液体是不流动的，随温度升高Vf越大流 动也越容易
熔体（或液体）是介于气体和固体之间的 物质状态 在接近气化温度和压力不大情况下，与气 体结构近似 在接近与结晶温度时，液体和晶体结构相 似： （1）密度相似 （2）与汽化热相比，晶体的溶解热不大 （3）固液态热容量相似 （4）XRD分析
表3－1
物质名称 液体热容（J/mol） 固体热容（J/mol）
15 14 Lg η(η:P)
13
12
11 10 0 4 8 12 16 20 24 28 32
B2O3(mol%)
混合碱效应、其他化合物
加入一种以上R2O或RO时，比等量的一种 R2O或RO粘度要高。这与离子半径、配位 等条件的相互制约有关 CaF2能显著降低熔体粘度。是因为F-离子 半径与O2-相近，电价只有1价，网络破坏后 不能再重新凝聚，所以粘度大大降低。
4.1.2 硅酸盐熔体的结构-聚合物理论
硅酸盐熔体中主要元素：硅、氧和碱土或 者碱金属离子 Si-O键因Si和O的电子排列特点，具有高能 键、方向性和配位数低的特点，Si4+和O2形成硅氧四面体结构 熔体中R-O碱以离子键为主，键强比Si-O键 弱，其氧容易被Si4+吸引，使桥氧断裂 熔融的SiO2中加入R2O，使[SiO4]连接方式 由架状变为层状、带状、链状、环状，直 到岛状
粘度与温度关系— VFT公式
KV0 B exp( ) Vf V f V V0 (T T0 ) KV0 B B exp[ ] A exp( ) (T T0 ) T T0 B lg A T T0
上面两个公式都是经验公式，所以目前粘度仍不 能通过计算而得到精确的数据，在实际生产和科 研中仍需要实际测定的粘度数据作为依据。 由于硅酸盐熔体的粘度相差很大，从10-2～ 1015Pa· s，因此不同范围的粘度用不同方法测定。 范围在107～1015Pa· s的高粘度用拉丝法。根据玻 璃丝受力作用的伸长速度来确定。 范围在10～107Pa· s的粘度用转筒法，利用细铂丝 悬挂的转筒浸在熔体内转动，悬丝受熔体粘度的 阻力作用扭成一定角度，根据扭转角的大小确定 粘度。 范围在100.5～1.3×105Pa· 的粘度可用落球法， s 它根据斯托克斯沉降原理，测定铂球在熔体中下 落速度求出之。
4 非晶态结构与性质
Introduction
非晶体物质 noncrystalline amorphous glass 这类材料包括：橡胶、塑料、聚合物、金 属氧化物玻璃等 所有的无定形固体都是由液态冷却得到的， 因此我们首先讨论冷却液体的结构 然后介绍玻璃的通性、形成及其结构理论
4.1.1 熔体的结构
操作点：粘度相当于104Pa· s时的温度， 也就是玻璃成形的温度。 成形温度范围：粘度相当于103～107Pa· s 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。 熔化温度：粘度相当于10Pa· s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
可从成形粘度范 η≈103~107Pa· s）所对应 的温度范围（例如图 t1t4>t2t3）推知玻璃料性 的长短。所谓料性是指玻 璃随温度变化时粘度的变 化速率。在相同粘度变化 范围内，所对应的温度变 化范围大，则称为料性长， 也称为长性玻璃或慢凝玻 璃，如硼硅酸盐玻璃；若 在相同粘度变化范围内， 所对应的温度变化范围小， 则称为料性短，也称为短 性玻璃或快凝玻璃，如铝 硅酸盐玻璃