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玻璃出現(xiàn)硼反常的原因

作者:奧固鴻已有:N多人關(guān)注
硼反常是指硼酸鹽或者硼硅酸鹽玻璃,隨著B2O3含量的增加,某些性質(zhì)出現(xiàn)極值的現(xiàn)象。這是由三角體[BO3]向四面體[BO4]轉(zhuǎn)化造成的,其中[BO3]智能形成層狀網(wǎng)絡(luò),而[BO4]可與[SiO4]共同參與架狀網(wǎng)絡(luò),加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)化過程主要受到兩種因素影響:①游離氧的數(shù)量,三角體[BO3]只有獲得游離氧才能轉(zhuǎn)變成四面體[BO4];②[SiO4]數(shù)量,四面體[SiO4]進(jìn)行隔離。這兩種因素都可以造成硼反常,可分別以Na2O/B2O3和[BO4]/ [SiO4]衡量,前者對應(yīng)Na2O-B2O3- SiO2玻璃,后者對應(yīng)無堿的低硅高硼硼酸鹽玻璃。
對Na2O-B2O3- SiO2玻璃,當(dāng)Na2O/B2O3>1時(shí),玻璃中有足夠的游離氧,加入的B2O3都可由三角體轉(zhuǎn)變?yōu)樗拿骟w,此階段玻璃網(wǎng)絡(luò)的密度和強(qiáng)度都會(huì)隨B2O3的加入而升高。性質(zhì)上反映在密度、折射率和化學(xué)穩(wěn)定性的上升個(gè)熱膨脹系數(shù)的下降。但當(dāng)Na2O/B2O3≤1后,部分B2O3已無法得到游離氧,只能三角體[BO3]形式存在于網(wǎng)絡(luò)之中,這破壞了網(wǎng)絡(luò)的架狀結(jié)構(gòu),使牢固的、緊密的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)相對減少,上述性質(zhì)將隨B2O3含量的增加呈反方向變化。反方向轉(zhuǎn)變點(diǎn)在Na2O/B2O3=1處。對無堿的低硅高硼硼酸鹽玻璃來說,堿土金屬氧化物提供了充足的游離氧,但起隔離作用的SiO2含量不足。這類玻璃也會(huì)隨B2O3含量的增加,[BO4]/ [SiO4]增大,而出現(xiàn)性質(zhì)變化的極值。
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