4熔体和玻璃体 熔体和玻璃体是物质另外的两种聚集状态,对这两种聚集状态的研究对无机材料的形成和性质 的理解有着重要的作用 4.1熔体的结构 最开始,人们把液体看作是更接近于气体状态,是被压缩了的气体。内部质点排列是无序的, 只是质点间距较短。 接着发现,液体结构在沸点和凝固点之间变化很大。实验证实,接近于结晶温度的液体中质点 的排列形式和晶体相似 由同一物质不同聚集状态的x射线衍射图知 气体:θ小,1大,随O,I 熔体和玻璃:质点有规则排列区域高度分散,峰宽阔,峰位对应晶体相应峰位区域。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与晶体相似,体现了液体结构中的近程有序和远程 无序的特征。 上述分析可以看出:液体是固体和气体的中间相(介于两态之间的一种物质状态)。在高温时与 气体接近,在稍高于熔点时与晶体接近。 熔体结构理论有多种,近年来,熔体聚合物理论为较多人接受,用来解释熔体结构及结构-组 成一性能关系 硅酸盐熔体组成复杂,黏度大,其结构研究困难 熔体聚合物理论,提出的结构模型比较具体,而且能进行一些定量计算 介绍该理论的要点: (1)什么是聚合物? 对于硅酸盐熔体来说,不同聚合程度的负离子团(单体)(二聚体)(三聚体)等就是聚合物。 硅酸盐熔体中最基本的离子是硅、氧、碱土或碱金属离子。电荷高,半径小,有着很强的形成 的能力。键具有髙键能,有方向性和低配位等特点,导致硅酸盐倾向于形成相当大的、形状不规则 的、短程有序的离子聚合体。 (2)聚合物形成的三个阶段 ①熔融石英的分化过程 熔体中的键(指碱或碱土金属)的键型的离子键为主, 与两个相连的称为桥氧() 与一个相连的称为非桥氧() 当引入熔体中时,键的键强比键弱得多。 能把键上的离子拉到自己周围,使桥氧断裂,并使键的键强、键长和键角都发生变 例如 熔融石英中,连成架状 若加入,使比例升高 随着加入量的增加,可达, 此时,连接方式从架状()→层状()→链状()→组群状()→岛状(无桥氧) 上述架状断裂称为熔融石英的分化过程 初期: 随♂,断裂成,使高聚体分化成三维碎片、高聚物、低聚物和单体。 ②缩聚和变形 分化过程产生的低聚物不是一成不变的,它可以相互发生作用,形成级次较高的聚合物,同时