陕西科技大学：《无机材料物理化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 玻璃体

第 璃体

第三 玻 章 璃体

第一节玻璃的通性 各向同性 二、介稳性 三、凝固的渐变性和可逆性 四、由熔融态向玻璃态转化时物理、 化学性质随温度变化的连续性

第一节 玻璃的通性 一、各 向 同 性 二、 介稳性 四、 由熔融态向玻璃态转化时，物理、 化学性质随温度变化的连续性 三、 凝固的渐变性和可逆性

、各向同性 均质玻璃其各方向的性质如折射率、硬度、 弹性模量、热膨胀系数、导热系数等都相同 (非均质玻璃中存在应力除外)。 玻璃的各向同性是其内部质点无序排列而 呈现统计均质结构的外在表现。 二、介稳性 热力学—高能状态,有析晶的趋势 动力学高粘度,析晶不可能,长期保 持介稳态

一、各向同性 均质玻璃其各方向的性质如折射率、硬度、 弹性模量、热膨胀系数、导热系数等都相同 （非均质玻璃中存在应力除外）。 玻璃的各向同性是其内部质点无序排列而 呈现统计均质 结构的外在表现。 二、 介稳性 热力学——高能状态，有析晶的趋势 动力学——高粘度，析晶不可能，长期保 持介稳态

VO 液体 B 过冷液体 E 玻璃态晶体 g 凝固的渐变性和可逆性 由熔融态向玻璃态转变的过程是可 逆的与渐变的,这与熔体的结晶过 程有明显区别

由熔融态向玻璃态转变的过程是可 逆的与渐变的，这与熔体的 结晶过 程有明显区别。 三、 凝固的渐变性和可逆性 Tg TM D C B A K M F E VQ 液体 过冷液体 晶体 玻璃态

冷却速率会影响Tg大小,快冷时rg较慢冷时高, K点在F点前。Fuld测出Na-Ca-Si玻璃: (a)加热速度(℃/min)0.5159 g(℃) 468479493499 (b)加热时与冷却时测定的Tg温度应一致(不 考虑滞后)。实际测定表明玻璃化转变并不是在 个确定的Tg点上,而是有一个转变温度范围。 结论:玻璃没有固定熔点,玻璃加热变为熔体 过程也是渐变的

冷却速率会影响Tg大小，快冷时Tg较慢冷时高， K点在F点前。Fulda测出Na－Ca－Si玻璃： (a) 加热速度(℃/min) 0.5 1 5 9 Tg(℃) 468 479 493 499 (b) 加热时与冷却时测定的Tg温度应一致（不 考虑滞后）。 实际测定表明玻璃化转变并不是在 一个确定的Tg点上，而 是有一个转变温度范围。 结论：玻璃没有固定熔点，玻璃加热变为熔体 过程也是渐变的

补充 平衡结构:和一定温度所要求的结构相一致。 结构松弛:熔体冷却到一定温度,结构相应调整,重新 排列,以达到该温度下的平衡结构,同时释放能量,该过 程叫作玻璃结构调整的过程。 ⅤT 度下的平衡结构,结 失去平衡, 变化。 构改变速度<VT 结构不充分

补充 平衡结构：和一定温度所要求的结构相一致。 结构松弛：熔体冷却到一定温度，结构相应调整，重新 排列， 以达到该温度下的平衡结构，同时释放能量，该过 程叫作玻璃结构调整的过程。 >Tf 结构变化是瞬时 的，能够适应T 的变化，结构单 元变化速率>VT 变化。 T0 T1 T2 Tf － Tg 结构改变发生滞后， 结构调整不充分。实 际结构可看成较高温 度下的平衡结构，结 构改变 速度<VT T3 T4 T5 <Tg 粘度很大， 结 构凝固， 失去平衡， 结构不充分。 T6 T7

★玻璃转变温度Tg是区分玻璃与其它 非晶态固体的重要特征。 ★传统玻璃:TMT传统玻璃熔体 与玻璃体的转变是可逆的,渐变的。 ★非传统玻璃无定形物质):TMTg 者的转变不可逆。用气相沉积等方法 制得的Si、Ge、B等无定形薄膜在加 热到Tg之前就会产生析晶相变,宏观 特性上也有一定差别

★玻璃转变温度Tg是区分玻璃与其它 非晶态固体的重要特征。 ★传统玻璃：TM>Tg 传统 玻璃熔体 与玻璃体的转变是可逆的， 渐变的。 ★非传统玻璃(无定形物质)：TM<Tg 二 者的转变不可逆。用气相沉积等方法 制得的Si、Ge、Bi等无定形薄膜在加 热到Tg之前就会产生析晶相变，宏观 特性上也有一定差别

四、由熔融态向玻璃态转化时,物理、 化学性质随温度变化的连续性 性质 g T,温度 第一类性质:玻璃的电导、比容、粘度等 第二类性质:玻璃的热容、膨胀系数、密度、 折射率等 第三类性质:玻璃的导热系数和弹性系数等

第一类性质：玻璃的电导、比容、粘度等 第二类性质：玻璃的热容、膨胀系数、密度、 折射率等 第三类性质：玻璃的导热系数和弹性系数等 四、 由熔融态向玻璃态转化时，物理、 化学性质随温度变化的连续性 性 质 Tg T 温度 f   

玻璃形成温度,又称脆性温度。它是玻 璃出现脆性的最高温度,由于在这个温度下可 以消除玻璃制品因不均匀冷却而产生的内应力, 所以也称退火温度上限。 Tr:软化温度。它是玻璃开始出现液体状态 典型性质的温度。相当于粘度109dPaS,也是 玻璃可拉成丝的最低温度

Tg ：玻璃形成温度，又称脆性温度。它是玻 璃出现脆性的最高温度，由于在这个温度下可 以消除玻璃制品因不均匀冷却而产生的内应力， 所以也称退火温度上限。 Tf ：软化温度。它是玻璃开始出现液体状态 典型性质的温度。相当于粘度109dPa·S，也是 玻璃可拉成丝的最低温度

第二节玻璃的形成 玻璃态物质形成方法归类 玻璃形成的热力学观点 形成玻璃的动力学手段 瓌璃形成的结晶化学条件

第二节 玻璃的形成 玻璃态物质形成方法归类 玻璃形成的热力学观点 形成玻璃的动力学手段 玻璃形成的结晶化学条件