高硼硅碎玻璃的基本组成与结构研究
时间:2021-04-25 作者:91再生 来源:91再生网
高硼硅碎玻璃自从19世纪末德国的阿贝(Abbe)和肖特(Schott)正式开始系统研究硼硅酸盐玻璃的组成与性能关系以来,硼硅酸盐系统玻璃的研究已越来越深入,应用也越来越广泛。
(1)有关基本组成与性能的研究 硼硅酸盐玻璃的基本组成为SiO2、B2O3、Na2O,一些商业用硼硅酸盐玻璃已经比较成熟,对于硼硅酸盐玻璃的基本组成已有一定的认识:
1.SiO2是硼硅酸盐玻璃的主要形成氧化物,在玻璃网络结构中起骨架作用,对玻璃的结构和性能起着重要的作用。
2.B2O3也是硼硅酸盐玻璃的形成氧化物,能提高玻璃的化学稳定性和热稳定性,增加折射,改善光泽,同时,在高温还有助熔作用,能降低玻璃的高温粘度高硼硅碎玻璃。
3.Na2O属于网络外体氧化物,一方面它提供游离氧,破坏硅氧键,降低性能,降低年度;另一方面它提供游离氧能使[BO3]向[BO4]的转化,反而增强性能。
高硼硅碎玻璃单一碱金属和碱土金属氧化物作用比较简单,但混合碱和混合碱土就比较复杂,混合碱效应在其他系统玻璃中有较多的研究和报导,但在硼硅酸盐系统玻璃中有关混合碱和混合碱土的研究却不多见。
(2)有关结构的研究 硼硅酸盐玻璃的结构研究较多,“硼反常”现象已经研究和认识多年。常见的玻璃结构研究方法有红外光谱、拉曼光谱、核磁共振等,但目前各种理论尚不统一,没有一个权威性的解释。争论的焦点主要在于游离氧在[BO3]、[BO4]以及[SiO4]等结构基团中分配的先后顺序与比例问题高硼硅碎玻璃。
有研究报导,在SiO2/B2O3>2的情况下,当Na2O/B2O3>1时,[BO3]可以全部转变为[BO4],多余的Na2O用于破坏硅氧网络;当Na2O/B2O3<1时,只有部分[BO3]转变为[BO4],其余的仍为[BO3],而此时的硅氧网络是完整的,不会被破坏。
高硼硅碎玻璃有学者研究K20-B2O3-SiO2玻璃结构时,发现在SiO2/B2O3>2的情况下,不论K2O/B2O3是>1,=1,还是<1,玻璃中都存在[BO3]和Si-O-键。用NMR研究硼硅酸盐玻璃结构得出的Dell模型表明,在Na2O/B2O3<0.5范围内,Na2O才优先与[BO3]结合形成[BO4]而不是与[SiO4]结合破坏[SiO4]的网络。
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