材料科学基础课件：4.3玻璃的通性和玻璃的转变.ppt

1、第三节第三节 玻璃的通性和玻璃的转变玻璃的通性和玻璃的转变一、玻璃的通性一、玻璃的通性二、玻璃的转变二、玻璃的转变一、一、 玻璃的通性玻璃的通性 1 1各向同性各向同性 2 2介稳性介稳性 3 3由熔融态向玻璃态转化的过程是可逆的与渐变的，在由熔融态向玻璃态转化的过程是可逆的与渐变的，在一定的温度范围内完成，无固定熔点。一定的温度范围内完成，无固定熔点。 4 4由熔融态向玻璃态转化时物理、化学性质随温度变化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的连续性 5 5物理、化学性质随成分变化的连续性物理、化学性质随成分变化的连续性 图图3 313 13 物质体积与内能随温度变化示意图物

2、质体积与内能随温度变化示意图过冷液体玻璃快冷慢冷晶体abcdefhTg1Tg2TMTV、U图图3 314 14 玻璃性质随温度的变化玻璃性质随温度的变化 abcdabcdd”c”b”a”TgTf温度温度性性质质电导、比容、粘度电导、比容、粘度热容、膨胀热容、膨胀系数、密度、系数、密度、折射率折射率导热系数导热系数机械性质机械性质图图3-15 R2O-SiO2系玻璃系玻璃R2O含量与分子体积的关系含量与分子体积的关系12303040201050202830262422VMR2O(mol%)1-Li2ONa2OK2O 二、玻璃的转变二、玻璃的转变玻璃转变温度玻璃转变温度Tg确定方法确定方法影响因素

3、影响因素冷却速度、测试条件、冷却速度、测试条件、组成、样品形貌组成、样品形貌热膨胀曲线热膨胀曲线差热分析差热分析玻璃转变过程和结晶过程的区别玻璃转变过程和结晶过程的区别熔体熔体 晶体晶体有固定熔点有固定熔点物化性质发生不连续变化物化性质发生不连续变化热效应大热效应大形成新相形成新相熔体熔体 玻璃体玻璃体在一定温度范围内完成在一定温度范围内完成物化性质发生连续变化物化性质发生连续变化热效应小热效应小不形成新相不形成新相 不同物质的熔点不同物质的熔点T Tm m和玻璃转变温度和玻璃转变温度T Tg g( (液态一一玻液态一一玻璃态的温度）之间呈简单线性关系。即：璃态的温度）之间呈简单线性关系。即：

4、 T Tg g/T/Tm m2/32/30.667 0.667 （3 36 6）则则 S Sg g/ /S Sm m1/31/30.33 0.33 （3 37 7） q qq q0 0expexpE Ea aRTRTg g （3 38 8）式中式中 E Ea a与玻璃转变有关的活化能；与玻璃转变有关的活化能； RR气体常数；气体常数； q q0 0常数。常数。Tg和和Tm的关系的关系图图3-16 3-16 一些化合物的熔点一些化合物的熔点(T(Tm m) )和转变温度和转变温度(T(Tg g) )的关系的关系图图3 317 17 冷却速率对玻璃转变的影响冷却速率对玻璃转变的影响 影响玻璃转变的因素影响玻璃转变的因素内因内因玻璃自身结构玻璃自身结构表现为结构调整速率表现为结构调整速率外因外因动力学动力学表现为冷却速率表现为冷却速率