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1、第二、三章 熔体和玻璃体习题课1、熔体的聚合物理论： 形成的三阶段 初期：主要是石英颗粒的分化；中期：缩聚反应并伴随聚合物的变形；后期：一定T、t 达到聚合 解聚平衡。 熔体的性质： 粘度和表面张力粘度理论2、玻璃的结构 晶子假说晶子假说无规则网络学说无规则网络学说玻璃形成条件： 玻璃的结构参数2/3规则35 玻璃的组成是13wt%Na2O 、13wt%CaO、74wt%SiO2，计算非桥氧分数 。分析：要应用关系式，必须换算成mol%。 解：玻璃组成Na2O CaO SiO2wt% 13 13 74mol 0.21 0.23 1.23mol% 12.6 13.8 73.6 Z4 X2RZ22
2、.3640.72YZX40.723.28非桥氧数36 有两种不同配比的玻璃其组成如下：序 号 Na2O (wt%) Al2O3(wt%) SiO2(wt%)1 8 12 802 12 8 80 试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？ 解：玻璃组成：序 号 Na2O Al2O3 SiO2 wt% mol% wt% mol% wt% mol%1 8 8.18 12 7.48 80 84.32 12 12.1 8 4.87 80 83.03 对1玻璃 ， Na2O/Al2O38.18/7.481 Al3+被视为网络形成离子，Z=4 Y=2Z2R2(42.007)3.986对2玻璃， Na2O
3、/Al2O312.1/4.87 1 Al3+被视为网络形成离子， Z=4 X2RZ22.07840.156Y=ZX40.1563. 844讨论： 1玻璃 Y1 3.986 , 2玻璃 Y2 3.844即有：Y1 Y2所以在高温下 1玻璃 粘度 2玻璃 粘度37 SiO2 熔体的粘度在1000时为1015dpa.s，在1400时为108dpa.s，玻璃粘滞的活化能是多少？上述数据为恒压下取得，若在恒容下获得 ，你认为活化能会改变吗？为什么？ 解：(a) 对 0exp(E/kT)取对数得：Ln Ln 0 E/kT令 A Ln 0 B E/k 则Ln A B/T将 、T值代入上式解之得： A32.8
4、8B85828 活化能EBk858281.3810231.181018(J/个)粘滞的活化能=1.1810-186.021023=710.3kJ/mol(b) 上述数据是在恒压下取得，在恒容下，预计活化能会有所不同。因为恒容时熔体所受压力应增加，这将使其粘度增大，从而改变了活化能值。39 在SiO2中应加入多少Na2O,使玻璃的O/Si2.5，此时析晶能力是增强还是 削弱？解；假定引入的Na2O的mol含量为 x ， 则SiO2的mol含量为 1x此时析晶能力增强 。310 有一种平板玻璃组成为14Na2O-13CaO-73SiO2，其密度为2.5g/cm3，计 算该玻璃的原子堆积系数(AFP
5、)为多少？计算该玻璃的结构参数值？解： a 、 该玻璃的平均分子量 在1nm3 中原子数为在1nm3中原子所占体积Y=2Z2R2422.37=3.26311 有一组二元硅酸盐熔体，其R值变化规律如下，写出熔体一系列性质的 变化规律(用箭头表示) R2； 2.5 ； 3 ; 3.5 ; 4(1) 游离碱含量(2) O/Si (3) 低聚合物数量(4) 熔体粘度(5) 形成玻璃能力(6) 析晶能力补充习题 1、 正硅酸铅玻璃密度为7.36g/cm3，求这个玻璃中氧的密度为多少？试把它 与熔融石英(密度为2.2g/cm3)中的氧密度比较，试指出铅离子所在位置？解：正硅酸铅PbSiO3的分子量M207.228163283.2在1cm3中PbSiO3的个数 所以 在正硅酸铅PbSiO3中氧的密度为同理结论： PbSiO3中氧的密度高于SiO2中氧的密度，则Pb为 网络变性离子，在SiO网络外。2、 网络变性体(如Na2O)加到石英玻璃中，使O/Si比增加。实验观察到当O/Si2.53 时，即达到形成玻璃的极限。根据结构解释，为什么 2(3)(1)3、时间温度相转变 4、大(小) 大(小) 结构参数Y5、降低6、降低 7、1/3
