、玻璃态物质形成方法归类 1.传统玻璃生产方法: 缺点:冷却速度较慢,一般40~60K/h。 近代有各种超速冷却法,冷却速度达 106~108K/sec(实验室急冷达1~10K/s) 用以制造Pb-Si,Au-Si-Ge金属玻璃 V2os,wo3玻璃(一般均为薄膜)
一、玻璃态物质形成方法归类 1. 传统玻璃生产方法： 缺点：冷却速度较慢，一般40～60K/h。 近代有各种超速冷却 法，冷却速度达 106～108K/sec(实验室急冷达1～10K/s), 用以制造Pb－Si , Au－Si－Ge金属玻璃， V2O5 ，WO3玻璃(一般均为薄膜)
2.非熔融法例: 命化学气相沉积“cvD″制取各种薄膜和涂层 命用高速中子或a粒子轰击晶体材料使之无定 形化的“辐照法”; ▲用“凝胶”法,由水解和缩聚过程可以形 成块薄膜或纤维,大大扩大了玻璃的种类和使用 范围。 3.气相转变法—”无定形薄膜” 把晶相转变所得的玻璃态物质称无定形固 体”;把液相转变所得的玻璃态物质称玻璃 固体”。其差别在于形状和近程有序程度不同
2. 非熔融法 例： 化学气相沉积“ CVD”制取各种薄膜和涂层； 用高速中子或α粒子轰击晶体材料使之无定 形化的“ 辐照法”； 用“ 凝胶”法，由水解和缩聚过程可以形 成块薄膜或纤维，大大扩大了玻璃的种类和使用 范围。 3. 气相转变法——“ 无定形薄膜”； 把晶相转变所得的玻璃态物质称“ 无定形固 体 ”；把液相转变所得的玻璃态物质称“ 玻璃 固体 ”。其差别在于形状和近程有序程度不同
二、玻璃形成的热力学观点 研究什么样的物质?什么条件?对玻璃 形成有利! 热力学、动力学、结晶 化学。 熔体有三种冷却途径(释放的能量大小不同): 1、结晶化 2、过冷后在Tg温度下“冻结”为玻璃 3、分相 注:玻璃化和分相后由于玻璃与晶体的内詹考/不大 故折动力较小,实际上能保持长时间的稳定
二、玻璃形成的热力学观点 熔体有三种冷却途径(释放的能量大小不同)： 1、结晶化 2、过冷后在Tg温度下“冻结”为玻璃 3、分相 注：玻璃化和分相后由于玻璃与晶体的内能差值不大， 故析晶动力较小，实际上能保持长时间的稳定。 研究什么样的物质？什么条件？对玻璃 形成有利! 热力学、动力学、结晶 化学
△Ga ……… 晶体 玻璃△GV ΔGw越大析晶动力越大,越不容易形成玻璃 AGv越小析晶动力越小,越容易形成玻璃。 Sio agv=2.5: Pbsio agy=3.7 Na,sio,, AGv=3.7 玻化能力:SiO2> PbSo4>Na2SiO3 众多科学家从:d、α、AH、AS等热力学数据研究玻璃 形成规律,结果都是失败的!热力学是研究反应、平衡的 好工具,但不能对玻璃形成做出重要贡献!
玻璃 晶体 ΔGa ΔGv ΔGv越大析晶动力越大，越不容易形成玻璃。 ΔGv越小析晶动力越小，越容易形成玻璃。 SiO2 ΔGv=2.5; PbSiO4 ΔGv=3.7 Na2SiO3 ΔGv=3.7 玻化能力： SiO2> PbSiO4 > Na2SiO3 众多科学家从：d、α、ΔH、 ΔS等热力学数据研究玻璃 形成规律，结果都是失败的！热力学是研究反应、平衡的 好工具，但不能对玻璃形成做出重要贡献！
三、形成玻璃的动力学手段 1、 Tamman观点:影响析晶因素成核速率l和晶体 生长速率u-一需要适当的过冷度 过冷度增大,熔体粘度增加,使质点移动困难, 难于从熔体中扩散到晶核表面,不利于晶核长大; 过冷度增大,熔体质点动能降低,有利于质点 相互吸引而聚结和吸附在晶核表面,有利于成核。 过冷度与成核速率Ⅳ和晶体生 长速率U必有一个极值
三、形成玻璃的动力学手段 1、Tamman观点：影响析晶因素:成核速率Iv和晶体 生长速率u －－需要适当的过冷度： 过冷度增大，熔体粘度增加，使质点移动困难， 难于从熔体中扩散到晶核表面，不利于晶核长大； 过冷度增大，熔体质点动能降低，有利于质点 相互吸引而聚结和吸附在晶核表面，有利于成核。 过冷度与成核速率Iv和晶体生 长速率u必有一个极值