用离子结构模型计算卤化物玻璃的物理性质Ⅱ.氟-氧化物玻璃折射率和密度的计算

本文把氟-氧化物玻璃的结构归结为离子的无序堆积,进而运用离子结构模型探讨了玻璃的折射度和体积随玻璃组成变化的规律。定量地确定了氟-氧化物玻璃中常见的43种阳离子、F-阴离子和O~(2-)阴离子的折射度和体积值。大量的实验结果证实了所建立参数的正确性。平均计算误差为:△n=10×10~(-3),△d=5×10~(-2)。     

普通工业玻璃退火与应力的几个问题 Ⅳ浮法玻璃在退火过程中产生的结构应力及其近似计算

按 Adamsσ=1 3 ha2 公式计算出退火后浮法玻璃中的永久应力明显小于实测值的原因是在通常的冷却速度下退火后玻璃中不但存在温差应力而且还存在相当大的结构应力。结构应力产生的原因是从高于 Tg 温开始的冷却过程中在制品壁厚的内外层之间不仅存在温度差而且还存在显著的膨胀系数差。结构应力随温度下降而增大并同时也发生松弛 ,它与温度呈 S型曲线关系并在转变区下限温度时达到最大后就不再变化。在此基础上导出了结构应力随温度下降的增长系数Ψ(S) 。采用在 Tg 温度附近的玻璃的动力学平衡结构代替其热力学平衡结构的方法导出结构应力的计算式并验证了此式的可靠性。     

中国硅酸盐学会代表团和中国科学院代表团出席在法国召开的第五届国际非晶态固体物理会议——兼谈非晶态固体发展的若干动向

非晶态是相对晶态而言。众所周知,从结构的特征区分,前者具有远程无序、近程有序的原子排列,有时称为无序(disorder)固体,而后者具有周期性、有规则的原子排列。非晶态与玻璃态的含义并无实质上的差别,因此,一般地说,非晶态固体可以理解为玻璃。显然,除了传统的氧化物玻璃     

n(B2O3)/n(SiO2)对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

采用热膨胀仪、扫描电镜和红外光谱仪研究了硼硅酸盐玻璃的结构与性能随n(B2O3)/n(SiO2)和n(B2O3)/n(Na2O)的变化规律,深入探讨了结构对分相、热膨胀系数和膨胀软化温度的影响规律。结果表明:热膨胀系数取决于玻璃中[BO3]、[BO4]和[SiO4]的数量变化;玻璃的转变温度和软化温度主要由SiO2决定;[BO3]对玻璃的分相有着重要的影响;不论n(B2O3)/n(Na2O)比值多少,玻璃结构中均存在[BO3]和被破坏的[SiO4]。     

B位掺杂钙钛矿结构化合物LaSr2Mn2-xFexO7的电磁性能

研究了以Fe离子(Fe3 )掺杂取代部分锰(Mn)离子的层状钙钛矿结构化合物LaSr2Mn2-xFexO7(O≤x≤O.3)的电性和磁性.结果发现:Fe3 的掺杂抑制了LaSr2Mn2-xFexO7低温的反铁磁性交换作用,使Neel温度TN由x=0的138K降至x=0.3的l0lK.同时,LaSr2Mn2-xFex07的自旋玻璃态、电荷有序和金属一绝缘体转变温度都由于Fe3 取代Mn离子而受到抑制.产生上述现象的原因是因为Mn位被取代导致产生无序状态.由于Fe3 取代Mn粒子,致使双交换作用通道被打破,化合物的电阻率随x的增加而迅速增加.所有化合物的电阻率在低温阶段都可以用Mott的变程跳跃理论来拟合;在高温阶段可以用最近小声子极化理论来拟合.     

热处理温度对铁镍合金膜层微观结构和镀膜玻璃性能的影响

为了研究不同热处理温度下铁镍合金薄膜的形貌结构以及镀膜玻璃的性能,本文采用真空电子束加热蒸发镀膜技术在玻璃基片上镀铁镍合金薄膜,通过多晶X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析结构,测试镀膜玻璃的光学性能、电磁性能以及电磁屏蔽性能。结果表明:随着热处理温度的升高,薄膜的结晶性能变好,逐渐析出体心立方晶相,在(110)方向具有择优取向,当热处理温度过高时薄膜中出现孔隙;热处理温度对镀膜玻璃雾度的影响小于1%,但镀膜玻璃的可见光透过率、表面方块电阻和相对磁导率会随热处理温度变化呈现一定规律变化;铁镍合金镀膜玻璃在30 MHz以下的低频电磁波频段内的屏蔽效能大于30 dB,在14 kHz时最高达到55 dB,是一种低频电磁屏蔽的优选材料。     

La0.3Ca0.7Mn1-xVxO3体系的电荷序和自旋序

通过对样品La0.3Ca0.7Mn1-xVxO3(x=0.05,0.10,0.134,0.20)的磁化强度-温度(magnetization-temperature, M-T)曲线、电阻率-温度(resistivity-temperature, p-T)曲线、电子自旋共振谱的测量,研究了Mn位V掺杂La0.3Ca0.7MnO3体系电荷序和自旋序的影响.结果表明:当0.05≤x≤0.134时,体系存在电荷有序(CO)相,体系自旋序随温度降低发生顺磁(paramagnetism, PM)-荷有序(charge ordering, CO)-反铁磁(antiferromagnetism, AFM)变化.当x=0.20时,电荷有序融化,体系出现再入型自旋玻璃行为.     

酸洗增强玻璃试验总结

大家知道,玻璃的实际强度比理论强度低许多倍。这是由于玻璃内部结构排列无序和表面缺陷(微裂纹)造成的。因此,为了提高玻璃的机械强度,不外是通过改变玻璃的结构(使其分子由无序排列转变成定向排列)、应力分布或消除表面缺陷来实现。化学增强法就是通过消除表面缺陷,以使玻璃强度得到“再生”的处理工艺。由于这种方法工艺简单、成本较低,不受厚度和形状的限制,易切裁,不自爆,因而可作为大面积、高强度、轻质的透明材料,也可以作为夹层玻璃、双层     

艾奇逊炉热平衡分析

艾奇逊炉是石墨电极生产中将电极石墨化用的炉窑,制品通过大电流后产生高温(一般在2 000℃以上),使碳微晶结构从无序状态(无定形碳)向有序状态(石墨晶体结构)转化,碳微晶结构产生的变化是石墨化的关键阶段,通过晶格缺陷的移动和晶格畸变的退火进行晶体成长,温度达到2 800℃     

关于铜红、硒红及锑红玻璃的着色机理问题

本文主要根据文献資料对銅紅、硒紅及銻紅玻璃的着色机理提出了一些新的看法。 玻璃具有近程有序,而近程有序决定固体的能带結构,因此若半导体在玻璃相中有与晶体相同的有序程度,則玻璃的光吸收与相应的半导体单晶应基本上一致。 根据銅紅、硒紅及銻紅玻璃的光吸收情况与Cu_2O、CdS_x·CdSe_(1-x),S及Sb_2S_3相似的事实,作者认为对于这些玻璃的着色起决定性作用的是Cu_2O、CdS_x·CdSe_(1-x)、S及Sb_2S_3的半导性而不是胶体粒子的存在状态。     

变高岭石的结构研究

变高岭石是高岭石的加热相变产物,用广角度X射线衍射散射（WAXS）和由它得到的径向分布函数（RDF）研究了变高岭石结构表明：它是一种含有少量结晶相或沿c轴失序的半晶物质,其结晶度随热处理温度而变化。构成变高岭石的结构单元是四面体[MO4](M=Si,Al)和八面体[Al2O6]。变高岭石结构中近邻四面体与四面体、四面体与八面体是共顶连接的。变高岭石的近程结构将不随结晶性或序性变化。它的微结构及其随热处理温度的变化主要决定于结构基元之间的关系和序性。     

Co/Cr双掺杂Zn(Mg)Ga_2O_4纳米材料结构中阳离子分布及性能

采用溶胶–凝胶法制备了Co/Cr双掺的Zn_xMg_(1–x)Ga_2O_4(x=0~0.9)纳米粉材料,应用X射线光电子能谱研究了材料微观结构中阳离子分布及其随材料组成和热处理温度的变化,并研究了材料的光学吸收和发光性能随材料组成的变化关系。结果表明:该纳米材料中阳离子分布呈无序状态,Zn~(2+),Mg~(2+)和Ga~(3+)离子分别占据尖晶石结构的四面体和八面体2种晶格位置。随着热处理温度的升高和材料中Zn含量的增加,材料的反转度降低。随材料中Zn含量的减少,发光峰位置发生红移。当x值从0增加到0.3时,Co/Cr:Zn_xMg_(1–x)Ga)2O_4纳米粉在370 nm处吸收强度相对减弱,表明四配位的Cr~(3+)所占比例减少。     

铝酸钙准二元玻璃硬度和抗碎裂性组成依赖的结构起源探究

理解玻璃的硬度和抗碎裂性与结构的关系对制备高硬耐摔功能玻璃具有重要的理论指导意义。为探究铝酸钙(CaO-Al₂O₃)准二元玻璃硬度和抗碎裂性随CaO含量的变化规律,采用激光加热气动悬浮方法,制备了组分为xCaO·(100-x)Al₂O₃(x=42.3、50.0、63.1、75.0,摩尔分数)的系列玻璃样品。利用显微维氏硬度仪、激光共聚焦显微拉曼光谱仪、X-射线衍射仪和魔角旋转固体核磁共振波谱仪,对制备的铝酸钙准二元玻璃的硬度、抗碎裂性和结构进行了详细的表征。结果表明:随着CaO含量增加,玻璃硬度逐渐下降,于x=42.3时硬度最大(8.09 GPa);而玻璃的抗碎裂性随CaO含量增加先降低后急剧增加,并于x=42.3时表现出最大的抗碎裂性(11.8 N)。随着CaO含量增加,平均键能的下降是玻璃硬度下降的原因;高铝含量(x=42.3)的铝酸钙玻璃中部分铝以五配位形式存在,在承受载荷冲击过程中容易改变配位数来耗散能量,是抗碎裂性最大的结构根源。     

冰水界面动态结构的分子动力学模拟研究

为了探究结冰过程冰水界面结构的动态复杂性,利用分子动力学模拟方法构建微观的冰水两相共存模型,研究了冰水两相界面结构随温度和晶面的变化规律。结果表明,当冰水两相达到平衡时,冰水界面结构中存在无序水分子和有序冰晶结构的可逆动态转变,造成了界面结构的不均匀性。在改变环境温度和晶面类型时,冰水界面结构表现出不同的分布规律。在相同的温度下,一次棱柱面和二次棱柱面的界面层厚度比基面的略薄,而棱柱面水分子排列的有序性强,且存在分子间氢键的三维网络重组。当过冷度较大时,界面结构趋于六元环排列的有序状态,界面内无序水分子增多,同时水分子在界面层内的停留时间增长。从分子尺度上阐明了冰水体系界面结构的变化规律,对理解结冰过程和发展控冰技术具有一定的指导意义。     

砷碲玻璃的析晶研究及其结构探讨

借助于各种热处理技术、DSC和XRD方法,研究了砷碲系玻璃的析晶过程。实验结果表明:砷蹄系统的玻璃转业点T_e和初始析晶温度T_(er)随砷浓度增加而升高,而析晶速率则减慢;在较低温度(T≥T_3)或析晶初期,得到的晶相基本上均为具有NaCl型结构的亚稳态晶体AsTe,而在高温或析品末期,得列的均为相图平衡相晶体。本文在实验基础上,提出一个新的砷碲玻璃的结构模型。认为砷碲玻璃的结构网络是由砷碲原子比相等的结构基团或局域单元联缀而成。它们基本上是类似于As_4S_4的As_4Te4结构或其它的复合形式。余下的砷或碲分布在其间并把它们相互连接起来。     

Li_2O(Na_2O)-BaO-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃与NaNO_3熔盐之间的离子交换

用电子探针研究了在低于玻璃转变温度以下NaNO_3熔盐和(20-x)Li_2O·xNa_2O·5BaO·15B_2O_3·(10+y)Al_2O_3·(50-y)SiO_2玻璃之间的离子交换。当存在有大量NaNO_3熔盐时,玻璃表面上离子交换的动力学平衡可在极短的时间内建立,并能表达为在表面交换离子的浓度比。在玻璃应变温度以上,由Boltzmann-Matano方法得到的互扩散系数取决于玻璃中氧化钠浓度,显示类似混合碱或混合位效应,并随长时间的离子交换而降低。低于玻璃应变温度,互扩散系数几乎不依赖玻璃中的氧化钠浓度,而略随离子交换时间增加而增大。     

不同温度下煤灰熔渣的结构演变规律

采用热力学计算和分子动力学模拟方法研究了高铁煤灰熔体的结构特征以及结构随温度的变化规律,计算了不同温度下Fe~(3+)和Fe~(2+)的含量,分析了径向分布函数、配位数、键角、桥氧与非桥氧、Q~n结构单元等结构特征。热力学计算的结果显示温度升高有利于Fe~(3+)转变成Fe~(2+),据此得到了Fe~(3+)/Fe~(2+)随温度的变化规律。在采用BMH势函数的基础上,分子动力学模拟显示熔体具有短程有序,长程无序的结构特征。随着温度升高,各离子对的径向分布函数曲线的高度和尖锐度下降,各离子的较高配位状态减少,较低配位状态增加,键角曲线的高度和锐度降低并向较小的方向移动,预示着离子的聚集程度减弱,熔体内部的无序化程度增强。氧的配位状态和Q~n的变化是熔体聚合度变化的直观反映,温度升高导致三配位氧和桥氧含量降低,非桥氧和自由氧含量增加,并最终导致较高聚合度的Q~4结构单元解体生成较低聚合度的Q~3、Q~2、Q~1和Q~0结构单元。     

熔制工艺对含钛晶质玻璃结构与光学性能的影响

研究含钛晶质玻璃的熔化工艺,探讨改变熔制气氛、温度、时间和熔制方式对光学性能及熔化质量的影响.采用拉曼光谱分析气氛对玻璃结构变化,UV-Vis分光光度计、阿贝折射仪分别测定了不同条件下玻璃透过率、折射率的变化情况.结果表明:氧化气氛会影响Ti在玻璃结构中的状态,由[TiO4]转变[TiO6]结构,填充到玻璃网络空隙,氧化气氛条件下透过率提高约2％;熔化温度过高使玻璃颜色偏黄,透过率降低约15％;熔化时间长对刚玉坩埚侵蚀严重,玻璃条纹增多,铂金和二次熔化方式对玻璃均匀性有较大改善.     

玻璃加工性能的研究

许多研究都指出:玻璃的不同的微观结构将有不同的熵和(或)内能,因此,也就有不同的Gibbs自由能。随后,扩散、核化和微晶生长的推动力也将有所变化。基于这一概念,可以认为在特定的热处理历史时,加工性好的和差的玻璃有不同的表观液线温度。为了     

结构弛豫对Al~(3+)/Yb~(3+)共掺石英玻璃结构和性能的影响

采用溶胶–凝胶法结合高温烧结工艺制备Al~(3+)/Yb~(3+)共掺石英玻璃,通过在玻璃转变温度(Tg)以下对玻璃进行等温退火,研究了退火时间对Al~(3+)/Yb~(3+)共掺杂石英玻璃密度、折射率和光谱性质的影响,并利用X射线衍射、Fourier转换红外(FTIR)、Raman光谱、核磁共振等结构分析手段探索其影响机理。结果表明:当退火温度为900℃时,随着退火时间增加,Al~(3+)/Yb~(3+)掺杂石英玻璃的折射率逐渐增大,紫外吸收边逐渐蓝移,Yb~(3+)离子的吸收和发射截面逐渐下降,退火200 h后Yb~(3+)离子出现2个荧光寿命;在Tg温度以下退火,玻璃的非晶态特征和Al的配位数不会发生明显变化;玻璃的假想温度及结构混乱度随退火时间增加逐渐下降。