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玻璃出現硼反常的原因

作者:奧固鴻已有:N多人關注

硼反常是指硼酸鹽或者硼硅酸鹽玻璃，隨著B2O3含量的增加，某些性質出現極值的現象。這是由三角體[BO3]向四面體[BO4]轉化造成的，其中[BO3]智能形成層狀網絡，而[BO4]可與[SiO4]共同參與架狀網絡，加強網絡的穩定性。轉化過程主要受到兩種因素影響：①游離氧的數量，三角體[BO3]只有獲得游離氧才能轉變成四面體[BO4]；②[SiO4]數量，四面體[SiO4]進行隔離。這兩種因素都可以造成硼反常，可分別以Na2O/B2O3和[BO4]/ [SiO4]衡量，前者對應Na2O-B2O3- SiO2玻璃，后者對應無堿的低硅高硼硼酸鹽玻璃。

對Na2O-B2O3- SiO2玻璃，當Na2O/B2O3＞1時，玻璃中有足夠的游離氧，加入的B2O3都可由三角體轉變為四面體，此階段玻璃網絡的密度和強度都會隨B2O3的加入而升高。性質上反映在密度、折射率和化學穩定性的上升個熱膨脹系數的下降。但當Na2O/B2O3≤1后，部分B2O3已無法得到游離氧，只能三角體[BO3]形式存在于網絡之中，這破壞了網絡的架狀結構，使牢固的、緊密的統一網絡相對減少，上述性質將隨B2O3含量的增加呈反方向變化。反方向轉變點在Na2O/B2O3=1處。對無堿的低硅高硼硼酸鹽玻璃來說，堿土金屬氧化物提供了充足的游離氧，但起隔離作用的SiO2含量不足。這類玻璃也會隨B2O3含量的增加，[BO4]/ [SiO4]增大，而出現性質變化的極值。
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