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玻璃成分的分类

发布时间:2016/5/30

玻璃成分的类型很多,而且每年以较高的速度增加,但基本可分为:①实用玻璃成分;②研 究、开发的玻璃成分。

但这两种成分的划分并不是截然分开的,而是在不断演变,研究成分逐步向实用成分转化。 随着高新技术发展,要求许多新玻璃材料,陆续研究出许多新玻璃成分,从而增加了玻璃成分系 统的种类和数量。

按玻璃性质、功能与制造工艺可分为:①传统玻璃成分;②新玻璃成分;③未来玻璃成分。 传统玻璃是用传统方法(如熔融法)制造的,以氧化物特别是以硅酸盐为主要成分。新玻璃 则是通过玻璃成分及生产工艺的技术革新,大幅度提高玻璃所具有的特性,从而扩大玻璃新用 途,因此新玻璃不限于氧化物成分,而是扩大到非氧化物玻璃,从纯无机化合物扩大到无机-有 机杂化成分。未来玻璃成分很难给出确切的定义,应根据科学发展方向或理论预测未来可能研究 的成分。

同样,传统玻璃成分和新玻璃成分、新玻璃成分和未来玻璃成分的界限也不是很明确的,新 玻璃成分在不断地转变,今天是新玻璃成分,过一段时间或许就成为传统玻璃成分。

另一种玻璃成分分类方法,是按照化学元素分类,即:①元素玻璃成分;②氧化物和含氧玻 璃成分;③非氧化物玻璃成分;④氧化物和非氧化物复合成分。

传统玻璃成分大都为氧化物,学者们根据氧化物在玻璃形成中的作用,分为形成物(网络形 成体)、调整物(玻璃修正物、网络外体)和中间性物(网络中间体)。

玻璃形成物指单独能形成玻璃结构的氧化物,如Si〇2、B23、Ge〇2、P2O5、As23、Sb2O3 等,有些学者称为网络形成物,由于近代玻璃结构不单为网络,也有链状、岛状(逆性玻璃), 所以称为玻璃形成物比网络形成物更为确切。

玻璃调整物指不能单独形成玻璃,但能使玻璃结构发生改变的氧化物,也有学者称为变性物 (剂)、改良物。对网络结构理论来讲,调整物一般位于网络结构外,故又称网络外体。调整物通 常分为碱金属离子氧化物,如K2O、Na2O、Li2O等;碱土金属氧化物离子,如CaO、MgO、 SrO等;易极化离子氧化物如PbO、CdO、Bi2O3等;以及高价起积聚作用的阳离子氧化物,如 La2O3、Zr2、Nb2O5 等。

中间物指性能介于形成物和调整物之间的物质,如BeO、A12O3、Ga23等。其中的阳离子 Be2+、Al3+、Ga3+等称为中间离子,在玻璃网络结构中,在某些条件下,中间离子可起成网络离 子的作用,而在另一些条件下,又可作为网络外体离子存在。

近代玻璃成分已超过氧化物范围,玻璃结构已不都是网络结构,但玻璃形成物的概念仍为科 技人员所接受。

玻璃形成物与制备方法有密切关系,一些用熔融冷却法不能形成玻璃的物质,用气相沉积 法可形成玻璃,因此严格来说,需指明在何种制备条件下形成玻璃的,但大部分玻璃均是用熔 融法制备的,故常常略去制备条件。

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