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材料科学基础课件9
玻璃样品实际温度和假想温度 的量度。
之差(T-来表示偏离平衡
一般淬火玻璃的假想温度高， 退火玻璃的假想温度低。 室温时， 起。
随 R2O 的加入， 磷酸盐的网络和硅酸盐网络一样破坏。 (一) 热力学与动力学条件 (二) 结晶化学条件 () 玻璃的不稳（亚稳） 性： 。
一般说同组成的晶体与玻璃体的内 能差别愈大， 玻璃愈容易结晶， 即愈难于生成玻璃。 玻璃的稳定存在：
为析晶过程必须克服一定的势垒， 包括成核所需建立新界面的界面能以及晶核长大所需的质点扩散的激活能等。
因在考虑冷却速度时， 必须选定可测出的晶体大小， 即某一熔体究竟需要多 快的冷却速度， 才能防止生成能被测出的结晶。 容积分率：
玻璃形成能力的判断三 T 图： 在时间 t 内单位体积的结晶 VL/V：
。
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远大于 T。
，式中：
附近的粘度；
Tm熔点； LTm 时的熔融热； a晶格常数； k决定于温度的系 数；
形成临界晶核的功。
以此可定出 某物质在某一温度形成结晶容积分率所需的时间， 作出三 T 图 。
并在曲线鼻尖 处粗略dT)(求得临界冷却速度其中△ TN=Tm-TN， TN，
为 鼻尖 点的温度和时间。
，
如 为 SiO2的 T-T-T 曲线 玻璃生成的主要动力学因素： (1) (2)表 4-3 列出一些化合物的物理化学性质和生成玻璃的性能。
() 阴离子集团对玻璃形成的影响： 注意：
表 4-3 某些化合物的物理化学性质和玻璃生成性能 化学键性质对玻璃的形成的影响： 化学键强度的影响：
阳离子场强(Zc/a2) ， 作为衡量玻璃形成能力的标准， 大于 1. 8 的是网络形成体， 小于 0. 8 的是网络外体， 介于 0.8~1.8 之间的是中间体氧化物 各种氧化物的单键强度见表 4-4 4-5 一、 非晶态高分子的结构模型 二、 玻璃化转变 () 理论基础是高分子溶液理论 非晶态高分子无规线团模型：
表 4- 4 各种氧化物的单键强度 错误！ 未找到引用源。 高分子的自由体积：
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() 如高分子链在熔体中的排序是完全无序的， 那么很难想象在快速冷却下会形成折叠链晶体。
因此， 不少研究者认为， 高分子的熔体或非晶态结构中存在着相当部分的有序结构 高分子的两种结构单元： 错误！ 未找到引用源。
局部有序的折叠链缨状胶束粒子模型， 亦称为两相球粒模型： 错误！ 未找到引用源。 粒子相与粒间相的形态： 非晶态高分子的冷流及延展性： 玻璃化转变：
玻璃化转变时的特性变化： 错误！ 未找到引用源。 自由体积理论： 错误！ 未找到引用源。 自由体积与温度及热膨胀的关系：
非晶态高分子的体积膨胀情况如错误！ 未找到引 用 源。 高弹态在某温度 T 时的自由体积：
实际上， 非晶高分子的玻璃态可以看作是等自 由
体积状态 玻璃态自由体积状态 ：
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实际晶体中， 原子在平衡位置上快速振动， 大多 数不会脱离平衡 位置。
但热起伏或其它原因将使一部分脱离平衡位， 质点将发生迁移。
扩散现象： 质点迁移方式： 5-1 扩散现象的本质： 不同扩散途径与过程： 常用量的定义：
(1)P1错误！ 未找到引用源。
错误！ 未找到引用
源。
和 E 的值， 要看哪一种缺陷为主要而定， u=u1+u2是原子脱离格点变为填隙原子所需的能量。
(6)=1/P 扩散是一种由热运动引 起的物质传递过程。 若粒子在介质中分布不均匀， 并存在浓度梯度或化学位梯度时， 则介质中将产生使梯度趋于均匀的定向扩散流。
早在 1858 年， 菲克(Fick)就对这种扩散过程作了 定量的描
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述， 分别提出了 菲克第一定律和菲克第二定律。 () 描述物质流动的方程：
是同一瞬间沿 J 轴的(g/cm4或 l/cm4或
mol/cm4)； D 是比例系数， 称为(cm2/sec)， 它表示在单位梯度下的通量；负 号表示 J 的方向和梯度的方向相反。 菲克第一定律：
扩散计算示例：
1、 薄壁铁管渗碳过程： 长度为 L、 半径为 r 的薄壁铁管在
退火， 管内 管
外通以渗碳、 脱碳气氛， 当 时间足够长，管壁内 各点的碳浓度不再随时间而变， q 是 t 时间内 流入或 流 出 管 壁 的 总 碳 量 。 有 ：
，所 以 ：
。
q、 L、 t， 以及碳沿管壁的径向分布都可以测量， D 可以通过 C 对 lnr 图的斜率来确定。 。
如果 D 不随浓度而变， 则 C 对 lnr作图应当是一直线。
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