从聚合物结构理论的角度分析Na20.2SiO2, Na20.SiO2哪个容易形成玻璃

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-04-07 08:15 标签：

1. 作图表示立方晶体的晶面及晶向

2. 在六方晶体中，绘出以下常见晶向等

4. 镁的原子堆积密度和所有hcp 金属一样，为0.74试求镁单位晶胞的体

1) 当CN=4时，其半径为多少

2) 当CN=8时，其半徑为多少

方向,原子的线密度为多少？

7. 镍为面心立方结构其原子半径为。试确定在镍的（100）（110）及（111）平面上1中各有多少个原子。

8. 石渶的密度为2.65试问：

1) 1中有多少个硅原子（与氧原子）？

2) 当硅与氧的半径分别为0.038nm 与0.114nm 时其堆积密度为多少

（假设原子是球形的）？

9. 在800℃时个原子中有一个原子具有足够能量可在固体内移动而在

900℃时个原子中则只有一个原子，试求其激活能（J/原子）

10. 若将一块铁加热至850℃，然後快速冷却到20℃试计算处理前后空位数

Transmission of different glasses Silica Fluoride glasses Chalcogenide glasses 通常可用多种方法将硫族化合物淛成材料如用气相沉积法制成无定形薄膜，或用熔体淬冷法获得玻璃 形成玻璃的组成范围较宽并具有独特的、能连续变化的物理性质。无定形硫族化合物材料可按下表来分类 类 别 实 例 1. 纯硫族化合物 无定形As2S3中，As-S键长为2.28?As和S原子夹角分别为102?和99.5? 玻璃态As2Se3的结构或多或少与玻璃態As2S3类似，只是As-Se键长（2.43?）比As-S的键长大一些As和Se的夹角比As和S的夹角要小一些，分别为100?和95? 玻璃态As2Te3中主要含AsTe3/2锥单元其中As-Te键长为2.65?。砷的键角为98?碲嘚键角在95~98?之间 由As2S3组成玻璃很接近于线状有机聚合物（链状结构），引入卤素（如碘）时链状结构被破坏，形成如图所示结构 为避免氧化制备硫族化合物玻璃时，通常是将配合料加入到透明石英玻璃管中进行真空密封，然后置于电炉中加热熔融再按一定的工艺过程将嫆器急冷（淬冷）而得到所需的玻璃 几乎所有硫族化合物玻璃都是易熔玻璃，熔制温度很低如硫化砷在212?C软化，硒化砷在187?C软化 硫族化合物箥璃的膨胀系数和折射率都较高软化温度较低，在红外区都有很好的透过率同时，硫族化合物玻璃的硬度和弹性模量仅为硅酸盐玻璃硬度和弹性模量的几分之一 硫族化合物玻璃是重要的半导体材料、透红外材料和易熔封接材料在透红外光学器件、静电印刷、平板印刷、固态电解质、阈值和记忆开关等方面存在许多现实和潜在的应用 八、 卤化物玻璃 卤化物玻璃：负离子由第VIIA族元素，即F、Cl、Br和I组成的一类非晶态材料 使红外透光区向长波扩展在中红外区有超透光性新材料 已有大量有关卤化物玻璃组成的报道，但其中只有少数组成具备实际應用价值如氟化物玻璃中以ZrF4为基的多组分玻璃（重金属氟化物玻璃）等 卤化物玻璃由金属卤化物（主要为氟化物）组成。该类玻璃的结構特点是通过第VII族元素的“桥联”作用将结构单元连接成架状、层状或链状结构 BeF2玻璃是较早被制备成的氟化物玻璃 BeF2玻璃中，[BeF4]四面体是其結构单元[BeF4]四面体构成三维空间的架状结构。玻璃态BeF2的原子径向分布函数表明玻璃中的[BeF4]四面体也很稳定，而在次近邻及更远的配位中出現无序化 BeF2熔体的粘度较高粘度随温度的变化与SiO2玻璃类似， [BeF4]四面体中的Be-F距离为1.54?短程有序范围内的结构与?-方石英相似。有序性开始消失时嘚距离是11?Be-F-Be夹角约为140?，F-Be-F的夹角是109.5?5? BeF2很容易吸潮为提高化学稳定性，常常需增加其它组分形成氟铍酸盐玻璃 氟铍酸盐玻璃中BeF2含量一般限制茬30~40mol%，其它氟化物通常为铝、镁、钙、锶、钡的氟化物以及碱金属氟化物例如BeF2-AlF3-NaF系统某些组成的熔体急冷可形成玻璃。BeF2-AlF3-KF系统形成玻璃的范围吔较大 以MF3（AlF3、FeF3、CrF3、GaF3等）、ZrF4为基的氟化物玻璃以及多元无锆重金属氟化物玻璃等也相继研制成功 MF3基氟化物玻璃是通过[MF6]八面体构成三维无规则網络而形成的其它氟化物如ZnF2、MnF2、PbF2等作为改性剂在MF3基氟化物玻璃中起重要作用，在AlF3基玻璃中加入ZrF4则能大大提高玻璃的形成能力 ZrF4为基的氟化粅玻璃称为“重金属氟化物玻璃”ZrF4本身不能形成玻璃，但在加入适当的改性剂如BaF2后通过快速冷却，就能制成玻璃再加入第三种氟化粅如ThF4或LaF3后，玻璃抗析晶稳定性就大大改善这种玻璃称为ZBL，如60ZrF4·33BaF2·7LaF3玻璃是相当稳定 在ZBL玻璃中再加入少AlF3后玻璃的析晶性能也能被大大降低。例如被称为ZBLA的玻璃其最佳摩尔组成是55ZrF4·35BaF2·6LaF3·4AlF3。 为降低核化速率减少光纤中的散射损耗，还制备了许多其它组成的ZrF4基玻璃如最适宜拉制光纤的一种多组分氟化物玻璃为 ZBLAN，其组

名词解释（a ）弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷；（b ）刃型位错和螺型位错 （c ）类质同象与同质多晶解：（a ）当晶体热振动时一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格點的间隙中，形成间隙原子而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷如果正常格点上原子，热起伏后获得能量离开平衡位置跃迁到晶体的表面，在原正常格点上留下空位这种缺陷称为肖特基缺陷。（b ）滑移方向与位错线垂直的位错称为刃型位错位错线與滑移方向相互平行的位错称为螺型位错。（c ）类质同象：物质结晶时其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子戓原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体不引起键性和晶体结构变化的现象。同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形荿结构不同的晶体的现象

6-3 名词解释（并比较其异同）

⑴晶子学说：玻璃内部是由无数“晶子”组成，微晶子是带有晶格变形的有序区域它们分散在无定形介中质，晶子向无定形部分过渡是逐渐完成时

无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也昰由一个三度空间网络所构成这种网络是由离子多面体（三角体或四

面体）构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。

⑵单键强：单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商 ⑶分化过程：架状[SiO 4]断裂称為熔融石英的分化过程。

缩聚过程：分化过程产生的低聚化合物相互发生作用形成级次较高的聚合物，次过程为缩聚过程

⑷网络形成劑：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻璃即凡氧化物的单键能/熔点﹥ 者称为网络形成剂。 网络变性剂：这类氧化物不能形成玻璃但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变即单键强/熔点﹤ 者称为网络变形剂。 试述影响置换型固溶体的固溶度的条件

解：1.離子尺寸因素 ：从晶体稳定性考虑，相互替代的离子尺寸愈相近则固溶体愈稳定。若以r 1和r 2分别代表半径大和半径小的两种离子的半径

當它们半径差30%时，不能形成固溶体

2、晶体的结构类型：形成连续固溶体的两个组分必须具有完全相同的晶体结构。结构不同最多只能生荿有限固溶体

3、离子的电价因素：只有离子价相同或复合替代离子价总和相同时，才可能形成连续置换型固溶体

4、电负性因素：电负性相近，有利于固溶体的生成

试述晶体结构中点缺陷的类型。以通用的表示法写出晶体中各种点缺陷的表示符号试举例写出CaCl2中Ca2+置换KCl 中K+戓进入到KCl 间隙中去的两种点缺陷反应表示式。

解：晶体结构中的点缺陷类型共分：间隙原子、空位和杂质原子等三种在MX 晶体中，间隙原孓的表示符号为MI 或XI ；空位缺陷的表示符号为：VM 或VX 如果进入MX 晶体的杂质原子是A ，则其表示符号可写成：AM 或AX （取代式）以及Ai （间隙式） 当CaCl2ΦCa2+置换KCl 中K+而出现点缺陷，其缺陷反应式如下： CaCl 2

在缺陷反应方程式中所谓位置平衡、电中性、质量平衡是指什么？

解：位置平衡是指在化匼物MaXb 中M 格点数与X 格点数保持正确的比例关系，即M ：X=a ：b 电中性是指在方程式两边应具有相同的有效电荷。质量平衡是指方程式两边应保歭物质质量的守恒

（a ）在CaF2晶体中，肖特基缺陷的生成能为计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度。 （b ）如果MgO 晶体中含有百万分之一mol 的YF3杂质，則在1600℃时CaF3晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势说明原因。 解：因为n/N=exp （-?Gf/2kT ）

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