什么是硼反常现象

用户4518215411505 2024-06-17 03:22:21
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硼反常现象是在钠硅酸盐玻璃中加入氧化硼时,在性质变化曲线中产生极大值和极小值的一种现象。单纯含有b2o3和sio2成分的熔体,由于它们的结构不同(前者是层状结构,后者是架状结构),因此难以形成均匀一致的熔体,是不可混溶的。从高温冷却过程中,将各自富集成一个体系,形成互不溶解的两层玻璃(分相)。当加入na2o后,硼的结构发生变化通过na2o提供的游离氧,由硼氧三角体[bo3]转变为硼氧四面体[bo4],使硼的结构从层状结构向架状结构转变,为b2o3与sio2形成均匀一致的玻璃创造条件。在钠硅酸盐玻璃中加入氧化硼时,往往在性质变化曲线中产生极大值和极小值,这现象也称为硼反常性。这种在钠硼玻璃中的硼反常性,是由于硼加入量超过一定限度时,它不是以硼氧四面体而是以硼氧三常体出现于玻璃结构中,因此,结构和性质发生逆转现象。在na2o-b2o3-sio2系统玻璃中,当以b2o3取代sio2时,折射率、密度、硬度、化学稳定性等出现极大值;热膨胀系数出现极小值,而电导、介电损耗、表面张力则不出现硼反常现象。在钠硼硅系统玻璃中,极大值与极小值出现的地方随na2o含量而定,例如折射率的极大值经常出现在na2o/b2o3=1的地方。“硼反常现象”是由于玻璃中硼氧三角体[bo3]与硼氧四面体[bo4]之间的量变而引起玻璃性质突变的结果。相关反应除了硼反常外,在钠硼铝硅玻璃中还出现“硼-铝反常”现象。当硅酸盐玻璃中不存在b2o3时,al2o3代替sio2能使折射率、密度等上升,见图1-13曲线。当玻璃中存在b2o3时,随b2o3含量不同出现不同形状的曲线,如图1-13所示。当na2o/b2o3=4时出现极大值(曲线2),而当na2o/b2o3≥1时,np(折射率)与d(密度)显著下降(曲线3-5)。而当na2o/b2o3<1时,性质变化曲线上出现极小值(曲线8)。不同的碱金属氧化物对“铝-硼反常现象”也有不同影响,和“硼反常现象”一样,“铝-硼反常现象”出现在一系列性质变化中,如折射率、密度、硬度、弹性模数。在介电常数与热膨胀系数变化曲线中显得很模糊。色散、折射度、电导与介质损耗等则不出现“铝硼反常现象 20210311
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