硼酸盐玻璃比容与结构的关系
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第一章晶体几何根底1-1 解释概念：等同点：晶体结构中，在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点。
空间点阵：概括地表示晶体结构中等同点排列规律的几何图形。
结点：空间点阵中的点称为结点。
晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。
对称：物体相同局部作有规律的重复。
对称型：晶体结构中所有点对称要素〔对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴〕的集合为对称型，也称点群。
晶类：将对称型相同的晶体归为一类，称为晶类。
晶体定向：为了用数字表示晶体中点、线、面的相对位置，在晶体中引入一个坐标系统的过程。
空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素的集合。
布拉菲格子：是指法国学者 A. 布拉菲根据晶体结构的最高点群和平移群对称及空间格子的平行六面体原那么，将所有晶体结构的空间点阵划分成 14 种类型的空间格子。
晶胞：能够反响晶体结构特征的最小单位。
晶胞参数：表示晶胞的形状和大小的 6 个参数〔 a、b、 c、α 、β、γ〕.1-2 晶体结构的两个根本特征是什么？哪种几何图形可表示晶体的根本特征？解答：⑴晶体结构的根本特征：① 晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。
② 晶体的内部质点呈对称分布，即晶体具有对称性。
⑵ 14 种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的根本特征。
1-3 晶体中有哪些对称要素，用国际符号表示。
解答：对称面— m，对称中心— 1，n 次对称轴— n，n 次旋转反伸轴— n螺旋轴— ns ，滑移面— a、b、c、d1-5 一个四方晶系的晶面，其上的截距分别为3a、4a、6c，求该晶面的晶面指数。
解答：在 X、Y、 Z 轴上的截距系数： 3、4、6。
截距系数的倒数比为： 1/3:1/4:1/6=4:3:2晶面指数为：〔432〕补充：晶体的根本性质是什么？与其内部结构有什么关系？解答：① 自限性：晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的反映。
②均一性和异向性：均一性是由于内部质点周期性重复排列，晶体中的任何一局部在结构上是相同的。
第一章 玻璃的结构与组成
第一章玻璃的结构与组成1-1\名词解释1、硼-氧反常：在一定范围内，碱金属氧化物提供的氧，不像在熔融石英玻璃中的作为非桥氧出现于结构中，二十是硼氧三角体【BO3】转变成为完全由桥氧组成的硼氧四面体【BO4】,导致B2O3玻璃从原来两维空间的层状结构部分转变为三维空间的架状结构，从而加强了网络，使玻璃的各种物理性质与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，相应的向着相反的方向变化。
这就是所谓的“硼氧性反常”。
2、硼反常：硼酸盐玻璃与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性质随R2O或RO加入量的变化规律相反，这种现象称硼反常现象。
“硼反常现象”是由于玻璃中硼氧三角体【BO3】与硼氧四面体【BO4】之间的量变而引起性质突变的结果。
3、硼-铝反常：“硼-铝反常”体现在一系列性质变化中，如折射率、密度、硬度、弹性模量。
在介质常数与膨胀系数变化曲线中显得很模糊。
色散、电导与介质损耗等则不出现“硼-铝反常”。
4、积聚作用：由分化过程产生的低聚合物，相互作用，形成级次较高的聚合物，同时释放出部分Na2O，这个过程称为缩聚，也即聚合。
5、解聚作用：在熔融SiO2中，O/Si比为2：1，[SiO4]连接成架状。
若加入Na2O则使O/Si比例升高，随加入量增加，O/Si比可由原来的2：1逐步升高到4：1，[SiO4]连接方式可从架状变为层状、带状、链状、环状直至最后断裂而形成[SiO4]岛状，这种架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程，也即解聚。
6、混合碱效应：在二元碱硅玻璃中，当玻璃中碱金属氧化物的总含量不变，用一种碱金属氧化物逐步取代另一种时，玻璃的性质不是呈直线变化，而是出现明显的极值。
这一效应称为混合碱效应，过去称为“中和效应”。
7、压制效应：在含碱硅酸盐中随RO增加，是R+在扩散中系数下降。
8、逆性玻璃：如果玻璃中同时存在两种以上金属离子，而且它们的大小和所带的电荷也不相同时，情况就大为不同。
即使Y<2也能制成玻璃，而且某些性能随金属离子数的增大而变好。
玻璃工艺学考试重点
1、玻璃态物质具有以下五个特性：1. 各向同性2. 无固定熔点3. 亚稳性4. 变化的可逆性5. 可变性2、论述硼酸盐和硅酸盐玻璃结构的桥氧对其结构和性能的影响。
从一系列硼酸盐和硅酸盐玻璃结构，可以看出，桥氧在结构中起着重要的作用。
一般桥氧愈多，结构愈强固，许多物理性能向好的方面转变。
反之，桥氧愈少，结构和性能就愈不好。
3、逆性玻璃。
如果玻璃中同时存在两种以上金属离子，而且它们的大小和所带的电荷也不相同时，也能制成玻璃。
用y代表每个多面体的桥氧平均数，当y<2也能制成玻璃，而且某些性能随金属离子数的增大而变好。
一般把这种玻璃称为逆性玻璃。
逆性玻璃的结构与无规则网络学说的结构模型是完全相反的。
逆性玻璃在性质上也发生逆转性。
4、论述玻璃的逆性第一，在结构上它与通常玻璃是逆性的。
一般玻璃的结构以玻璃形成物为主体，金属离子处于网络的空穴中，它仅起补助性作用。
逆性玻璃恰恰相反，多面体的短链反而为大量的金属离子所包围。
如果金属离子比作“海洋”，那末，多面体就是“海洋”中的岛屿。
因此，决定玻璃聚结程度的不是多面体之间的连结，而是金属离子与多面体短链中的氧离子之间的结合。
逆性玻璃的结构与无规则网络学说的结构模型是完全相反的。
第二，逆性玻璃在性质上也发生逆转性。
一般玻璃的性质是随着Si02的减少(即Y值减少)而降低。
而逆性玻璃则相反，碱金属和碱土金属含量愈多(即Y值愈小)，结构愈强固，而某5、晶子学说认为玻璃是由无数“晶子”所组成。
晶子是具有晶格变形的有序排列区域，分散在无定形介质中，从“晶子”部分到无定形部分是逐步过渡的，两者之间并无明显界线。
6、无规则网络学说认为像石英晶体一样，熔融石英玻璃的基本结构单元也是硅氧四面体，玻璃被看作是由硅氧四面体为结构单元的三度空间网络所组成，但其排列是无序的，缺乏对称性和周期性的重复，故不同于晶态石英结构。
当熔融石英玻璃中加入碱金属或碱土金属氧化物时，硅氧网络断裂，碱金属或碱土金属离子均匀而无序地分布于某些硅氧四面体之间的空隙中，以维持网络中局部的电中性。
B2O3Al2O3比例对硼酸盐玻璃结构及热性能的影响
第37卷 第1期 陕西科技大学学报 V o l.37N o.1 2019年2月 J o u r n a l o f S h a a n x iU n i v e r s i t y o f S c i e n c e&T e c h n o l o g y F e b.2019* 文章编号:2096-398X(2019)01-0108-05B 2O3/A l2O3比例对硼酸盐玻璃结构及热性能的影响乔荫颇1,2,李新宇1,陈 璞1,李明阳1,王答成2(1.陕西科技大学材料科学与工程学院,陕西西安 710021;2.彩虹集团公司,陕西咸阳 712021)摘 要:采用熔融冷却法制备了不同B2O3/A l2O3比例的B2O3-Z n O-N a2O-A12O3系硼酸盐玻璃,并通过X射线衍射(X R D)㊁红外光谱(F T-I R)㊁R a m a n光谱㊁密度测试及示差扫描量热法(D S C)等对玻璃的结构和热性能进行了表征,并研究了B2O3/A l2O3比例对其结构和性能的影响.研究表明,制备得到的玻璃样品的网络结构主要由[B O3]㊁[B O4]和[A1O4]相连的方式构成基本网络骨架.随玻璃基质中B2O3/A l2O3比例降低(A l2O3含量增加),A l3+的存在形式由[A l O4]向[A1O6]转变,使得其网络结构致密性改变,密度及折射率随之变化.热性能分析表明玻璃的热稳定性参数ΔT大于100,表明制备的硼酸盐玻璃具有较为优异的热性能和良好的稳定性.关键词:硼酸盐玻璃;B2O3/A l2O3比例;玻璃结构;热稳定中图分类号:T Q171.73 文献标志码:AE f f e t e o fB2O3/A l2O3r a t i o o n t h e s t r u c t u r e a n dt h e r m a l p r o p e r t y f o r b o r a t e g l a s s e sQ I A O Y i n-p o1,2,L IX i n-y u1,C H E NP u1,L IM i n g-y a n g1,WA N G D a-c h e n g2(1.S c h o o l o fM a t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,S h a a n x iU n i v e r s i t y o f S c i e n c e&T e c h n o l o g y,X i'a n710021,C h i n a;2.I r i c oG r o u p C o r p o r a t i o n,X i a n y a n g712021,C h i n a)A b s t r a c t:I nt h i s p a p e r,B2O3-Z n O-N a2O-A12O3s y s t e m A l u m i n u m b o r a t e g l a s s e sw i t hd i f-f e r e n tB2O3/A l2O3m o l a r r a t i ow e r e p r e p a r e du s i ng m e l t-q u e n c hm e th o d.T h e s t r u c t u r e a n dt h e r m a l p r o p e r t i e so f t h e g l a s s e sw e r ec h a r a c t e r i z e db y X R D p a t t e r n,F T-I Rs p e c t r u m,R a-m a ns p e c t r u m,d e n s i t y,r e f r a c t i v ei n d e xa n d D S C.T h ee f f e c to fB2O3/A l2O3w i t h i n g l a s sc o m p o s i t i o no n g l a s ss t r u c t u r ea n dt h e r m a l p r o p e r t i e sw a s f u r t h e rs t ud ie d.I t i sc o n c l u d e dt h a t t h e g l a s sn e t w o r k i sm a i n l y c o m p o s e do f[B O3],[B O4]a n d[A1O4],w h i c h l i n k e d t o-g e t h e rt oc o n s t i t u t et h e b a s i cn e t w o r k s k e l e t o n.A sa g l a s s n e t w o r ki n t e r m e d i a t e,A l3+c h a n g ed i t s s t r u c t u ref r o mt h e[A1O4]f o r mt o[A1O6]f o r ma c c o r d i ng t o th e r a ti o o f B2O3/A l2O3.T h u s,t h ed e n s i t y a n d t h e r e f r a c t i v e i n d e x o f g l a s s e s v a r i e d a s t h e d e n s i t y o f g l a s s n e t-w o r k.T h e r m a l s t a b i l i t yp a r a m e t e r so f g l a s s(ΔT)a r e g r e a t e r t h a n100,w h i c hs h o w e dt h e*收稿日期:2018-08-11基金项目:国家自然科学基金项目(51472151);陕西省科技厅国际科技合作计划项目(2017KW-024);陕西省大学生创新创业训练计划项目(1331)作者简介:乔荫颇(1981-),男,河南孟津人,讲师,博士,研究方向:纳米功能材料㊁生物环境材料㊁光功能玻璃材料第1期乔荫颇等:B2O3/A l2O3比例对硼酸盐玻璃结构及热性能的影响b o r a t e g l a s sh a sm o r e e xc e l l e n t t h e r m a l p r o p e r t i e s a nd g o o d s t a b i l i t y.K e y w o r d s:b o r a t e g l a s s;B2O3/A l2O3r a t i o;g l a s s s t r u c t u r e;t h e r m a l s t a b i l i t y0 引言硼酸盐体系玻璃具有透过率高㊁光学性能优良㊁声子能量低和熔融温度较低等特点,已成为实用的玻璃体系,尤其是其可以作为功能发光玻璃的基体材料,在显示器㊁照明及光通讯中有广泛的应用[1-4].理论上,B2O3可以单独形成玻璃,但其软化点低㊁化学稳定性差,并无多大实用价值.通过在硼酸盐玻璃中加入玻璃调整体和中间体物质,可以改变硼酸盐玻璃的结构从而大幅度改善玻璃的性能.A l2O3是典型的玻璃中间体,在玻璃中的结构与其在玻璃中的配位数密切相关,已成为主要的玻璃结构及性能的调整物质[5-7].近年来,很多研究者都致力于含B2O3和A l2O3玻璃的研究[8-10].同时也探讨了A l2O3作为复合组分对玻璃结构及性能的影响[11,12].本文中选用B2O3-Z n O-N a2O-A l2O3为基础玻璃组分,通过调整玻璃组分中的硼和铝的用量,制备了一系列含有不同B2O3/A l2O3比例的硼酸盐玻璃.通过X射线衍射㊁红外㊁拉曼光谱及热性能等的对比分析,研究了硼酸盐玻璃中的B2O3/ A l2O3比例对其结构及性能的影响,为进一步制备性能优良的功能玻璃基质材料提供了一定的研究基础.1 实验部分1.1 样品制备采用高温熔融-冷却法制备了一系列B2O3-Z n O-N a2O-A l2O3玻璃.实验试剂为B2O3㊁A l (O H)3㊁Z n O和N a2C O3,以上试剂均为分析纯原料,使用时不用经过进一步提纯.实验样品中的玻璃组成主要包含B2O3㊁Z n O㊁N a2O和A l2O3等,在实验中为研究B2O3/A l2O3比例的影响,保持Z n O和N a2O摩尔分数不变,调节B2O3和A l2O3的摩尔分数,同时保持两者总和相等.实验样品组成如表1所示.样品的制备流程如下:将原料按计量比准确称量,在研钵中经充分研磨混匀后置于刚玉坩埚中,放入升降炉升温,升温速率控制在5℃/m i n.温度升至1200℃恒温熔制3h,随后将熔融的玻璃液迅速浇铸在模具上成型并在400℃的马弗炉中退火2h,随炉冷却至室温.退火后的玻璃样品按照测试要求进行切割㊁抛光备用.表1 实验样品组成S a m p l e B2O3Z n O N a2O A l2O3A177815-A2758152A3738154A4718156A5698158A66781510A76281515A85981518A95681521 1.2 玻璃样品的结构及性能表征样品的结构及性能表征采用日本R i g a k uD/ m a x2200P C型X R D进行.测试条件如下:C u Kα射线,波长λ=0.154056n m,管电压40k V,管电流40m A,扫描范围10°~80°,扫描速度10°/ m i n,步长为0.02°.样品的组成特征红外光谱采用德国布鲁克(B r u k e r)V E R T E X70型傅里叶变换红外光谱仪进行表征.采用K B r压片法进行测试.波数范围400 ~4000c m-1,波数分辨率1c m-1.样品的结构拉曼光谱采用英国R e n i s h a w公司的集成共聚焦拉曼光谱仪进行光谱测试,激光的光源为氩离子激光器,激光波长为785n m.样品的密度基于阿基米德法测量并计算得到.样品的折射率使用V棱镜法测试得到.样品的热学性能采用德国生产的N E T Z S C H S T A449F3型同步热分析仪进行分析测试.测试气氛为氮气,升温速率控制在10K/m i n.灵敏度为1 mW/m g.参比物为α-A l2O3,测试的温度范围设定为25℃~900℃.2 结果与讨论2.1 不同B2O3/A l2O3比例的玻璃的结构图1为不同B2O3/A l2O3摩尔比的玻璃样品的X射线衍射图谱.由图1可知,X射线衍射图谱在20℃~30°和40℃~50°范围内都呈现出宽化的非晶态的弥散的散射峰,说明样品呈现非晶态的玻璃相结构,没有晶体生成.制备的硼酸盐发光玻璃退火后成型良好,外观上为无色透明,表面平整㊃901㊃陕西科技大学学报第37卷且无气泡.图1 玻璃试样的X R D图谱图2为硼酸盐玻璃样品的红外光谱.在图2中400~2000c m-1范围内存在多个吸收峰.位于1532~1320c m-1范围的吸收属于[B O3]中O-B-O键的反对称伸缩振动,1285~1130c m-1范围的吸收属于[B O3]的B-O键的对称伸缩振动, 1120~985c m-1范围的吸收属于[B O4]的B-O -B键的反对称伸缩振动,962~893c m-1范围的吸收属于[B O4]中的B-O-B键的对称伸缩振动,830~610c m-1范围内的吸收属于[B O3]基团B-O-B的弯曲振动,470c m-1附近的吸收峰属于[A1O6]中A1-O键的弯曲振动,770c m-1附近的吸收属于[A1O4]的A1-O伸缩振动.由此可说明,所制备的玻璃样品是以[A1O4]㊁[A1O6]㊁[B O3]和[B O4]构成的混合网络结构.此外,这些特征吸收峰型均比较宽,表明玻璃样品为非晶态,网络结构是无序的.与上图的X射线衍射分析结果一致[13,14].图2 玻璃样品的红外光谱随着B2O3/A l2O3比值的减小,玻璃的吸收强度随之发生变化,这归因于A l3+对游离氧的争夺而对硼原子的配位产生影响.随着A l2O3含量的增加,B2O3/A l2O3比例减小,硼的总量减小, [B O3]的吸收强度也逐渐减小,1532~1320c m-1范围内归属于[B O3]中O-B-O键的反对称伸缩振动吸收峰峰强度逐渐减小.当过多的A l2O3以高配位状态处于网络外体中时,则破坏了玻璃的网络结构,玻璃结构变得疏松,此时470c m-1处[A1O6]的A1-O键的弯曲振动峰逐渐增强.图3为样品的拉曼光谱图.图中1520c m-1的峰为-O H键(即氢键)的弯曲振动峰,是由于硼酸盐玻璃易吸水造成的.800c m-1附近的吸收峰为B -O-B伸缩振动,它是由[B O4]和[B O3]组成的硼氧基团如(B3O6)3-㊁(B5O2)1-等所引起的. 468c m-1处的峰为硼氧环中三角体[B O3]的振动,随着A l2O3含量的增加,玻璃样品的振动峰强度逐渐减小,表明[B O3]含量是逐渐减小的.770 c m-1产生的强偏振峰,是由具有一个[B O4]单元的六元硼酸盐环的对称振动.随着A l2O3含量的增大,位于800c m-1的散射峰强度升高,770c m-1的峰降低,这表明含有两个[B O4]的四硼酸盐基团在减少.A l2O3含量为6%时,770c m-1峰几乎消失[15,16].图3 A1和A4玻璃样品的拉曼光谱2.2 不同B2O3/A l2O3比例玻璃的密度及折射率图4为玻璃样品的密度及折射率随玻璃中A l2O3含量的变化关系.由图4可以看出,其密度随A l2O3含量的增加先有所减小,然后逐渐增大.在A l2O3含量由0~25m o l%的变化过程中,由不含A l2O3时的2.30g/c m3增大到A l2O3含量为15m o l%时的2.475g/c m3,增长幅度达7.6%,而后逐渐减小.当A l2O3含量为6m o l%时,玻璃的密度最小,为2.19g/c m3,最大密度与最小密度变化幅度约为13%.这是由于在A l2O3掺杂量较少时A l3+均以[A l O4]基团存在,由于[A l O4]作为网络形成体其体积较[B O3]大,故而其密度减小.当A l2O3加入量较多时,游离氧不足,此时,A l3+以[A l O6]基团㊃011㊃第1期乔荫颇等:B2O3/A l2O3比例对硼酸盐玻璃结构及热性能的影响作为网络外体填充于玻璃网络间隙.A l3+的积聚作用大于其他的作用,增加了玻璃网络的紧密程度,使玻璃密度又有所增大[17,18].同时,玻璃样品的折射率也呈现出同样的变化趋势.主要原因是由于玻璃的折射率受网络致密度的影响较大,较大的网络致密度会导致材料具有较大的密度和折射率,反之亦然.但是玻璃的密度也不是无限增大的,过量的A l2O3的引入,导致其与玻璃形成体争夺桥氧,玻璃形成体B2O3含量的逐渐减少导致玻璃结构较为疏松,密度又会随之减小,折射率也随之而减少.在硼酸盐体系玻璃中,当B2O3/A l2O3比例逐渐降低时,制备的玻璃样品呈现由无色透明逐渐变至乳浊而失透,表明玻璃样品发生了分相.导致分相的原因是由于B2O3/A l2O3比例越小,玻璃形成体含量减少,A l2O3的含量增高,过多的A l2O3由于游离氧的缺乏以[A1O6]处于网络间隙,过多的非桥氧破坏了玻璃的网络结构而分相,致使玻璃出现乳浊现象[19].图4 硼酸盐玻璃的密度及折射率随A l2O3含量的变化曲线2.3 不同B2O3/A l2O3比例玻璃的热性能图5为玻璃样品的D S C测试曲线,玻璃样品的特征温度T g㊁T x㊁T p(最佳析晶温度)及其稳定性参数ΔT如表2所示.由图5可知,随着B2O3/ A l2O3摩尔比的减小(A l2O3含量增大),T g㊁T x㊁T p均呈现出先增大后减小的变化趋势,且随着A l2O3在玻璃中所占比例的增大,玻璃的析晶峰变的较为平滑,当A l2O3含量达到20m o l%时,析晶峰变的尖锐并且向低温区域偏移,表明玻璃的析晶性能增强,玻璃结构遭到破坏,变得较为疏松.从表2可以看出,大多数玻璃的ΔT都大于100℃,表明这些玻璃的稳定较好.综合比较,以A4玻璃样品的热稳定性较为突出.图5 玻璃试样的D S C曲线(10K/m i n)表2 硼酸盐玻璃特征温度(T g㊁T x㊁T p和ΔT)编号T g/℃T x/℃T p1/℃T p2/℃ΔTA242251555169793A4441547578714106A7462563590728101A848057761168997A9477581615665104 玻璃样品的特征温度参数T g㊁T x㊁T p和ΔT 的变化主要是由于随着A l2O3在玻璃中所占比例不断增大,A l3+夺取非桥氧,以[A l O4]进入玻璃网络,使玻璃网络结构连接更加紧密,T g㊁T x㊁T p和ΔT不断增大,玻璃的析晶能力变差,热稳定性增强.当玻璃体系中提供的游离氧不足时,A l3+会以[A l O6]作为网络外体存在于玻璃网络间隙.当其含量过高时,玻璃体系中非桥氧的增多使得玻璃的结构遭到破坏,玻璃易发生分相或析晶,玻璃的热稳定性则随之降低[20].3 结论本文中选用B2O3-Z n O-N a2O-A l2O3为基础玻璃组分,通过调整玻璃组分中的硼和铝的用量,制备了一系列含有不同B2O3/A l2O3比例的硼酸盐玻璃.通过X射线衍射㊁红外㊁拉曼光谱及热性能等的对比分析,研究了硼酸盐玻璃中的B2O3/ A l2O3比例对其结构及性能的影响,得出了以下结论:X射线衍射㊁红外和拉曼光谱表明,硼酸盐玻璃结构主要是以[A1O4]㊁[A1O6]㊁[B O3]和[B O4]构成的混合网络结构,B3+主要以[B O3]形式存在为主,A l3+则随着B2O3/A12O3摩尔比的变化,由[A1O4]逐渐转变为[A1O6].随玻璃中B2O3/ A l2O3比例的变化,玻璃的内部网络结构致密性发生变化,导致其密度和折射率呈现先减小后增大的变化.此外,热分析表明,玻璃样品的热稳定参数均接近100,具有较好的热稳定性.㊃111㊃陕西科技大学学报第37卷参考文献[1]P a w a rP P,M u n i s h w a rS R,G e d a m R S.E u2O3d o p e db r i g h t o r a n g e-r e d l u m i n e sc e n t l i t h i u m a l u m i n o-b o r a t eg l a s s e s f o rs o l i ds t a t el i g h 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硼硅酸盐玻璃的组成对其模拟矿化能力的影响
硼硅酸盐玻璃的组成对其模拟矿化能力的影响（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）作者：高春霞，李亚东，王锡刚【摘要】研究了硼硅酸盐玻璃（0B、1B和H12）的组成在0.25M K2HPO4水溶液中对其模拟矿化能力的影响。
采用X衍射、傅立叶红外和扫描电镜技术分析了矿化产物的晶体结构和形貌特征。
结果表明：三种玻璃均矿化形成了碳酸羟基磷灰石（HCA）片状晶体，并交叉堆积排列呈多孔网络结构；1B玻璃形成的HCA晶体堆积密集、晶化较完全；0B玻璃形成的HCA晶体堆积疏松、晶化不完全；H12玻璃则位于两者之间。
综合分析表明，B和Na元素使玻璃矿化能力增强，Al元素使玻璃矿化能力减弱。
【关键词】硼硅酸盐玻璃；组成；微观结构；形貌；碳酸羟基磷灰石；矿化能力Abstract：The mimetic mineralization ability of three kinds of borosilicate glasses (designated 0B、1B and H12) immersed in 0.25M K2HPO4 aqueous solution was investigated. The structures and morphologies of the mineralized products werecharacterized using XRD, FTIR and SEM techniques. The results showed that the glasses have were converted to plate-like carbonated hydroxyapatite（HCA）crystals, and the overlapping arrangement assumed the porous structures. The crystallization of the HCA was more complete and more compact in stacking arrangement for 1B glass, less for 0B glass and between the both for H12 glass. The comprehensive analysis indicate that the boron and sodium element promotes mineralization, conversely, the aluminum element inhibits it.Key words：Borosilicate glass; Composition; Microstructure; Morphology; Carbonated hydroxyapatite; Mineralization ability 1 引言自Hench首次发现通过熔融法制备的45S5玻璃（45.0wt.%SiO2、24.5 wt.%Na2O、24.5 wt.%CaO和6.0 wt.% P2O5）在模拟体液（SBF）中浸泡一段时间后，在其表面能够生成类骨的碳酸羟基磷灰石（HCA）晶体后［1-2］，又有多种生物活性玻璃被研发出来，如Yoshii等研制成功A W微晶玻璃后，在A W微晶玻璃中添加少量的A12O3、B2O3，研制成BGC人工骨等［3-5］。
[工学]无机材料科学基础--标准化作业本
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第一章结晶学基础一、名词解释1．晶体：2．空间点阵与晶胞：3．配位数与配位多面体：4．离子极化：5．同质多晶与类质同晶：二、填空与选择1．晶体的基本性质有五种：，，，和。
2．空间点阵是由在空间作有规律的重复排列。
（A 原子B离子C几何点D 分子）3．在等大球体的最紧密堆积中有和二种排列方式，前者的堆积方式是，后者的堆积方式是。
4．如晶体按立方紧密堆积，单位晶胞中原子的个数为，八面体空隙数为，四面体空隙数为；如按六方紧密堆积，单位晶胞中原子的个数为，八面体空隙数为，四面体空隙数为；如按体心立方近似密堆积，单位晶胞中原子的个数为，八面体空隙数为，四面体空隙数为。
5．等径球体最紧密堆积的空隙有两种：四面体空隙和八面体空隙。
一个球的周围有个四面体空隙、个八面体空隙；n个等径球体做最紧密堆积时可形成个四面体空隙、个八面体空隙。
不等径球体进行堆积时，大球，小球。
6．在离子晶体中，配置于正离子周围的负离子数（即负离子配位数），决定于正、负离子半径比（r＋/r－）。
若某离子化合物的r＋/r－值为0.564，其负离子配位数应是。
（A3 B4 C 6 D 8）三、（1）a≠b≠c，α＝β＝γ＝90°的晶体属什么晶系？（2） a≠b≠c，α≠β≠γ≠90°的晶体属什么晶系？（3）你能否据此确定这两种晶体的布拉菲点阵？四、（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b和6c，求出该晶面的密氏指数；（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2和c，求出该晶面指数。
五、以NaCl晶胞为例，说明面心立方紧密堆积中的八面体和四面体空隙的位置和数量。
六、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、致密度。
七、计算立方体配位、八面体配位、四面体配位、三角形配位的临界半径比。
八、画出面心立方结构的（111）、（110）、（100）晶面的原子排布图，并计算其面间距及原子密度（原子个数/单位面积）九、有一个面心立方密堆结构的晶体，它的密度是8.94/cm3。
第七章 玻璃的结构与性能
第七章玻璃的结构与性能一、填空题：1、玻璃的结构特征为﹍短程有序﹍﹍和﹍长程无序﹍﹍。
P1782、玻璃包装材料主要是﹍钠钙玻璃﹍﹍，它具有很好的化学惰性和稳定性，有很高的抗压强度。
3、固态物质的两种不同的结构状态是﹍晶体﹍﹍和﹍玻璃﹍﹍。
4、在石英玻璃和普通玻璃中，﹍﹍二氧化硅﹍又叫作网络形成体氧化物。
5、在玻璃加工工艺中，料性﹍长﹍（长、短）的玻璃粘度随温度变化慢，适合形状复杂的玻璃器皿成型；料性﹍短﹍（长、短）的玻璃粘度随温度变化快，适合制瓶机成型6、玻璃与水和酸作用的实质是﹍玻璃中硅酸盐水解﹍。
7、玻璃化学稳定性常用的测试方法有﹍粉末法﹍﹍和﹍表面法﹍﹍。
8、当今玻璃包装材料的一个主要发展趋向是﹍开发生产高强度轻量玻璃容器﹍﹍。
二、选择题：1、可以单独形成玻璃的形成体氧化物是（ B ）A CaOB SiO2C Na2OD AL2O32、氧化物玻璃的组成（形成，改变，中间）p178A 形成体氧化物、改变体氧化物、网络外体氧化物B 形成体氧化物、网络外体氧化物、中间体氧化物C 改变体氧化物、网络外体氧化物、中间体氧化物D 改变体氧化物、碱土金属氧化物、中间体氧化物3、本身不能单独形成玻璃，但能改变玻璃的性质的氧化物不包括（ C ）A Na2OB K2OC LiD ZnO4、由SiO2、B2O3和AL2O3三种氧化物形成的玻璃，若SiO2＞B2O3＞AL2O3，则此玻璃称为（ A ）A 铝硼硅酸盐玻璃B 硼铝硅酸盐玻璃C 硅硼铝酸盐玻璃D 硅铝硼酸盐玻璃三、名词解释题：1、玻璃形成体氧化物——氧化物玻璃组成成分中可以单独形成玻璃的氧化物。
2、玻璃改变体氧化物——氧化物玻璃组成成分中不可以单独形成玻璃，但可以改变玻璃的性质的氧化物。
3、玻璃中间体氧化物——介于玻璃形成体氧化物和玻璃改变体氧化物之间的氧化物，在一定条件下可以成为玻璃形成体的氧化物。
4、理论强度——理论强度是指玻璃不存在任何缺陷的理想情况下，能承受的最大负荷。
玻璃中氧化物的分类
玻璃中氧化物的分类
玻璃中氧化物根据其化学成分可以分为以下几类：
1. 硅酸盐玻璃（silicate glass）：是最常见的玻璃类型，由硅（SiO2）和其他金属氧化物组成，如钠（Na2O）、钾
（K2O）、钙（CaO）、铝（Al2O3）等。
硅酸盐玻璃具有良好的化学稳定性和热稳定性，是制造容器、窗户、光纤等广泛应用的材料。
2. 硼酸盐玻璃（borate glass）：由硼酸（B2O3）和金属氧化物组成，常见的是硼酸钠玻璃。
硼酸盐玻璃具有低熔点和低粘度，可以用于制造光学玻璃、放射性废物储存材料等。
3. 磷酸盐玻璃（phosphate glass）：由磷酸（P2O5）和金属氧化物组成，常见的是磷酸盐钠玻璃。
磷酸盐玻璃具有良好的生物相容性和化学稳定性，被广泛应用于医疗领域，如制造人工骨骼和牙科修复材料。
4. 氟酸盐玻璃（fluoride glass）：由氟化物（如氟化锂、氟化锆等）和金属氧化物组成。
氟酸盐玻璃具有较高的透过率和较低的折射率，特别适用于红外光学和激光领域。
此外，还有氮化硅玻璃（silicon nitride glass）、碟状玻璃（borosilicate glass）等玻璃类型，它们的分类与氧化物的成分有关。