温度对硅酸盐结构的影响

合集下载

硅酸盐的溶解度

硅酸盐的溶解度

硅酸盐的溶解度硅酸盐是一类广泛存在于自然界中的化合物,它们的共同特点是含有硅离子(SiO4^4-)。

硅酸盐的溶解度是指在一定温度下,单位体积溶液中可溶解的硅酸盐的质量。

硅酸盐的溶解度受多种因素影响,例如温度、压力、溶剂等。

首先,让我们来了解硅酸盐的种类。

硅酸盐包含众多的亚类和化合物,如硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)、硅酸铝(Al2Si2O5(OH)4)等。

这些硅酸盐在水中的溶解度各不相同。

其次,温度对硅酸盐溶解度的影响非常显著。

一般来说,温度越高,溶解度越大。

这是因为温度升高会增加溶剂分子的热运动能力,使其与固体硅酸盐更容易发生相互作用,从而促进溶解过程。

当一定量的热能输入到固体硅酸盐中时,其溶解度会随温度的升高而增加,直至达到饱和溶解度。

因此,控制温度可以有效地调节硅酸盐的溶解度。

除了温度,压力也可以影响硅酸盐的溶解度。

在相同温度下,增大溶剂的压力会增加溶解过程中溶剂分子与固体硅酸盐之间的相互作用力,从而使溶解度增大。

这是因为增加压力会使溶剂分子更加密集地接近固体硅酸盐颗粒,增加相互作用的机会。

因此,通过调节压力,我们也可以改变硅酸盐的溶解度。

此外,溶剂的类型也对硅酸盐的溶解度有一定影响。

不同的溶剂对硅酸盐的溶解能力不同。

一般来说,极性溶剂对硅酸盐的溶解能力较强,而非极性溶剂的溶解能力较弱。

这是因为极性溶剂中的分子具有不对称的电子分布,可以与硅酸盐的正负电荷相互作用,从而有利于溶解作用的发生。

相反,非极性溶剂中的分子电子分布均匀,与硅酸盐的作用力较弱,溶解程度较小。

总结起来,硅酸盐的溶解度受多种因素的综合影响。

温度、压力和溶剂的类型是影响硅酸盐溶解度的重要因素。

了解这些影响因素有助于我们对硅酸盐的溶解过程有更深入的理解,也可以为相关领域的应用提供指导。

硅酸盐熔体中各种聚合程度的聚合物浓度

硅酸盐熔体中各种聚合程度的聚合物浓度

一、概述硅酸盐是一类重要的无机化合物,在许多领域都有广泛的应用,如玻璃、陶瓷、水泥、涂料等。

在工业生产中,硅酸盐熔体是一种重要的中间体,可以用于生产玻璃纤维、陶瓷材料等。

在硅酸盐熔体中,聚合物的存在对其性质和应用有着重要影响,因此对硅酸盐熔体中各种聚合程度的聚合物浓度进行研究具有重要意义。

二、硅酸盐熔体中聚合程度的聚合物浓度的意义1. 影响硅酸盐熔体的粘度和流动性:聚合程度较高的聚合物在熔体中能够形成交联结构,增加了熔体的粘度,使其流动性降低;而聚合程度较低的聚合物则无法形成有效的交联结构,熔体的粘度较低,流动性较好。

2. 影响硅酸盐熔体的力学性能:聚合程度较高的聚合物可以增加熔体的强度和韧性,提高其力学性能;而聚合程度较低的聚合物则会降低熔体的强度和韧性。

三、硅酸盐熔体中聚合程度的聚合物浓度的影响因素1. 温度:温度的升高会促进聚合反应的进行,增加聚合物的浓度;而低温则会降低聚合物的浓度。

2. 组成:硅酸盐熔体的成分对聚合程度的聚合物浓度也有影响,不同的成分可能对聚合反应产生不同的影响。

3. 压力:压力的变化可能改变聚合物的聚合程度,从而影响聚合物的浓度。

四、硅酸盐熔体中聚合程度的聚合物浓度的测试方法1. 分子量测定法:通过分子量测定可以间接反映聚合程度的聚合物浓度。

2. 黏度法:利用熔体的黏度变化来判断聚合程度的聚合物浓度。

3. 光谱法:利用光谱仪等仪器对熔体中聚合物的浓度进行直接测定。

五、结论硅酸盐熔体中各种聚合程度的聚合物浓度对其性质和应用具有重要影响。

研究硅酸盐熔体中聚合程度的聚合物浓度的影响因素以及测试方法,可以为实际生产中的工艺控制和质量保障提供重要的参考依据。

希望未来能有更多的研究能够深入探讨硅酸盐熔体中聚合程度的聚合物浓度与其性能之间的关系,为硅酸盐熔体的生产和应用提供更多的科学依据。

六、硅酸盐熔体中各种聚合程度的聚合物浓度对性能的影响硅酸盐熔体中聚合程度的聚合物浓度对其性能具有直接的影响。

有关硅酸盐熔体结构的一些基本问题

有关硅酸盐熔体结构的一些基本问题

有关硅酸盐熔体结构的一些基本问题,
硅酸盐熔体是由硅酸键形成的熔状体系,也被称为硅酸盐体系。

它们最近在石油,天然气,煤气和其他化工行业中得到了广泛的应用。

硅酸盐熔体具有独特的性质,它可以视熔点而
获得较高的熔性,较低的抗冲击性和较高的抗折性,以及能够吸收和释放热量。

硅酸盐熔体不同于其他一些常见的熔体结构,例如金属晶体结构、玻璃晶体结构和固态混
合物结构,它们更类似于液体晶体结构。

硅酸盐熔体的特有结构是由硅原子、氧原子和碳
原子的三元簇组成的,三元簇之间存在硅键,这些硅原子组合在一起形成了满足多元数学
结构的稳定化合物。

作为一种特殊的分子结构,它可以改变熔体的性质,可以大大改善其
在低温下的熔性能。

硅酸盐体系是一种稳定的熔体结构,因此它不会随着温度的升高而异常变化。

此外,它们
具有良好的抗折性,能够抵抗热冲击,这也是它被广泛应用的一个重要原因。

它可以抗腐蚀,可以用于处理高温的化学反应,并且具有优良的熔融性。

硅酸盐熔体体系具有广泛的应用,可以用于制造硅胶、硅烷和各种其他物质。

它是制备硅
胶纤维、高分子复合材料及微电子零件等材料的关键原材料,为电脑制造技术、航空航天
技术等提供了新的材料来源。

另外,它们也可用于陶瓷制造、电子行业及家用电器等。

总之,硅酸盐熔体是一种有用的材料,具有广泛的应用。

它可以改变熔体的物理性质,提
高尺寸稳定性,改善熔体的流动性能和使用寿命,特别适用于低温设备及化学反应器应用等。

它也是航空航天、电子、陶瓷和石油等应用领域的重要原料,因其特殊的结构和性能
而被广泛应用。

第16章:硅酸盐材料的物理性质(热学)

第16章:硅酸盐材料的物理性质(热学)

1 v1 v2 v3 = + + + ... k k1 k 2 k3
16.2、硅酸盐的电磁性质 、
1)、石英材料的电导性质 、
各向异性: 各向异性:
有一维通道,由于杂质离子而发生离子电导; 平行 C 轴,有一维通道,由于杂质离子而发生离子电导; 是很好的绝缘体; 垂直 C 轴,是很好的绝缘体; 易发生电解质性质的电导, 平行 C 轴,易发生电解质性质的电导,由结构中原有的杂质 离子或故意引入的外来离子产生。 离子或故意引入的外来离子产生。
补充知识点:无机材料的热传导 补充知识点:
定义
稳定状态下
λ——即为导热系数,显然其物理含义是: 即为导热系数,显然其物理含义是: 即为导热系数 单位温度梯度下,单位时间内通过单位垂直面积的热量。 单位温度梯度下,单位时间内通过单位垂直面积的热量。
固体材料热传导的微观机理
气体中:可由分子的自由运动而传热; 气体中:可由分子的自由运动而传热; 金属中:则可由大量的自由电子的运动而传热; 金属中:则可由大量的自由电子的运动而传热; 无机非金属材料中:以什么样的机理传热? 无机非金属材料中:以什么样的机理传热?
讨论多相硅酸盐材料的热传导系数 考虑最简单情况:两种片状晶相交错排列的复合材料, 考虑最简单情况 : 两种片状晶相交错排列的复合材料 , 热传导系数 km 与两种晶相的热传导系数 k1,k2 及热流方向 相关,对于多相晶总热传导系数与分相的关系为: 相关,对于多相晶总热传导系数与分相的关系为: 热流平行片状平面方向流动: 平行片状平面方向流动 热流平行片状平面方向流动: 总热传导系数: 总热传导系数: km = v1k1 + v2k2 v1 和 v2 是各组分晶相的体积权重; 是各组分晶相的体积权重; 热流沿垂直片状方向传导:总热传导系数的倒数为: 热流沿垂直片状方向传导:总热传导系数的倒数为: 垂直片状方向传导

第4章答案

第4章答案

第四章答案4-1 略。

4-2试简述硅酸盐熔体聚合物结构形成的过程和结构特点。

解:聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位,组成大小不同的聚合体。

可分为三个阶段:初期:石英的分化,架状[SiO4]断裂,在熔体中形成了各种聚合程度的聚合物。

中期:缩聚并伴随变形一般链状聚合物易发生围绕Si-O轴转动同时弯曲,层状聚合物使层本身发生褶皱、翘曲、架状聚合物热缺陷增多,同时Si-O-Si键角发生变化。

[SiO4]Na4+[Si2O7]Na6——[Si3O10]Na8+ Na2O(短键)3[Si3O10]Na8—— [Si6O18]Na12+2 Na2O(六节环)后期:在一定时间和温度范围内,聚合和解聚达到平衡。

缩聚释放的Na2O又能进一步侵蚀石英骨架而使其分化出低聚物,如此循环,直到体系达到分化-缩聚平衡为止。

4-3试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。

它们的结构有什么不同?解:利用X射线检测。

晶体SiO2——质点在三维空间做有规律的排列,各向异性。

SiO2熔体——内部结构为架状,近程有序,远程无序。

SiO2玻璃——各向同性。

硅胶——疏松多孔。

4-4影响熔体粘度的因素有哪些?试分析一价碱金属氧化物降低硅酸盐熔体粘度的原因。

解:(1)影响熔体粘度的主要因素:温度和熔体的组成。

碱性氧化物含量增加,剧烈降低粘度。

随温度降低,熔体粘度按指数关系递增。

(2)通常碱金属氧化物(Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O)能降低熔体粘度。

这些正离子由于电荷少、半径大、和O2-的作用力较小,提供了系统中的“自由氧”而使O/Si比值增加,导致原来硅氧负离子团解聚成较简单的结构单位,因而使活化能减低、粘度变小。

4-5熔体粘度在727℃时是107Pa·s,在1156℃时是103 Pa·s,在什么温度下它是106 Pa·s?解:根据727℃时,η=107Pa·s,由公式得:(1)1156℃时,η=103 Pa·s,由公式得:(2)联立(1),(2)式解得∴A=-6.32,B=13324当η=106 Pa·s时,解得t =808.5℃。

材料科学基础重点知识

材料科学基础重点知识

《材料科学基础》重要知识点1、在离子晶体中,正、负离子的配位数大小由结构中正、负离子半径的比值决定。

2、聚合物的形成过程是分化和缩聚同时进行的一种动态平衡过程。

3、硅酸盐熔体的结构特点:多种聚合物同时并存,而不是一种独存。

正是由于这个特点,硅酸盐熔体的结构是长程无序的。

但每一个聚合体又是具有晶体结构的,即硅酸盐熔体中存在短程有序的负离子团。

4、影响聚合物聚合程度的因素(1)温度的影响:随温度升高,低聚合物浓度增加,而高聚合物浓度降低。

(2)熔体组成的影响:R为O/Si比的大小。

O/Si比R越大,低聚合物浓度越大,高聚合物浓度越小。

5、影响熔体粘度的主要因素是温度和化学组成。

粘度---温度关系:温度升高,粘度减小。

粘度—组成关系(1) O/Si比:硅酸盐熔体的粘度首先取决于硅氧四面体网络的聚合程度,即随O/Si比的上升而下降。

(2)一价碱金属氧化物①加入碱金属氧化物(Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O)降低硅酸盐熔体的粘度。

②碱金属氧化物的含量越高,硅酸盐熔体的粘度越小。

③不同的碱金属氧化物对粘度的影响大小也与碱金属氧化物的含量有关。

当R2O含量较低时(O/Si较低),加入的正离子半径越小,降低粘度的作用越大,其次序是:Li+>Na+>K+>Rb+>Cs+。

当熔体中R2O含量较高(O/Si比较高)时,R2O对粘度影响的次序是Li+<Na+<K+。

(3)二价金属氧化物:二价碱土金属氧化物(ⅡA族)一般降低硅酸盐熔体的粘度。

但不同的氧化物降低粘度的程度不同,其降低粘度的次序是:Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+,所以粘度大小次序为:Ba2+<Sr2+<Ca2+<Mg2+。

(4)阳离子配位数:阳离子配位数对粘度的影响是通过B2O3的研究而取得的。

①当B2O3含量较少(即Na2O/B2O3>1)时,粘度随含量升高而增加。

这是因为此时“游离”氧充足,故B3+处于[BO4]四面体状态,结构紧密。

硅酸盐水泥在高温下力学性能的变化

硅酸盐水泥在高温下力学性能的变化

硅酸盐水泥在高温下力学性能的变化硅酸盐水泥是一种重要的建筑材料,也用于高温环境下的耐火材料。

在高温下,硅酸盐水泥的结构和力学性能都会发生变化,这对于使用和设计有很大的影响。

硅酸盐水泥的结构和化学组成硅酸盐水泥是由水合硅酸盐矿物和无机胶凝材料组成的一种复合材料。

它的主要成分是硅酸盐矿物——硬化石膏和硅酸钙,以及胶凝材料——硅酸盐水泥熟料。

在硅酸盐水泥的制备过程中,硅酸钙和硬化石膏会发生化学反应生成钙硅石(C-S-H)胶凝材料。

这种材料能够在水中形成胶凝体系,并能引起钙化反应。

同时,硅酸盐水泥熟料中的矿物质也能对硅酸盐水泥的性能产生影响。

硅酸盐水泥在高温下的变化当硅酸盐水泥在高温下,它的结构和化学组成都会发生变化。

这对于硅酸盐水泥的力学性能有着直接的影响。

首先,在高温下,硅酸盐水泥的水化反应会受到影响。

水化反应需要特定的条件——适当的湿度、温度和时间。

在高温下,水的蒸发速度会加快,这会导致水化反应速率变慢,从而影响硅酸盐水泥的硬化时间和强度。

其次,高温会对硅酸盐水泥的矿物组成和结构造成影响。

硅酸盐水泥中的水化物质——C-S-H胶凝材料会发生分解和热解,从而导致硅酸盐水泥失去强度和稳定性。

硅酸盐水泥的力学性能变化硅酸盐水泥在高温下的力学性能也会发生变化。

硅酸盐水泥的高温强度通常比室温强度低,这是由于高温下的化学反应和水化反应导致了其微观结构的破坏。

另外,硅酸盐水泥的断裂韧度和弹性模量也会随着温度的升高而下降。

然而,虽然硅酸盐水泥在高温下的力学性能较室温下差一些,但这并不意味着它不能在高温环境下使用。

事实上,硅酸盐水泥在高温下的耐火性能很好,可以用于高温窑炉、耐火材料和保温隔热材料等领域。

影响硅酸盐水泥力学性能的因素除了温度外,硅酸盐水泥的力学性能还受到其他因素的影响。

首先是水化反应。

水化反应是硅酸盐水泥的强度来源,因此它的反应速率、反应完全度等都会对硅酸盐水泥的力学性能产生影响。

其次是硬化时刻。

硬化时刻是硅酸盐水泥从混合到受抗压强度达到规定值需要的时间。

硅酸盐的性质与结构

硅酸盐的性质与结构

硅酸盐的配位性还可以影响其化学 性质,如酸碱性、溶解性等
硅酸盐的化学性质:具有较强的反应活性,能与多种物质发生化学反应 反应类型:酸碱反应、氧化还原反应、络合反应等 反应条件:温度、压力、催化剂等 反应产物:硅酸盐的化学反应产物多种多样,包括无机物、有机物等
硅酸盐的结构类 型
硅酸盐的岛状结构是由硅氧四面体 和氧化物四面体组成的
岛状结构中的硅氧四面体和氧化物 四面体可以相互转化添加标题添加标题来自添加标题添加标题
硅氧四面体和氧化物四面体通过共 用氧原子连接,形成岛状结构
岛状结构是硅酸盐中常见的结构类 型,具有较高的稳定性和热稳定性
硅酸盐的链状结构是由硅氧四面体通过共 用氧原子连接而成的
链状结构中的硅氧四面体可以是单链、双 链或多链
硅氧十二面体:硅原子与十二个氧原子形成十 二面体结构
硅氧二十面体:硅原子与二十个氧原子形成二 十面体结构
硅氧四面体与硅氧六面体的组合:硅氧四面体 与硅氧六面体通过共用氧原子形成骨架结构
硅酸盐的合成与 制备
熔融法:将硅酸盐原料在高温下熔融,形成硅酸盐 水热法:将硅酸盐原料在高温高压下与水反应,形成硅酸盐 溶剂热法:将硅酸盐原料在溶剂中加热,形成硅酸盐 固相反应法:将硅酸盐原料在高温下直接反应,形成硅酸盐 气相沉积法:将硅酸盐原料在高温下蒸发,形成硅酸盐 电化学法:将硅酸盐原料在电场作用下反应,形成硅酸盐
优良性能
陶瓷材料广泛 应用于建筑、 电子、化工等
领域
陶瓷材料在环 保、新能源等 领域也有广泛
应用
硅酸盐是玻璃的主要成分 硅酸盐的性质决定了玻璃的物理和化学性质 硅酸盐的结构决定了玻璃的透明度和强度 硅酸盐的应用领域广泛,包括建筑、汽车、电子等领域
硅酸盐在高分子合成中的应用
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

温度对硅酸盐结构的影响:29Si核磁共振的结果摘要温度对三种硅酸盐结构的影响已经通过29Si核磁共振分光镜,以玻璃态样品的形式进行了研究,并且这些样品具有不同的玻璃化温度。

所研究的组成分别是(Na2O)34(SiO2)66,(CaO)10(Na2O)13(SiO2)75,以及(CaO)25(MgO)25(SiO2)50。

在前两种物质中。

连接四个氧原子的四面体结构的SiO4的含量随着温度而发生显著变化,这种变化主要是由于反应的不平衡所导致的,可以看出高温下反应的不平衡暗示着产生阴离子结构的可能性增大。

在(Na2O)34(SiO2)66组分中,温度对于Q4含量的决定性,使我们能够估计这个反应中的Si的△H0为。

尽管这个反应对每一种液体整个结构的热容所做的贡献很小,但是它可能对SiO2的热力学活度有重要影响,通过升高温度来加宽(CaO)25(MgO)25(SiO2)50的光谱峰,同样暗示着阴离子结构数可能会增加。

尽管不知道具体哪一种结构对风宽的加大做了贡献。

如果假设这些被观察的种类在玻璃态下不受温度变化的影响,处于液化温度下的熔融态样品的性质会在准确性上受到限制。

前言不管是在实验中还是在大自然中,有关硅酸盐原子结构的信息在定位和预测这些复杂的原料的性质时变得越来越重要。

绝大部分直接可用的信息来自对玻璃态物质的分光和衍射研究,这些玻璃态结构一般假设至少定性的认为与处于液体状态下的物质的性质相似。

有关熔融状态结构的文献很少能证实从玻璃态到液态的键型,配位键以及主要结构种类的构型没有发生任何变化。

其中的研究主要用的是X射线散射的技术,红外线技术和Raman分光镜。

这些具体的研究得出的结论是:在小范围结构变化中,许多硅酸盐液体定性上与他们相对应的玻璃态物质相似。

然而一些研究已经发现了小的结构上的差异。

例如SEIFERT etal曾经用Raman分光镜来比较玻璃态的Na2SiO5,并且基于在相对键的强度上提出了一个与100℃下的玻璃态相比更加接近于1100℃下的液体连有氧和没有连氧的分布。

OKONO和MARUMG用X 射线散射技术来研究NaAlSiO8和CaAl2Si2O8液体和玻璃体,并且在玻璃体相学的分布函数上可以看到有少量的窄峰。

这些阐述暗示着玻璃态结构中有着微量的小的热振动伴随着小的随机性。

在这些例子中,然而由于分光镜技术本身的限制而不能准确的定位观察到有效果的积极的意义。

尽管这些光谱变化很小,玻璃化温度本身的存在表示着液体和玻璃态固体存在着本质的区别而这一点在从定性到定量上来解释液体状态行为的变化中必须予以考虑。

一经加到玻璃化温度(Tg)第二热力学性质像可压缩性热膨胀性和热容会发生突然的和相对大的增加,硅酸盐的恒容热容是————的15倍。

这就很大程度上证明了一个主要构型对热容的贡献原因可能是液体结构不会像玻璃态结构那样随着温度升高而重排。

这些受温度影响的结构变化的本质作用在液体粘度的结构熵理论中很明显。

这个理论已经成功地解释了有温度所引起的相应变化以及许多玻璃态结构液体的粘度问题,包括硅酸盐熔融物由温度引起的变化可能能够帮助解释许多硅酸盐液体的粘度和温度之间的复杂关系。

基于相平衡对混合物的焓熵进行考虑得出相同的结论:熔融态结构受温度的强烈影响。

这种阐述已经被硅酸盐系统所采纳。

在冷却此系统中,不能混合的液体会从均相熔融物中析出。

理论上你,热力学和相平衡因素的考虑表明硅酸盐液体结构必须随着温度发生改变。

当前的研究是从某种程度上尝试评估温度引起的硅酸盐熔融物的结构特征的变化并且来限制结构的变化对熔融物的热力学性质的影响正是为了实现这个目的,我们使用了一个能利向用液态玻璃态转变的热力学性质的方法。

当一种液体冷却时,粘度会增加而且结构的重新达到平衡的速率会相应的减慢。

对于一种玻璃态液体,再平衡速率最终在一个既定的冷却速率太慢以致于无法达到平衡,并且这种液体结构在此温度下“冻结”形成了玻璃体。

这样的话,玻璃化温度就是冷却速率的一个函数:快速的冷却产生较高的玻璃化温度(Tg),慢的冷却导致低的玻璃化冷却温度(Tg)。

通过在不同的速率下冷却同一种液体,很有可能获得一些晶体,它们能代表处于不同温度下的液体结构。

这时候可以用分光镜来研究处于室温下的玻璃态物质。

这种方法已经被证明在以前一些研究中是很有用的。

温度引起的硼烷种类的变化已经被核磁共振所观察得到。

玻璃态的SiO2键角分布的微型变化被Raman分光镜和X射线仪探测到,还有硅酸盐熔融物中铁的配合物的变化被Massbanor光谱线型所表明。

具体的当然硅酸盐的熔融物是复杂的,并且不同的性质可能展示着一些不同的玻璃化转变,因为不同方面的结构平衡性可能在不同温度下急速冷却这样这样热容——————Tg低。

可能解释玻璃态玻璃态物质和晶体熵的差异,就这些复杂的物质而言,强调两点很重要:首先是量热学研究表明绝大多数玻璃态硅酸盐之间的熵变是由接近于0K以不同速率快速冷却的液体所产生的。

并且这样的话确定能记录起初熔融物的构型差别;其次记录的结构是玻璃态也就是液体处于玻璃化温度(Tg),这对一些典型的无机物是低于液化温度300~600℃.这些结构模型的具体数据来源于它们的玻璃态光谱,可能与那些来自于延时学家有着极大兴趣的液体差别很大。

为了了解我们玻璃态样品的结构,我们已经用了核磁共振分光镜:是一种对单独核磁周围电子分布的微小变化都很敏感的技术29Si包含在内。

许多研究已经表明,对于这个原子核,化学变化的核磁性与许多固态硅酸盐的结构参数相关联。

这些包括了Si-O键角Si-O键长,以及每个SiO4四面体所连接的氧原子数。

我们应该特别注意最后一个结构的变化,用Q n来表示一个SiO4四面体连接几个氧原子数。

由于对结构环境的敏感性NMR被确认为研究玻璃态硅酸盐的强有力工具,更多的是,不像许多的技术,对NMR光谱的定量阐述是相对直接的。

当峰是由于不同结构种类时很好被解决,因为在一个合适可行的实验中峰的相关区域和产生他们中的原子部分是一致的。

实验三种玻璃态被选来进行研究:(Na2O)33(SiO2)67(NDS)(CaO)10(Na2O)13(SiO2)75(CNS )(CaO)25(MgO)25(SiO2)50(Di)。

样品用含有57%29Si同位素的SiO2,CaCO3,Mg(NO3)2·6H2O和高纯度的Na2CO3。

对每一种玻璃态物质而言,粉末状的试剂都完全的混合在一起;缓慢地除去CO2然后熔融和快速冷却;在一个玛瑙研钵研成细粉末,然后再熔融和快速冷却,产生的玻璃态物质被用来作为后面描述的热处理的原材料。

每一种组成的样品在核磁共振实验完成后都进行了分析。

玻璃态Di 和CNS 的成是用微型电子探针分析的。

玻璃态NDS 的固含量是通过焰测光法以一式三份的形式惊醒可分析。

样品组成被列与表一中。

实际分析出的组成已经应用到所有的计算中。

每一种液体以两种不同的方式冷却,一种慢的和一种快的,为了在每一种组成中获得两种不同的玻璃化温度不同的玻璃态物质。

缓慢冷却的样品是这样制成的:把一种玻璃态物质放在一个坩埚中,加热到玻璃化温度以上足够长时间来确保液体的亚稳平衡,然后以给定的速率进行冷却。

接近于玻璃化温度的冷却速率如下:s Di CNS MDS /103,;10522℃和,--⨯⨯。

快速冷却样品的预处理是:在密封的铂试管中,一高于玻璃化温度的温度对每一种液体进行加热,然后通过过快速把试管弄平放在两冷冻钼块之间来对整个试管进行冷却。

缓慢冷去玻璃态物质的玻璃化温度是基于一份有关冷却玻璃化价值的文献。

对于每种快速冷却的玻璃体,玻璃化温度是通过MOYNIHAN etul 方法来估计。

他们的方法是基于以下的预测:Tg 与冷却速率的自然对数成正比,与黏流液体的活化能成反比。

NDS 粘性流体的活化能数据是RICHET 所提供的;至于CNS ,它的数据来于LAKATOS etul,Di 来自于KIRKPAIRICK 的数据。

计算的玻璃化温度列于表2中。

Tg 的不确定性主要是由于对冷却速率估计的不确定,不管是文献中所提及到的玻璃态物质还是我们自己的快速冷却样品。

所有的核磁共振光谱都是用一个经修改过的----分光镜,----是****。

粉末样品用刚玉转子进行研磨,转动的和非转动的29分光谱由Doty 科学产生的MAS 探针来进行收集。

从400到880的自由诱导衰减平均能产生一种静态光谱,在180到240之间能产生一种MAS 光谱。

一个**对着在长度上增加了4MS ,使得产生一个30。

的顶角MAS 光谱的旋转频率在6-4到6-6KHz 之间,并且旋转的频带只占所有光谱的3-4%。

一个60秒的加长延缓已用于所有的实验中,并且更重要的是对于每一个实验我们已经证实这个延缓的时间足够长,以致能最小化。

由于不完全的-----所造成的饱和状态影响。

电子漂移在线型中并未引入任何随着时间可以进行测量的一些变化。

更多的是关注确保对含有同一组成的样品产生相同的基准线。

这些具有的细节在解决小的线型的变化上有着特别的作用:重复的测量和许多参数数据的处理测试,使我们相信我们的观察不是数据收集和过程分析的产物。

化学变化与外面的性能指标标准息息相关。

结果和光谱说明NDS 玻璃态物质图1和图2展示着玻璃态,NDS 的-------和静态光谱。

快速和缓慢冷却样品的直接比较在每一个图中的第一部分。

最高峰的光谱所占比例显示着快速与缓慢冷却之间小而意义重大的差异,不管是在------还是在静态光谱中。

在静态光谱中,中间的峰很明显咋快速冷却的玻璃态物质中有着相对高的强度(大概为5%)。

其他的话,两种光谱完全一致。

在MAS 光谱中,快速冷却样品总体上有着稍微宽的线型。

有玻璃态Na 2SiO 3以三种不同冷却速率所获得的新数据,证实了这些结论。

因为静态光谱比MAS 光谱宽许多,它们一般上很难获得,并且很少出版相关硅酸盐结果的刊物。

正如最近其他刊物所讨论的那样,玻璃态组分的静态光谱比如NDS实际上比MAS光谱包含更多的信息,并且可以解释如下(看STEBBINS 11987,198891)。

光谱是有两大主要成分构成;大的图1b中的曲线b所表示的宽的不对称的峰,并且----------。

它与一些非硅酸盐的结晶固体的静态光谱非常相似,只是由于位置混乱的缘故有些线比较宽。

这个峰是由于组分中的主要种类Q3,它有很大的化学变化取向性,主要是由于Si和所连接氧的键长和没有连接氧时的差异。

静态光谱中第二个明显的部分是有一个相对窄的中间的峰集中在一100ppm(图1b的曲线a)。

化学变化和线型是Q4种类的特征。

因为这种类型有着相对高的空间对称性(所有的键都在Si和O原子之间),它的峰在静态光谱中有很窄并且它的含量被很清晰地显现出来。

相关文档
最新文档