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1、第三章熔体结构一第1页，本讲稿共11页第一节第一节 熔体的结构熔体的结构n一、对熔体的一般认识一、对熔体的一般认识n二、硅酸盐熔体结构二、硅酸盐熔体结构聚合物理论聚合物理论第2页，本讲稿共11页一、对熔体结构的一般认识一、对熔体结构的一般认识1 1晶体与液体的体积密度相近。晶体与液体的体积密度相近。当晶体熔化为液体时体积变化较小，一般不超过当晶体熔化为液体时体积变化较小，一般不超过1010(相当于质相当于质点间平均距离增加点间平均距离增加3 3左右左右)；而当液体气化时，体积要增大数百倍；而当液体气化时，体积要增大数百倍至数千倍至数千倍(例如水增大例如水增大12401240倍倍)。2 2晶体的
2、熔解热不大，比液体的气化热小得多。晶体的熔解热不大，比液体的气化热小得多。Na Na晶体晶体 Zn Zn晶体晶体 冰冰熔融热熔融热(kJ/mol)2.51 6.70 6.03(kJ/mol)2.51 6.70 6.03而水的气化热为而水的气化热为40.46kJ40.46kJmolmol。这说明晶体和液体内能差。这说明晶体和液体内能差别不大，质点在固体和液体中的相互作用力是接近的。别不大，质点在固体和液体中的相互作用力是接近的。第3页，本讲稿共11页表表3 31 1 几种金属固、液态时的热容值几种金属固、液态时的热容值第4页，本讲稿共11页 3 3固液态热容量相近固液态热容量相近(表表3 31
3、1)。表明质点在液体中的热运动性质（状态）和在固体中差别不大，表明质点在液体中的热运动性质（状态）和在固体中差别不大，基本上仍是在平衡位置附近作简谐振动。基本上仍是在平衡位置附近作简谐振动。4.X 4.X射线衍射图相似射线衍射图相似(图图3 31 1)。液体衍射峰最高点的位置与晶体相近，表明了液体中某一质点最邻液体衍射峰最高点的位置与晶体相近，表明了液体中某一质点最邻近的几个质点的排列形式与间距和晶体中的相似。液体衍射图中的衍射近的几个质点的排列形式与间距和晶体中的相似。液体衍射图中的衍射峰都很宽阔，这是和液体质点的有规则排列区域的高度分散有关。由此峰都很宽阔，这是和液体质点的有规则排列区域的
4、高度分散有关。由此可以认为，在高于熔点不太多的温度下，液体内部质点的排列并不是象可以认为，在高于熔点不太多的温度下，液体内部质点的排列并不是象气体那样杂乱无章的，相反，却是具有某种程度的规律性。这体现了液气体那样杂乱无章的，相反，却是具有某种程度的规律性。这体现了液体结构中的近程有序和远程无序的特征。体结构中的近程有序和远程无序的特征。第5页，本讲稿共11页图图3 31 1 不同聚集状态物质的不同聚集状态物质的X X射线衍射强度射线衍射强度 随入射角度变化的分布曲线随入射角度变化的分布曲线气体气体熔体熔体晶体晶体玻璃玻璃强度强度 Isin第6页，本讲稿共11页 综上所述综上所述:液液体体是是固
5、固体体和和气气体体的的中中间间相相，液液体体结结构构在在气气化化点点和和凝凝固固点点之之间间变变化化很很大大，在在高高温温（接接近近气气化化点点）时时与与气气体体接接近近，在在稍稍高高于熔点时与晶体接近。于熔点时与晶体接近。由由于于通通常常接接触触的的熔熔体体多多是是离离熔熔点点温温度度不不太太远远的的液液体体，故故把把熔熔体体的的结结构构看看作作与与晶晶体体接近更有实际意义。接近更有实际意义。第7页，本讲稿共11页关于液体的结构理论有关于液体的结构理论有n液体的近程有序结构理论液体的近程有序结构理论 1924 1924年，佛仑克尔提出，解释了液体的流动年，佛仑克尔提出，解释了液体的流动性。性
6、。n“核前群核前群”理论理论 可以解释液体的许多物化性质，如温度升高，可以解释液体的许多物化性质，如温度升高，电导率上升。电导率上升。n聚合物理论聚合物理论第8页，本讲稿共11页二、硅酸盐熔体结构二、硅酸盐熔体结构1.1.基本结构单元基本结构单元 SiO SiO4 4 四面体四面体2.2.基本结构单元在熔体中存在状态聚合体基本结构单元在熔体中存在状态聚合体基基本本结结构构单单元元在在熔熔体体中中组组成成形形状状不不规规则则、大大小小不不同同的的聚聚合合离离子子团团（或或络络阴阴离离子子团团）在在这些离子团间存在着聚合解聚的平衡。这些离子团间存在着聚合解聚的平衡。3.3.影响聚合物聚合程度的因素影响聚合物聚合程度的因素硅硅酸酸盐盐熔熔体体中中各各种种聚聚合合程程度度的的聚聚合合物物浓浓度度（数量）受组成和温度两个因素的影响。（数量）受组成和温度两个因素的影响。第9页，本讲稿共11页表表3 32 2 硅酸盐聚合结构硅酸盐聚合结构第10页，本讲稿共11页图图3 32 2 某一硼硅酸盐熔体中聚合物的分布随温度的变化某一硼硅酸盐熔体中聚合物的分布随温度的变化第11页，本讲稿共11页