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益唯特视镜玻璃的弹性模量
 发布时间:2013年08月01日 浏览:
 

益唯特视镜玻璃的弹性模量

益唯特玻璃的弹性模量及泊松比值 E/(×108Pa) 泊松比μ 钠钙硅玻璃钠钙铅玻璃铝硅酸盐玻璃硼硅酸盐玻璃高硅氧玻璃石英玻璃微晶玻璃 676.2

578.2842.8617.4676.2705.61204 0.240.220.250.200.190.160.25 5.1.2.1玻璃的弹性模量与成分的关系 玻璃的弹性模量主要取决于内部质点间化学键的强度,同时也与结构有关。质点间化学键力越强,变形越小,则弹性模量就越大。

玻璃结构越坚实,弹性模量也越大。 质点间的键力大小与原子半径和价电子数有关,因此在常温下弹性模量是原子序数的周期函数。在同一族中的元素例如BeMgCaSrBa,随原子序数的递增和原子半径的增大,弹性模量E则降低。E的大小几乎和这些离子与氧离子间吸引力 2 2aZ 成直线关系,同一氧化物当处于高配位时其弹性模量要比处于低配位时高。所以在玻璃中引入离子半径较大、电荷较低的Na+K+Sr2+Ba2+等离子是不利于提高弹性模量的。相反,引入半径小、极化能力强的离子(如Li+Be+Mg2+Al3+Ti4+Zr4+)则能提高玻璃的弹性模量。

 石英视镜玻璃SiO间的键强较大,为106kJ/mol,且具有三度空间的架状结构,应具有较高的弹性模量,但从表5-4中所示,石英玻璃的弹性模量并不高,这是因为在石英玻璃结构中含有较多的空穴。另外,在高应变的情况下,石英玻璃纤维和一般钠钙硅玻璃纤维都偏离了虎克定律,石英玻璃纤维变得更“硬”了,而后者显得变“软”了,充分说明,在负荷作用下,石英视镜玻璃纤维中硅氧基团的空穴减少,Si—O键较强的键性显示了作用,而钠钙硅玻璃纤维因网络外体的引入,使结构疏松,应变增大。纯B2O3玻璃由于层状结构比较疏松,因此具有很低的弹性模量,仅为175×108Pa

但随着Na2O含量的增加,其弹性模量可增加到600×108Pa。这是由于硼离子由三配位转 变为四配位,层状结构向三度空间结构转化,且Na+离子又填充了网络空间的结果。 在铝硼硅酸盐玻璃中,弹性模量同样出现(硼铝反常)现象。当摩尔比 1 3 23 22〉=−ϕOBOAlONa时,B3+Al3+都能成为四面体,处于结构网络中,使结构连接紧密,弹性模量E增加。当摩尔比1>ϕ>0时,Al2O3代替SiO2后,

由于Na2O不足,Al3+可以形成四面体进入结构网络,而B3+由四面体转变为三角体,因此弹性模量E下降。当Na2O更少时(ϕ<0),B3+全部处于[BO3]三角体的配位状态,而Al3+以较高的配位状态[AlO6]填充于网络外空隙部分,使玻 5-4石英玻璃纤维(1)和 Na2O—CaO—SiO2玻璃纤维(2)的应力与应变图


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