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第三章 非 晶 态 固 体
3-1 试述石英晶体、石英熔体、Na2O·2 SiO2熔体结构和性质上的区别。如何用实验方法来区分它们？
表3-1在二元硅酸盐熔体中各种阳离子的K11值 阳离子 Kn Ca2+ 0.003 Pb2+ 0.2 Mn2+ 0.75 Fe2+ 1.4 Co2+ 3.3 3-2 已知二元硅酸盐熔体中各种阳离子的Kn值如表3-1所示。试计算当熔体中的SiO2的摩尔分数分别为0.1，0.2，0.3，0.4时，各级聚合物的负离子分数，并绘制聚合物分布图（n=1,2,3,4）和氧化物活度与N SiO2关系图。 3-3 试证明下面两式相等；
3-4 熔体粘度在727℃时是108泊，在1156℃时是10`泊，在什么温度下它是104泊？（用
）
3-5 试用方程式，绘出下列两种熔体在1350~500℃间的粘性曲
线（
）。两种熔体常数如下：
E N0.1 N0.2 1.631 1.769 F 4229 4690 T0 219 216
4-6 一种熔体在1300℃的粘度是3100泊，在800℃是108泊，在1050℃时其粘度为多少？在此粘度下急冷，是否形成玻璃？
3-7 从以下两种釉式中，，你能否判断两者的熔融温度、粘度、表面张力上的差别？说明理由。
（1）
（2）
3-8 SiO2熔体的粘度在1000℃时为108泊，在1400℃时为108泊。SiO2玻璃粘滞流动的活化能是多少？上述数据是在恒压下取得，如果在恒容下得到，你预计活化能会不同吗？为什么？ 3-9 名词解释（并比较其异同） （1）玻璃体和熔体 （2）Tg和Tf
（3）玻璃分相和玻璃析晶 （4）亚稳分解与不稳分解 （5）硅酸盐玻璃和硼酸盐玻璃
3-10 试用实验方法鉴别晶体SiO2, SiO2玻璃、硅胶和熔融二氧化硅。并从结构角度来解释这些同质异构体。
3-11 结构上比较硅酸盐晶体与硅酸盐玻璃的区别。
3-12 一种玻璃组成为80wt％SiO2和20wt％Na2O数，试计算非桥氧百分数？ 3-13 玻璃的组成是13wt％Na2O, 13wt％CaO 和74wt％SiO2,若用纯碱、石灰石和石英砂作原料，用1000公斤石英砂熔制该玻璃，问其它两种原料各需多少公斤？ 3-14 玻璃的组成是13wt% Na2O、13wt％CaO和74wt％SiO2,计算非桥氧分数。 3-15 淬火玻璃与退火玻璃在结构与性能上有何差异？ 3-16 有两种不同配比的玻璃，其组成如下： 序号 1 2 Na2O wt％ 10 20 Al2O3wt％ 20 10 SiO2wt％ 70 70 试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？
3-17 已知石英玻璃的密度为2.3g/cm3，假定玻璃中原子尺寸与晶体SiO2相同。试计算玻璃的原子堆积系数（APF）是多少？
3-18 有一种平板玻璃组成为14 Na2O-13CaO-72SiO2,其密度为2.5 g/cm3,计算该玻璃的原子堆积系数（AFP）为多少？
3-19 高硼硅酸盐耐热玻璃的主要组成是96wt% SiO2和4wt2O3，原子堆积系数是0.44，计算它的密度？
3-20 正硅酸铅玻璃密度为7.38g/cm3;求这个玻璃中氧的密度为若干？试把它与熔融石英（密度为2.29 g/cm3）中的氧密度比较声试指出铅离子所在位置？ 3-21 已发现很多多组分氧化物破璃在50~500?尺度范围内的结构是不均匀的。 （a） 如何才能探测并观察到这种不均匀性,
（b） 试讨论这种玻璃结构的不均匀性与无规则网络结构模型之间的关系。 （c） 怎样用液－液不相溶性来解释这种不均匀结构？试给出一个假设的温度－组成图和在几种温度的自由焓－组成图。
3-22 （a） 假如要求在800℃时得到一种具有最高的SiO2摩尔百分比的熔体，而且只能在二氧化硅中加入一种别的氧化物，那么应选择什么氧化物作外加剂？说明理由。
（b） 为什么石英的熔融温度比方石英的熔融温度低？
3-23 网络变性体（如Na2O）加到石英玻璃中，使氧硅比增加。实验观察到当O/Si=2.5~3时，即达到形成玻璃的极限。根据结构解释，为什么2 3-25 如何确定某一玻璃为防止析晶所必须的冷却速率？试写出计算或作图的步骤。 3-26 在近代的地质构造中发现一种玻璃，含有较高的SiO2 (7 0＋%)和Al2O3(11.5+%)碱金属氧化物（Na2O和K2O）是少量的组分(5%)，碱土金属氧化物也很少(MgO+CaO=2%)。在加热到大约900℃以上有10%的重量损失，失重有关的挥发性组份是水。该玻璃在850℃有一种反常且不可逆的软化性质，到950~1100℃变硬,而后到1150℃左右又变软。冷却时，只在1150℃有一个假想（fictive）温度范围，此温度范围与大多数工业玻璃相似，但较高。试对850℃左右出现的不可逆软化进行解释。现将钠钙玻璃的组成给出，以供参考：72%SiO2，1%Al2O3，9êO，4%MgO，13%Na2O，1%K2O。 3-27 （a） 什么是玻璃的假想温度？ （b） 为什么在假想温度以上玻璃的膨胀系数更接近于液体，而在假想温度以下更接近于晶体？ （c）试指出在二氧化硅中加入Na2O，假想温度合发生怎样的变化？加入NaF呢？ 3-28 典型的钠钙硅窗玻璃的组成是____%Na2O,____êO,____%SiO2。 3-29 按照下列元素在形成氧化物玻璃中的作用，把它们区分为网络改变体，中间体或网络形成体(玻璃形成体)：Si，Na，B，Ca，Al，P，K，Ba。