二元鉀硅酸鹽玻璃和熔體結(jié)構(gòu)及其熔體粘度的相關(guān)性研究.pdf

1、本文采用配以空間分辨和累積時(shí)間分辨耦合系統(tǒng)的LabRAMHR-800型激光共焦拉曼光譜儀，測(cè)定了二元鉀硅酸鹽玻璃和高溫熔體的拉曼光譜，探討了其中微結(jié)構(gòu)單元的拉曼光譜特征，深化了對(duì)硅酸鹽微結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。 硅酸鹽在從室溫逐漸升至1473K的過(guò)程中，均依次經(jīng)歷了玻璃、晶體和熔體3種狀態(tài)，隨著溫度的升高，拉曼譜峰逐漸展寬，這是體系無(wú)序性增加的反映。低溫玻璃和高溫熔體圖譜的包絡(luò)線(xiàn)和半高寬都比晶體圖譜大很多，但強(qiáng)度顯著降低。隨著溫度的升高，玻

2、璃樣品得到重結(jié)晶所需的克服勢(shì)壘的足夠能量后，無(wú)序的玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)迅速向有序的穩(wěn)定晶態(tài)轉(zhuǎn)變；而在熔點(diǎn)附近時(shí)，由于熱擾動(dòng)使得晶格的振動(dòng)急劇增強(qiáng)，長(zhǎng)程有序的晶格點(diǎn)陣消失，重新又成為熔體的無(wú)序結(jié)構(gòu)狀態(tài)。 硅酸鹽室溫玻璃與高溫熔體都有多種微結(jié)構(gòu)單元共存，并且隨著二氧化硅含量的增加，微結(jié)構(gòu)逐步由硅氧四面體單體向二聚體、鏈狀、層狀和網(wǎng)絡(luò)狀轉(zhuǎn)化。硅氧四面體對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)區(qū)的主峰不對(duì)稱(chēng)性以及展寬主要是由于一系列具有不同微環(huán)境下的超精細(xì)微結(jié)構(gòu)的變化造成的

3、。微環(huán)境的不同是造成超精細(xì)微結(jié)構(gòu)單元和光譜表征差異的根本原因。拉曼光譜的超精細(xì)微結(jié)構(gòu)正反映了微結(jié)構(gòu)單元連接的復(fù)雜性。采用超精細(xì)結(jié)構(gòu)的概念有利于在更深層次和更大的空間范圍內(nèi)來(lái)認(rèn)識(shí)硅酸鹽微結(jié)構(gòu)。 硅酸鹽室溫玻璃與高溫熔體拉曼譜圖的半高寬和包絡(luò)線(xiàn)都很相似，但玻璃的結(jié)構(gòu)與高溫熔體的結(jié)構(gòu)之間確實(shí)存在著很大的差異，隨著溫度的升高，低溫玻璃和高溫熔體包絡(luò)線(xiàn)的高頻部分和低頻部分的峰中心位置都會(huì)發(fā)生偏移；主要原因是淬冷玻璃結(jié)構(gòu)只是玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)Tg附