怎么解释硼铝反常现象

怎么解释硼铝反常现象

单纯含有B2O3和SiO2成分的熔体，由于它们的结构不同(前者是层状结构，后者是架状结构)，因此难以形成均匀一致的熔体，是不可混溶的。从高温冷却过程中，将各自富集成一个体系，形成互不溶解的两层玻璃(分相)。当加入Na2O后，硼的结构发生变化通过Na2O提供的游离氧，由硼氧三角体[BO3]转变为硼氧四面体[BO4]，使硼的结构从层状结构向架状结构转变，为B2O3与SiO2形成均匀一致的玻璃创造条件。在钠硅酸盐玻璃中加入氧化硼时，往往在性质变化曲线中产生极大值和极小值，这现象也称为硼反常性。这种在钠硼玻璃中的硼反常性，是由于硼加入量超过一定限度时，它不是以硼氧四面体而是以硼氧三常体出现于玻璃结构中，因此，结构和性质发生逆转现象。在Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃中，当以B2O3取代SiO2时，折射率、密度、硬度、化学稳定性等出现极大值；热膨胀系数出现极小值，而电导、介电损耗、表面张力则不出现硼反常现象。在钠硼硅系统玻璃中，极大值与极小值出现的地方随Na2O含量而定，例如折射率的极大值经常出现在Na2O/B2O3=1的地方。“硼反常现象”是由于玻璃中硼氧三角体[BO3]与硼氧四面体[BO4]之间的量变而引起玻璃性质突变的结果。
　　除了硼反常外，在钠硼铝硅玻璃中还出现“硼-铝反常”现象。当硅酸盐玻璃中不存在B2O3时，Al2O3代替SiO2能使折射率、密度等上升，见图1-13曲线。当玻璃中存在B2O3时，随B2O3含量不同出现不同形状的曲线，如图1-13所示。当Na2O/B2O3=4时出现极大值(曲线2)，而当Na2O/B2O3≥1时，np(折射率)与d(密度)显著下降(曲线3-5)。而当Na2O/B2O3<1时，性质变化曲线上出现极小值(曲线8)。不同的碱金属氧化物对“铝-硼反常现象”也有不同影响，和“硼反常现象”一样，“铝-硼反常现象”出现在一系列性质变化中，如折射率、密度、硬度、弹性模数。在介电常数与热膨胀系数变化曲线中显得很模糊。色散、折射度、电导与介质损耗等则不出现“铝硼反常现象”。