硼反常是指硼酸鹽或者硼硅酸鹽玻璃,隨著B2O3含量的增加,某些性質出現(xiàn)極值的現(xiàn)象。這是由三角體[BO3]向四面體[BO4]轉化造成的,其中[BO3]智能形成層狀網絡,而[BO4]可與[SiO4]共同參與架狀網絡,加強網絡的穩(wěn)定性。轉化過程主要受到兩種因素影響:①游離氧的數(shù)量,三角體[BO3]只有獲得游離氧才能轉變成四面體[BO4];②[SiO4]數(shù)量,四面體[SiO4]進行隔離。這兩種因素都可以造成硼反常,可分別以Na2O/B2O3和[BO4]/ [SiO4]衡量,前者對應Na2O-B2O3- SiO2玻璃,后者對應無堿的低硅高硼硼酸鹽玻璃。
對Na2O-B2O3- SiO2玻璃,當Na2O/B2O3>1時,玻璃中有足夠的游離氧,加入的B2O3都可由三角體轉變?yōu)樗拿骟w,此階段玻璃網絡的密度和強度都會隨B2O3的加入而升高。性質上反映在密度、折射率和化學穩(wěn)定性的上升個熱膨脹系數(shù)的下降。但當Na2O/B2O3≤1后,部分B2O3已無法得到游離氧,只能三角體[BO3]形式存在于網絡之中,這破壞了網絡的架狀結構,使牢固的、緊密的統(tǒng)一網絡相對減少,上述性質將隨B2O3含量的增加呈反方向變化。反方向轉變點在Na2O/B2O3=1處。對無堿的低硅高硼硼酸鹽玻璃來說,堿土金屬氧化物提供了充足的游離氧,但起隔離作用的SiO2含量不足。這類玻璃也會隨B2O3含量的增加,[BO4]/ [SiO4]增大,而出現(xiàn)性質變化的極值。
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