文档介绍：第一部分光学玻璃
*玻璃的结构模型
*光学玻璃的折射率
*光学玻璃的吸收
*红外光学玻璃
*激光玻璃
*光学纤维
《光学玻璃》相关内容
光学玻璃的结构
光学玻璃的性能
光学玻璃的应用
光学材料与元件制造
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*玻璃的结构模型,玻璃形成体,中间体,网络外体,
*光学玻璃的折射率,阿贝数,色散,分子折射度,非线性折射率
*玻璃紫外、可见、红外的吸收,吸收与成分的关系
*红外光学玻璃,非氧化物玻璃,紫外玻璃,激光玻璃,硼反常
光学玻璃部分相关知识点:
光学材料与元件制造
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第二章光学玻璃(上) 物理化学基础
§ 玻璃结构
§ 光学玻璃的特性
光学材料与元件制造
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§ 玻璃结构
1. 玻璃的定义:熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质(无定形状态,存在突变温度,结构近程有序、远程无序)
2. 玻璃的通性:
、性能的各向同性
,在一定条件下可自动析晶(从能量角度二者的区分)。
光学材料与元件制造
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玻璃结构
§ 玻璃结构
3. 玻璃的组成
由多种元素或者化合物(氧化物,硫化物,硒化物)组成的复杂玻璃,其中以硅酸盐,磷酸盐和硼酸盐等氧化物玻璃及非氧化物玻璃为主。
光学玻璃
氧化物玻璃
硫系化合物玻璃
卤化物玻璃
金属玻璃
玻璃化碳
有机玻璃和聚合物
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玻璃结构
§ 玻璃结构
*无规网络学说(1932年查哈里阿生)
*晶子学说(1940年列别捷夫)
*新的无规网络学说(孙观汉,阿本,塔拉索夫等人)
1石英晶体结构,2熔石英玻璃无规则网络结构
3熔石英玻璃中的晶子结构,
4按照晶子无定形学说熔石英玻璃结构
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玻璃结构
无规网络学说
每个硅原子与周围四个氧原子组成硅氧四面体[SiO4],各四面体之间通过顶角互相连接。
玻璃中加入碱金属与碱土金属氧化物时,[SiO4]组成的网络被断裂,[SiO4]之间的空隙中均匀而无序地分布着碱金属与碱土金属离子。
纯氧化硼玻璃也可看成是由硼氧三角体[BO3]无序相连接组成的向两度空间发展的网络。
该模型在玻璃的各向同性,内部性质的均匀性与随成分改变时玻璃性质变化连续性等基本特征上得到反应,
光学材料与元件制造
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玻璃结构
晶子学说
玻璃是由无数“晶子”组成的,(晶子不同于一般的微晶,是带有点阵变形的有序排列区域)。
晶子分散在无定形介质中,并且从晶子区到无定形区的过渡是逐步完成的,两者间并无明显的界限。
晶子学说揭示了玻璃的另一方面的结构特征,即微不均匀性及近程有序性。
有两个问题没有办法解决,第一对玻璃中“晶子”的大小与数量尚有异议。第二晶子的化学组成还没有得到合理的确定。
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玻璃结构
新的无规网络学说
*强调离子电场强度与配位数对玻璃形成及其性质变化的影响,根据阳离子与氧离子建的单键力大小把氧化物分成三类:
。
()
。
(/ mol)
*新的无规网络学说认为: 阳离子在玻璃无硅网络中所处的位置不是任意的,而是有一固定的配位关系。多面体的排列也有一定的规律,并且在玻璃中可能不止存在一种网络,因而也就承认了玻璃结构中近程有序和微不均匀性。因而可以认为玻璃是具有近程有序(晶子)区域的无定形物质,既无定形-晶子结构。
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玻璃结构
类型
元素
原子价
每个MOx的分解能
Ed/kJ
配位数
M-O单键能
EM-O(kJ/mol)
work formers
B
B
Si
Ge
P
V
As
Sb
Al
3
3
4
4
5
5
5
5
3
-
3
4
4
4
4
4
4
4
4
-
-
-
-
-
网络中间体
Zn
Pb
Al
Be
Zr
Cd
2
2
3
2
4
2
-
2
2
6
4
8
2
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