玻璃是具有悠久曆史和優良特性的無機非金屬材料,其用途十分廣泛,幾乎涉及國民經濟建設的各個部門。玻璃的物理、化學性質不僅決定於其化學組成,而且還與玻璃的結構具有密切相關。隻有充分認識和理解玻璃結構,掌握玻璃組成、結構、性能三者之間的內在規律,才能通過改變其化學組成、製備工藝和熱處理條件,製備出符合使用性能要求的玻璃材料。
玻璃分為狹義玻璃和廣義玻璃。
狹義玻璃是指熔融物在冷卻過程中不發生結晶的無機物質,僅指無機玻璃,它包括氧化物玻璃、非氧化物玻璃、非晶半導物質內能(E)、體積(V)與溫度變化關係圖體。
隨著科學技術的進步,現代可以通過真空蒸鍍、火焰噴射、溶膠凝膠、氣相沉積、衝擊波、中子輻照等方法來製備非晶態物質,顯然,這些方法都不同於傳統的熔融法。同時,除了無機玻璃外,也可用有機物或金屬在特定條件下製備出玻璃。
廣義玻璃是具有轉變溫度(Tg)的非晶態材料,非晶態材料是指其原子排列在近程有序而遠程無序,原子排列不具有平移周期性關係;當溫度連續升高(或降低)時,在某個溫度範圍內發生明顯結構變化,導致熱膨脹係數、比熱容等性質發生突變,這個溫度範圍所對應的性質轉折點就是轉變溫度Tg。非晶態材料包括無機玻璃、金屬玻璃、有機玻璃等。
無機玻璃僅是非晶態固體中的一種,在加熱或冷卻時表現出玻璃轉變特征的物質。隻要結構上是非晶態固體,並且具有玻璃轉變現象的物質均稱為玻璃。本書重點圍繞無機玻璃進行介紹。