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商品簡介
作者簡介
名人/編輯推薦
序
目次
書摘/試閱
商品簡介
本書以結構化學為基礎，重點闡述玻璃的組成、結構和性能以及三者之間的關系,特別是系統地介紹了玻璃的化學組成在玻璃結構中的作用和各類成分對硅酸鹽玻璃性質的影響規律，并介紹了非硅酸鹽玻璃物理化學性質的變化規律。在內容安排上，對光學玻璃及其分類、光學玻璃的物理性質計算方法進行了較為系統介紹，在玻璃結構一章的內容中除了介紹了幾種傳統的玻璃體系的結構，還介紹了近年來研究較多的比較有發展前途的非氧化物玻璃（如硫屬玻璃和氟化物玻璃）的結構及氟磷酸鹽玻璃的結構、逆性玻璃的結構等內容。
作者簡介
周艷艷，長春理工大學材料科學與工程學院，在教學崗位工作了27年，先后承擔了《玻璃化學》、《玻璃工藝學》、《纖維光學》等多門本科生課程和《光學玻璃》等研究生理論課教學工作，編寫校內講義《光學玻璃的組成與結構》。作為項目的主要成員完成了酸溶法光纖傳像束的研發與應用（吉林省科技廳課題）雙包層摻鐿光子晶體光纖（長春市應用技術研究計劃項目）酸溶法大截面光纖傳像束工藝及性能研究（ 吉林省教育廳）和玻璃化學課程教學改革的研究（校教研課題）等科研工作。
名人/編輯推薦
周艷艷、張希艷主編的這本《玻璃化學》是在參考了干福熹等作者的相關著作基礎上并結合多年的玻璃化學課程教學實踐而編寫的。全書共分7章，第1章對玻璃特別是光學玻璃進行了簡要地介紹。第2章介紹了有關玻璃結構方面的理論及一些玻璃的結構模型。第3章主要介紹了玻璃生成規律及玻璃形成范圍等內容。第4章主要介紹了玻璃的物理化學性質。第5章主要介紹了硅酸鹽玻璃物化性質變化規律。第6章主要介紹了幾種非硅酸鹽玻璃物理化學性質變化規律。第7章主要介紹了光學玻璃物理性質的幾種計算體系。
序
玻璃是一種歷史悠久而又生機勃勃的材料，近些年來隨著科學技術的飛速發展，玻璃材料的品種和功能越來越多，玻璃材料的應用領域也不斷在擴大，其在日常生活、工業、國防、航空航天、通信等領域發揮著無可替代的作用。因此，對玻璃態物質組成、結構、性能及其依從關系的深入研究變得更為必要。
玻璃化學是無機非金屬材料工程專業本科生的專業課程，該課程以玻璃的組成、結構、性質及其之間的依從關系為主線，重點介紹了玻璃的組成、結構、性質、玻璃的生成規律、玻璃性質的變化規律以及玻璃性質的計算體系等內容，為學生以后在從事玻璃生產和科研中探索新型玻璃材料、對玻璃性能進行改進和新品種開發打下堅實的理論基礎。
本教材是在參考了干福熹等作者的相關著作基礎上并結合多年的玻璃化學課程教學實踐而編寫的。教材以結構化學為基礎，重點闡述玻璃的組成、結構和性能以及三者之間的關系,特別是系統地介紹了玻璃的化學組成在玻璃結構中的作用和各類成分對硅酸鹽玻璃性質的影響規律，并相應地介紹了非硅酸鹽玻璃物理化學性質的變化規律。在內容安排上，還結合長春理工大學光學材料的專業特色，對光學玻璃及其分類、光學玻璃的物理性質計算方法進行了較為系統的介紹，在玻璃結構一章的內容中除了介紹了幾種傳統的玻璃體系的結構，還介紹了近年來研究較多的比較有發展前途的非氧化物玻璃（如硫屬玻璃和氟化物玻璃）的結構及氟磷酸鹽玻璃的結構、逆性玻璃的結構等內容。
全書共分7章，第1章對玻璃特別是光學玻璃進行了簡要的介紹。第2章介紹了有關玻璃結構方面的理論及一些玻璃的結構模型。第3章主要介紹了玻璃生成規律及玻璃形成范圍等內容。第4章主要介紹了玻璃的物理化學性質，第5章主要介紹了硅酸鹽玻璃物化性質變化規律。第6章主要介紹了幾種非硅酸鹽玻璃物理化學性質變化規律。第7章主要介紹了光學玻璃物理性質的幾種計算體系。
本書由周艷艷、張希艷主編，李振君、安春愛參編。本書的編寫參考了長春理工大學趙墨硯教授編寫的校內講義《玻璃化學》和《光學玻璃組成與結構》以及國內外相關的書籍和論文，在這里向參考文獻的作者表示衷心感謝！本書編寫過程中也得到了呂景文教授的支持和幫助，謹向他表示衷心的謝意！
由于編者水平有限，書中難免會存在一些缺點和不足，敬請專家和讀者批評指正。
編者
2013年7月
玻璃化學是無機非金屬材料工程專業本科生的專業課程，該課程以玻璃的組成、結構、性質及其之間的依從關系為主線，重點介紹了玻璃的組成、結構、性質、玻璃的生成規律、玻璃性質的變化規律以及玻璃性質的計算體系等內容，為學生以后在從事玻璃生產和科研中探索新型玻璃材料、對玻璃性能進行改進和新品種開發打下堅實的理論基礎。
本教材是在參考了干福熹等作者的相關著作基礎上并結合多年的玻璃化學課程教學實踐而編寫的。教材以結構化學為基礎，重點闡述玻璃的組成、結構和性能以及三者之間的關系,特別是系統地介紹了玻璃的化學組成在玻璃結構中的作用和各類成分對硅酸鹽玻璃性質的影響規律，并相應地介紹了非硅酸鹽玻璃物理化學性質的變化規律。在內容安排上，還結合長春理工大學光學材料的專業特色，對光學玻璃及其分類、光學玻璃的物理性質計算方法進行了較為系統的介紹，在玻璃結構一章的內容中除了介紹了幾種傳統的玻璃體系的結構，還介紹了近年來研究較多的比較有發展前途的非氧化物玻璃（如硫屬玻璃和氟化物玻璃）的結構及氟磷酸鹽玻璃的結構、逆性玻璃的結構等內容。
全書共分7章，第1章對玻璃特別是光學玻璃進行了簡要的介紹。第2章介紹了有關玻璃結構方面的理論及一些玻璃的結構模型。第3章主要介紹了玻璃生成規律及玻璃形成范圍等內容。第4章主要介紹了玻璃的物理化學性質，第5章主要介紹了硅酸鹽玻璃物化性質變化規律。第6章主要介紹了幾種非硅酸鹽玻璃物理化學性質變化規律。第7章主要介紹了光學玻璃物理性質的幾種計算體系。
本書由周艷艷、張希艷主編，李振君、安春愛參編。本書的編寫參考了長春理工大學趙墨硯教授編寫的校內講義《玻璃化學》和《光學玻璃組成與結構》以及國內外相關的書籍和論文，在這里向參考文獻的作者表示衷心感謝！本書編寫過程中也得到了呂景文教授的支持和幫助，謹向他表示衷心的謝意！
由于編者水平有限，書中難免會存在一些缺點和不足，敬請專家和讀者批評指正。
編者
2013年7月
目次
第1章緒論
1.1玻璃及分類
1.1.1玻璃概述
1.1.2玻璃的品種
1.2光學玻璃及分類
1.2.1光學玻璃概述
1.2.2光學玻璃
1.2.3新品種光學玻璃
1.2.4有色光學玻璃
1.2.5特種光學玻璃
思考題
第2章玻璃結構
2.1玻璃的特征和轉變
2.1.1玻璃的特征
2.1.2玻璃的轉變
2.2玻璃的結構理論
2.2.1無規則網絡學說
2.2.2晶子學說
2.3若干結構因素對玻璃性質的影響
2.3.1硅氧骨架的結合程度
2.3.2陽離子的配位狀態
2.3.3離子的極化程度
2.3.4離子堆積的緊密程度
2.4玻璃結構中陽離子的分類
2.4.1網絡生成體氧化物
2.4.2網絡外體氧化物
2.4.3中間體氧化物
2.5玻璃態二氧化硅、氧化硼和氧化磷的結構
2.5.1二氧化硅玻璃（石英玻璃）結構
2.5.2氧化硼玻璃結構
2.5.3五氧化二磷玻璃結構
2.6硫屬化物玻璃結構
2.7氟化物玻璃結構
2.8碲酸鹽玻璃結構
2.9逆性玻璃結構
2.10氟磷酸鹽玻璃結構
2.11玻璃成分、結構、性能之間的關系
思考題
第3章玻璃生成規律
3.1玻璃態材料的制造
3.1.1熔體冷卻法
3.1.2液相反應
3.1.3通過氣相形成非晶態物質
3.1.4固相熱分解
3.2玻璃形成的條件
3.2.1玻璃形成的熱力學條件
3.2.2玻璃形成的動力學條件
3.3熔體結構、鍵性、鍵強對生成玻璃的作用
3.3.1網絡的大小及原子排列方式
3.3.2鍵性
3.3.3鍵強
3.4玻璃生成范圍
3.4.1玻璃化及其范圍
3.4.2玻璃形成范圍
3.4.3玻璃的組成
3.4.4硫系玻璃的組成
3.4.5金屬玻璃的組成
思考題
第4章玻璃的性質
4.1軟化玻璃和熔融玻璃的性質
4.1.1黏度
4.1.2表面張力σ
4.2玻璃的表面性質
4.2.1玻璃的表面組成與結構
4.2.2玻璃的表面吸附
4.3玻璃的密度及其影響因素
4.4玻璃的光學性質
4.4.1折射率及色散
4.4.2折射率與組成及溫度之間的關系
4.4.3雙折射
4.4.4透光、吸收、反射
4.4.5發光和受激輻射
4.5玻璃的磁性質、磁光性質及電光性質
4.6玻璃的電性質
4.6.1電導率
4.6.2介電常數
4.6.3介電損耗
4.6.4電極電位
4.7玻璃的離子遷移率
4.8玻璃的力學性質
4.8.1彈性
4.8.2內摩擦
4.8.3機械強度
4.8.4硬度
4.8.5脆性
4.9玻璃的熱性質
4.9.1熱膨脹性
4.9.2比熱容
4.9.3導熱性
4.9.4熱穩定性
4.10玻璃的化學穩定性
4.10.1玻璃的化學穩定性
4.10.2玻璃的侵蝕機理
4.10.3影響玻璃化學穩定性的因素
思考題
第5章硅酸鹽玻璃物化性質變化規律
5.1玻璃組分部分性質
5.2氧化硅在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.3堿金屬氧化物在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.4二價氧化物在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.5氧化硼在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.6氧化鋁在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.7氧化鎵在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.8氧化鑭在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.9三價氧化物在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.10四價氧化物在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.11五價氧化物在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.12稀土氧化物在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.13硅酸鹽玻璃中各氧化物部分性質變化規律
思考題
第6章非硅酸鹽玻璃物理化學性質變化規律
6.1硼酸鹽玻璃物理化學性質變化規律
6.2磷酸鹽玻璃物理化學性質變化規律
6.3鍺酸鹽玻璃物理化學性質變化規律
6.4鋁酸鹽和碲酸鹽玻璃物理化學性質變化規律
6.5氟磷酸鹽玻璃物理化學性質變化規律
6.5.1全氟玻璃
6.5.2氟磷玻璃
思考題
第7章光學玻璃物理性質計算方法
7.1阿本·哺篩ｌ湎導撲愎庋РＡ？物理性質方法
7.2捷姆金娜計算方法
7.3惠更斯·菜錒酆杭撲惴椒？
7.4無機非金屬氧化物玻璃物理性質計算方法
7.4.1氟化物玻璃的性質計算
7.4.2硫化合物玻璃的性質計算
7.5計算機計算玻璃物理性質和設計玻璃成分
7.5.1用計算機進行玻璃性質設計
7.5.2計算機玻璃成分的優化設計
思考題
參考文獻
1.1玻璃及分類
1.1.1玻璃概述
1.1.2玻璃的品種
1.2光學玻璃及分類
1.2.1光學玻璃概述
1.2.2光學玻璃
1.2.3新品種光學玻璃
1.2.4有色光學玻璃
1.2.5特種光學玻璃
思考題
第2章玻璃結構
2.1玻璃的特征和轉變
2.1.1玻璃的特征
2.1.2玻璃的轉變
2.2玻璃的結構理論
2.2.1無規則網絡學說
2.2.2晶子學說
2.3若干結構因素對玻璃性質的影響
2.3.1硅氧骨架的結合程度
2.3.2陽離子的配位狀態
2.3.3離子的極化程度
2.3.4離子堆積的緊密程度
2.4玻璃結構中陽離子的分類
2.4.1網絡生成體氧化物
2.4.2網絡外體氧化物
2.4.3中間體氧化物
2.5玻璃態二氧化硅、氧化硼和氧化磷的結構
2.5.1二氧化硅玻璃（石英玻璃）結構
2.5.2氧化硼玻璃結構
2.5.3五氧化二磷玻璃結構
2.6硫屬化物玻璃結構
2.7氟化物玻璃結構
2.8碲酸鹽玻璃結構
2.9逆性玻璃結構
2.10氟磷酸鹽玻璃結構
2.11玻璃成分、結構、性能之間的關系
思考題
第3章玻璃生成規律
3.1玻璃態材料的制造
3.1.1熔體冷卻法
3.1.2液相反應
3.1.3通過氣相形成非晶態物質
3.1.4固相熱分解
3.2玻璃形成的條件
3.2.1玻璃形成的熱力學條件
3.2.2玻璃形成的動力學條件
3.3熔體結構、鍵性、鍵強對生成玻璃的作用
3.3.1網絡的大小及原子排列方式
3.3.2鍵性
3.3.3鍵強
3.4玻璃生成范圍
3.4.1玻璃化及其范圍
3.4.2玻璃形成范圍
3.4.3玻璃的組成
3.4.4硫系玻璃的組成
3.4.5金屬玻璃的組成
思考題
第4章玻璃的性質
4.1軟化玻璃和熔融玻璃的性質
4.1.1黏度
4.1.2表面張力σ
4.2玻璃的表面性質
4.2.1玻璃的表面組成與結構
4.2.2玻璃的表面吸附
4.3玻璃的密度及其影響因素
4.4玻璃的光學性質
4.4.1折射率及色散
4.4.2折射率與組成及溫度之間的關系
4.4.3雙折射
4.4.4透光、吸收、反射
4.4.5發光和受激輻射
4.5玻璃的磁性質、磁光性質及電光性質
4.6玻璃的電性質
4.6.1電導率
4.6.2介電常數
4.6.3介電損耗
4.6.4電極電位
4.7玻璃的離子遷移率
4.8玻璃的力學性質
4.8.1彈性
4.8.2內摩擦
4.8.3機械強度
4.8.4硬度
4.8.5脆性
4.9玻璃的熱性質
4.9.1熱膨脹性
4.9.2比熱容
4.9.3導熱性
4.9.4熱穩定性
4.10玻璃的化學穩定性
4.10.1玻璃的化學穩定性
4.10.2玻璃的侵蝕機理
4.10.3影響玻璃化學穩定性的因素
思考題
第5章硅酸鹽玻璃物化性質變化規律
5.1玻璃組分部分性質
5.2氧化硅在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.3堿金屬氧化物在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.4二價氧化物在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.5氧化硼在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.6氧化鋁在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.7氧化鎵在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.8氧化鑭在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.9三價氧化物在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.10四價氧化物在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.11五價氧化物在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.12稀土氧化物在硅酸鹽玻璃中結構狀態及其對性質的影響
5.13硅酸鹽玻璃中各氧化物部分性質變化規律
思考題
第6章非硅酸鹽玻璃物理化學性質變化規律
6.1硼酸鹽玻璃物理化學性質變化規律
6.2磷酸鹽玻璃物理化學性質變化規律
6.3鍺酸鹽玻璃物理化學性質變化規律
6.4鋁酸鹽和碲酸鹽玻璃物理化學性質變化規律
6.5氟磷酸鹽玻璃物理化學性質變化規律
6.5.1全氟玻璃
6.5.2氟磷玻璃
思考題
第7章光學玻璃物理性質計算方法
7.1阿本·哺篩ｌ湎導撲愎庋РＡ？物理性質方法
7.2捷姆金娜計算方法
7.3惠更斯·菜錒酆杭撲惴椒？
7.4無機非金屬氧化物玻璃物理性質計算方法
7.4.1氟化物玻璃的性質計算
7.4.2硫化合物玻璃的性質計算
7.5計算機計算玻璃物理性質和設計玻璃成分
7.5.1用計算機進行玻璃性質設計
7.5.2計算機玻璃成分的優化設計
思考題
參考文獻
書摘/試閱
3.3.2鍵性
化學鍵乃是表示原子相互間的作用力，存在形式共有五種：離子鍵、共價鍵、金屬鍵、氫鍵與分子鍵。實際上這五種鍵不是絕對的，因為尚存在共價鍵與離子鍵、共價鍵與金屬鍵的過渡形式。由于氫鍵和分子鍵在無機玻璃形成討論中不起重要作用。故這里只討論前三種化學鍵。
依靠正負離子間的靜電庫侖力而結合構成了離子鍵的基本特點。這種結合力沒有方向性，而作用范圍較大，原子間距及相對的幾何位置容易改變，因此熔體在冷凝過程中質點就容易排列成為有規則的晶體，也就是說析晶傾向大，而析晶活化能較小。典型的例子可舉NaCl的熔體，在冷卻過程中，必定轉變成配位數為六的、具有面心立方結構的晶體。
共價鍵的特點在于，各鍵之間有確定的相對方位，鍵長和鍵角不易改變，換言之共價鍵具一定的方向性和飽和性。此外，這種力的作用范圍比較小。具有共價鍵結構時，一般配位數較小，而且不服從最緊密堆積的原則。但是純粹共價鍵的化合物和單質，大都為分子結構，在分子內部，原子間由共價連接，但作用于分子間的為分子鍵（范德華鍵），由于分子鍵是無方向性的，組成晶格的概率比較大，一般在冷卻過程中容易形成分子晶格，所以共價鍵物質一般不易形成玻璃。但必須指出；共價鍵的方向性、飽和性和作用范圍小，對玻璃體的形成卻有重要作用。
深入研究表明，當存在離子鍵向共價鍵過渡的混合鍵（極性共價鍵）時，主要存在有sp電子形成的雜化軌道，并構成σ鍵和兀鍵。這種混合鍵既具有離子鍵易改變鍵角，易形成無對稱變形的趨勢，又具有共價鍵不易改變鍵長和鍵角的傾向。前者造成玻璃的遠程無序，后者又賦予玻璃的近程有序性。因此極性共價鍵是易于形成玻璃的理想鍵性。
網絡形成物SiO2中Si—O間的共價鍵分數和離子鍵分數各占50％，Si的雜化軌道sp3電子云和四個氧結合的O—Si—O鍵角理論值是109.4°，而當四面體共頂角時，Si—O—Si鍵角可以在131°～180°范圍內變化，這種變化可解釋為氧原子從純sp2（鍵角90°）到sp（鍵角180°）直線型雜化軌道的連續變化。這里基本的配位多面體（SiO4）表現為共價特性，而Si—O—Si鍵角能在較大范圍內無方向性地連接起來，表現了離子鍵的特性。
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