單純含有B2O3和SiO2成分的熔體，由於它們的結構不同（前者是層狀結構，後者是架狀結構），因此難以形成均勻一致的熔體，是不可混溶的。從高溫冷卻過程中，將各自富集成一個體系，形成互不溶解的兩層玻璃（分相）。當加入Na2O後，硼的結構發生變化通過Na2O提供的游離氧，由硼氧三角體[BO3]轉變為硼氧四面體[BO4]，使硼的結構從層狀結構向架狀結構轉變，為B2O3與SiO2形成均勻一致的玻璃創造條件。在鈉矽酸鹽玻璃中加入氧化硼時，往往在性質變化曲線中產生極大值和極小值，這現象也稱為硼反常性。
基本介紹
- 中文名：硼反常現象
- 解釋：結構和性質發生逆轉
- 表現：在性質變化曲線中產生極值
- 影響因素：折射率、密度、硬度
簡介,相關反應,
簡介
單純含有B2O3和SiO2成分的熔體，由於它們的結構不同（前者是層狀結構，後者是架狀結構），因此難以形成均勻一致的熔體，是不可混溶的。從高溫冷卻過程中，將各自富集成一個體系，形成互不溶解的兩層玻璃（分相）。當加入Na2O後，硼的結構發生變化通過Na2O提供的游離氧，由硼氧三角體[BO3]轉變為硼氧四面體[BO4]，使硼的結構從層狀結構向架狀結構轉變，為B2O3與SiO2形成均勻一致的玻璃創造條件。在鈉矽酸鹽玻璃中加入氧化硼時，往往在性質變化曲線中產生極大值和極小值，這現象也稱為硼反常性。
這種在鈉硼玻璃中的硼反常性，是由於硼加入量超過一定限度時，它不是以硼氧四面體而是以硼氧三常體出現於玻璃結構中，因此，結構和性質發生逆轉現象。在Na2O-B2O3-SiO2系統玻璃中，當以B2O3取代SiO2時，折射率、密度、硬度、化學穩定性等出現極大值；熱膨脹係數出現極小值，而電導、介電損耗、表面張力則不出現硼反常現象。在鈉硼矽系統玻璃中，極大值與極小值出現的地方隨Na2O含量而定，例如折射率的極大值經常出現在Na2O/B2O3=1的地方。“硼反常現象”是由於玻璃中硼氧三角體[BO3]與硼氧四面體[BO4]之間的量變而引起玻璃性質突變的結果。
相關反應
除了硼反常外，在鈉硼鋁矽玻璃中還出現“硼-鋁反常”現象。當矽酸鹽玻璃中不存在B2O3時，Al2O3代替SiO2能使折射率、密度等上升，見圖1-13曲線。當玻璃中存在B2O3時，隨B2O3含量不同出現不同形狀的曲線，如圖1-13所示。當Na2O/B2O3=4時出現極大值(曲線2)，而當Na2O/B2O3≥1時，np(折射率)與d(密度)顯著下降(曲線3-5)。而當Na2O/B2O3<1時，性質變化曲線上出現極小值(曲線8)。不同的鹼金屬氧化物對“鋁-硼反常現象”也有不同影響，和“硼反常現象”一樣，“鋁-硼反常現象”出現在一系列性質變化中，如折射率、密度、硬度、彈性模數。在介電常數與熱膨脹係數變化曲線中顯得很模糊。色散、折射度、電導與介質損耗等則不出現“鋁硼反常現象
