Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
26
2.Szkłooptyczne
lubczteremaanionamitlenowymi.Liczbawiązańkation—tlenjestwyrażonaliczbą
koordynacyjną,wtymprzypadku3lub4.Nieregularnastrukturatrójwymiarowajest
formowanaprzeztetrójkątnelubczworokątnekomórkiznarożamitlenowymipełnią-
cymifunkcjęłączników.Niektórejonytlenowesązwiązanezjednymtylkokationem
szkłotwórczym.TakajestistotaempirycznieokreślonychregułZachariassena(1932r.)
budowymasyszklistej[2.2].
Wtetraedrze[SiO4]
4-atomySiiOsązwiązanekowalencyjnie.Wtlenkowych
szkłachwieloskładnikowychpojawiająsiętakżeinnekationy,któreDsadowią”się
wlukachsieci,rozrywajądotychczasistniejącemostkowewiązaniatlenoweiwywołu-
jąpojawianiesięanionówtlenowychzwiązanychzkrzememtylkojednostronnie(nie-
mostkowych).Oweanionyniemostkowebędąwiązałysięzkationamitegododatko-
wegoskładnika,modyfikatora,wprowadzanegodozestawuwzwiązkachMe2OiMeO.
Sąnimialkaliaimetaleziemalkalicznych,pierwiastkipierwszejidrugiejgrupyukładu
okresowego,atakżeniektórepierwiastkiinnychgrup.Modyfikatory(zasadniczo)nie
tworząsamodzielniestrukturyprzestrzennejszkła,leczplasująsięwwolnychprze-
strzeniachszkieletustrukturalnegoszkła,zrywająwiązaniamostkowe,wywołują
wzrostliczbyniemostkowychatomówtlenu;wśladzatymidziezmianaskładuche-
micznegoiwłaściwościszkła[2.3].Narysunku2.2cpokazanopołożeniemodyfikato-
rówulokowanychwpobliżuatomówtlenuniemostkowego.
SkładchemicznytakiegoszkłaprzedstawiawzórAmBnO[2.4],gdzieBsymboli-
zujekationyszkłotwórcze,A-innekationy,min-liczbęatomówAiBprzypadają-
cychnajedenatomtlenu.KationyBtworząsiećztlenem,kationyAznajdująsię
wlukachsieci.
Kationyszkłotwórczecharakteryzujesilnewiązaniezanionamitlenu,wyrażone
dużąwartościąładunkuzimałympromieniemjonur.Miarątejwłaściwościjestwyra-
żeniez/r
2,którepozwalanailościoweporównywaniesiływiązaniakation—anion.
TrwałośćsiecizależytakżeodpromieniajonowegoiładunkumodyfikatoraA;kationy
modyfikatoraodużympromieniujonowymimałymładunku,np.Na
+,K+,Ca2+,B2+,
Pb
2+,sprzyjajątrwałościwiązań,bowiemodpychaniemiędzykationamiAiBjestsła-
be,natomiastmałekationyodużymładunku,takiejakTi
4+,W6+,Mo6+,Li+,osłabiają
wiązaniemiędzykationemszkłotwórczymBianionemtlenowym,niszcząszkielet
szkłotwórczyiwywołująkrystalizację.
Substancjamiszkłotwórczymi,którychkoncentracjawośrodkuprzechodzącym
wstanszklistypowinnabyćznaczna,mogąbyćte,którewykazująsilnewiązaniaato-
moweprzynieznacznymudzialewiązaniajonowego.Donichnależąm.in.SiO2,B2O3,
P2O5.Warunektenniejestjednaknieodzowny.Silnepolekationu,tzn.małypromień
idużyładunek,wykazująskładnikiszkłotwórcze,natomiastskładnikiosłabympolu
kationu(dużympromieniuimałymładunkuelektrycznym,jakalkalialubmetaleziem
rzadkich)wiążąsięzanionami,którymimogąbyć,opróczanionówtlenu,np.aniony
fluoru,zrywającmostkiwiążące.Wywołujetoichdepolaryzacjęiosłabienie,cowiąże
sięztowarzyszącątemuprocesowiniższątemperaturąmięknienia,zmniejszeniem
twardościiodpornościchemicznej[2.3].
Takwięczasygnalizowanotuistnieniedwóchpodstawowychskładnikówszkła:
składnikówszkłotwórczychimodyfikatorów.Oprócznichistniejegrupamateriałów