铝硅酸盐玻璃体系是玻璃工业中的重要体系,具有较好的化学稳定性、较高的机械强度和低膨胀系数。本文采用第一性原理分子动力学模拟研究了几种网络修饰体对铝硅酸盐系玻璃的微观结构的影响,研究发现当M/Al=1/2(M=Ca,Mg)或者R/Al=1(R=Na,K)时,铝全部转变为铝氧四面体,此时玻璃结构并不像传统理论认为的形成一个完整的三维网络,而是存在一定数量的非桥氧。通过对径向分布函数,键角分布、配位数、Qn等方面的分析,讨论了网络修饰体的性质对Si以及Al的局部环境的影响。研究表明网络修饰体的电场强度(z/r~2)是影响铝硅酸盐玻璃微观结构的主要因素。网络修饰体在提供游离氧使网络解聚的同时,还有积聚断键的作用,并且电场强度越大,积聚作用越强,网络的连贯性越好截断半径分别统计了OTO之间的角度分布情况(见图2)，在图2(a)中4种玻璃组分中的OSiO的键角都约为109．35°，微观结构的影响-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港倒角机液压倒角机滚圆机滚弧机接近正四面体理论的109．47°，说明SiO呈现出规则且稳定的正四面体结构;而OAlO的分布出现了两种情况:1)Na-Glass和K-Glass中OAlO角度为109．07°，而且峰的宽度要比OSiO的峰宽大，说明体系中［AlO4］形状虽较为规则，但稳定性稍差;2)Mg-Glass和Ca-Glass中OAlO的键角分布为106．7°，微观结构的影响-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港倒角机液压倒角机滚圆机滚弧机结合玻璃结构图像可知(见图3)，体系中出现了共棱的铝氧四面体，本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com共棱的铝氧四面体降低了的OAlO的键角。同时，OAlO的峰宽明显比OSiO大，说明［AlO4］四面体较［SiO4］四面体不稳定，易变形。推测原因可能是Ca2+、Mg2+的电场强度z/r2大(K+0．52，Na+0．83，Ca2+1．67，Mg2+2．09)［8］，z为电荷数，r为半径。在提供游离氧的同时，还起到一定的断键集聚作用，这种作用将有利于玻璃的析晶，而Al2O3晶体的配位数较高，键角较小，因此Ca2+，Mg2+作为网络修饰体将提高Al的配位数，使OAlO键角分布往变小方向移动。图14种玻璃组分的PDF以及ＲDF图等网络修饰体对铝硅酸盐系玻璃微观结构的影响:第一性原理分子动力学模拟137图24种玻璃模型中的O—T—O键角分布1同时，网络修饰体的配位数大小顺序为K＞Na＞Ca＞Mg，通过上文3．1对各网络修饰体的偏径向分布函数的分析得出的键长K—O＞Na—O＞Ca—O＞Mg—O的结论，说明了M(Ｒ)—O键长越长，周围所能容纳的氧离子就越多;同时也与2．2中讨论的电场强度顺序一致，说明积聚作用越强，M(Ｒ)—O的键长越短，网络修饰体与氧原子的作用越强。对氧的配位性质进行分析，结果列于表3中。虽然4组玻璃组分的M/Al=1∶2或者Ｒ/Al=1∶1，即全部的Al都能形成Al-O四面体，并且有一个Ｒ+或者1/2个M2+参与平衡电荷，使玻璃整体呈电中性，理论上这种配比情况下是不存在非桥氧(non-bridgingoxygen)NBO的［9］，但是模拟可知，该配比玻璃中存在约5%的NBO，这虽与传统理论不符，但Stebbins及其合作者通过NMＲ研究CaO·Al2O3·SiO2硅酸盐体系时发现在Ca/Al=1/2时，确实存在一定量的NBO。这说明网硅酸微观结构的影响-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港倒角机液压倒角机滚圆机滚弧机本文由公司网站滚圆机网站 转载中国知网整理! http://www.gunyuanjixie.com