| 4.3 无机熔体与玻璃(2)
当在熔体中加入碱土或者碱金属氧化物（RO或R2O）后，由于R-O键是离子键为主，比Si-O键弱得多，因此给出氧离子。换言之，Si4+具有很强的夺氧能力，把R-O上的氧离子拉在自己的周围，使原来的桥氧键（Si-O-Si）断裂。断裂后非桥氧键的键强、键长、键角都发生变动。随着RO或R2O的不断加入，体系中O/Si比不断升高，SiO2熔体中的桥氧键不断发生断裂，[SiO4]连接方式由原来的架状，逐渐变为层状、带状、链状、环状直至最后全部成为岛状。
在硅酸盐熔体中，由于加入R2O或RO，使桥氧键发生断裂，大聚合物分解为小聚合物的过程，称为分化过程。图4-12示出了R2O和RO与Si-O网络反应造成分化时桥氧键的断裂。当加入的R2O或RO组分达不到O/Si=4，体系不会全部分化成岛状，只能依O/Si比值分化到中间的某个状态。分化作用不会在熔体中各个部位非常均匀地进行，虽然O/Si<4，但局部区域可能已分化成岛状，而其它区域分化程度较小，熔体中含有不同数量、不同聚合程度的聚合物。随外加组分加入，O/Si升高，分化作用加强，导致Onb数增加，Ob数下降，体系的聚合度降低，即大聚合物含量下降、而小聚合物含量上升，体系粘度下降，均匀性提高。图4-13 为分化过程的示意图。
分化产生的低聚物不是一成不变，在一定条件下相互作用，形成聚合程度较高的聚合物（即阴离子团变大），并放出R2O或RO，这个过程称为缩聚，它是分化的反过程。例如：
[SiO4]Na4 + [Si2O7]Na6 == [Si3O10]Na8 + Na2O （4-14）
（短链）
2 [Si3O10]Na8 == [SiO3] 6Na12 + 2 Na2O （4-15）
（环）
最后，体系在一定温度、组成条件下达到分化与缩聚的平衡状态，各级聚合物及它们的数量存在动态分布方式。
至此，我们可以对熔体下一个定义，就是固体经高温熔融，产生数量不同、聚合度不同的各种聚合物所组成的混合物，聚合物的聚合度及数量按一定的分布函数方式存在。
需要指出，一定数量、各级聚合物共存，体系仍然是均匀的、单相的。多种聚合物同时并存而不是单独存在，这就是熔体结构远程无序的实质。
影响熔体阴离子团大小及数量主要与温度和组成有关。当组成不变时，随着温度升高，低聚物浓度增加，高聚物浓度降低；反之当温度降低时，低聚物浓度下降，高聚物浓度升高。当温度不变时，组成变化反映在O/Si上，O/Si增加，分化作用加强。
4.3.3 熔体的性质
熔体在陶瓷和传统硅酸盐材料生产过程中起重要作用，其性质对生产工艺和产品性能有很大影响。熔体的性质主要是粘度（η）和表面能（γ），它们影响到坯釉结合（是否润湿、起泡、流釉）、瓷坯的变形能力以及玻璃形成、结构与性质、陶瓷微观结构相分布（液相对晶粒的润湿程度）及烧结温度和烧结速率。
1. 粘度
硅酸盐熔体类似于流变模型中的简单牛顿型流体（粘性流体），液体流动时一层液体受到另一层液体的 牵制作用，如图4-14所示。实验证明，在切向应力的作用下产生的剪切速度梯度dv/dx与剪切应力s成正比，即
s=F/S=ηdv/dx （4-14）
式中，比例系数η称为粘度，反映了液体流动时内摩擦力大小，定义为使相距一定距离的两个平行平面以一定速度相对移动所需的力，单位为帕秒（Pa·s）。如果dv/dx=0，则各层液体一起同步流动，无应力，也就是η=0。实际上，任何液体流动时总存在η，不同物质η相差很大。η大的液体，不易流动，故η的倒数称为流动度φ=1/η。熔体的粘度是材料制备过程中需要控制的一个重要参数。
（1）粘度的影响因素
① 温度
温度的变化对粘度产生显著影响，不同温度下粘度值相差可达若干数量级，因此每当提及某种材料的粘度值时，一般需要指出所对应的温度。根据若干假设，最终导出粘度与温度的关系式如下：
 （4-17）
式中，T为温度（K），A、B为与组成有关的常数，对于工程应用可根据材料体系查表获得，也可测定两个不同温度下的粘度值，通过计算求得。如果知道参考温度T0（单位K，也是与组成有关的参数），可采用如下修正公式计算，适用性更广，还可提高准确性。
 （4-18）
下面是几个玻璃常用的特征温度：
a) 应变点：η= 4×1013 Pa·s，粘性流动不存在，退火时不能除去应力
b) 退火点：η= 1011~12 Pa·s，保温15min消除应力
c) 软化点：η= 4.5×106~7 Pa·s，玻璃加热到此温度出现软化
d) 流动点：η= 104 Pa·s，<104 Pa·s时可流动
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