玻璃與非晶質材料

關於鈉鈣玻璃這類氧化物玻璃的原子排列,下列敘述何者正確?

  1. ASiO₄四面體等最近鄰配位與鍵長大致一致(短程有序),但沒有長程週期性
  2. B原子像氣體一樣完全無序地排列,配位數與鍵長都因原子而各不相同
  3. C具有與晶體相同的週期排列,但晶粒只有數nm,因此X光繞射不出現峰
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正確答案:A. SiO₄四面體等最近鄰配位與鍵長大致一致(短程有序),但沒有長程週期性

在氧化物玻璃中,Si周圍有4個氧呈四面體配位的SiO₄單元也與晶體大致相同,Si-O 的距離也一致。但是連接四面體的 Si-O-Si 角度與連接方式並不一致,因此在約1 nm以上的距離規則性就消失,沒有長程週期性。Zachariasen將此表示為連續無規網絡結構。X光繞射中出現寬廣的暈而不是尖銳的峰,可由徑向分布函數求得最近鄰距離與配位數。認為完全無序的敘述忽略了短程有序。認為是微小晶體集合體的微晶說,由暈的寬度估算的晶體只有單位晶胞的大小,也觀察不到有晶界時應出現的小角度散射(Warren),因此並不是主要的看法。

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