xBi2O3-（1-x）GeO2熔体的物性研究

论文摘要

xBi2O3-（1-x）GeO2体系（BGO）包含很多重要的光电功能材料，它们在生产生活中起着积极的作用，如：Bi4Ge3O12、Bi12GeO20就是人们感兴趣兴趣的两种有用的材料。本文系统地测量了该体系在0.25≤x≤0.86成分范围内从各自熔点到1480K温度区间的熔体密度和表面张力；得到了熔体密度和表面张力随着温度和Bi2O3摩尔比率x的变化曲线；并利用实验所测量的结果，探讨了熔体物理性质（如密度ρ、表面张力γ、密度的温度系数dρ/dT、体胀系数β等）随温度和成分的变化规律。这项工作分别采用修正的阿基米德方法和最大拉力圆环法系统地测量了xBi2O3-（1-x）GeO2体系的密度ρ和表面张力γ，实验结果表明：（1）在0.25≤x≤0.86范围内，密度与温度的关系为单调的线性关系；在固定温度点，该体系熔体密度随Bi2O3的摩尔含量x的增加而增加。（2） BGO体系熔体的体膨胀系数β和密度温度系数dρ/dT随Bi2O3摩尔比率x的变化呈相反的变化趋势。（3）当0.25≤x≤0.86时，在升降温过程中测量得到的每种熔体的表面张力与温度的变化呈现二次曲线关系。（4）在固定温度点，当Bi2O3的摩尔含量x的增加时，BGO体系的表面张力先增加后减小，且在x=0.50时达到最大值；然而其表面张力系数dγ/dT却随着Bi2O3的摩尔含量x的增加而单调减小，在x=0.40时dγ/dT由正变负。另外，为了揭示Bi2O3对熔体结构的影响，本文计算出了锗酸铋体系（BGO）、硼酸铋体系（BBO）的偏摩尔体积（P．M．V）和摩尔体积背离（△Mv），并将两体系作出了比较，指出：锗酸盐异常是否存在不能仅仅只分析Ge原子的短程序结构，还应该考虑到Ge原子的中程序结构变化；同时，对BGO体系出现反常的表面张力系数的原因解释作了深入探讨和研究，揭示出：单靠Gibbs吸附原理来解释具有网络结构的氧化物熔体表面张力温度系数的正负问题是远远不够的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第1章 液体的基本理论概述
• 1.1 液体的结构
• 1.1.1 分布函数
• 1.1.2 势模型
• 1.2 液体的密度及测量
• 1.2.1 液体的密度
• 1.2.2 液态密度与温度关系理论
• 1.2.3 熔体密度的测量方法与原理
• 1.3 液体的表面张力及其测量
• 1.3.1 液态的表面张力概述
• 1.3.2 液态表面张力相关理论
• 1.3.3 熔体表面张力测量方法与原理
• 2O₃-GeO₂的基本理论概述'>第2章 Bi₂O₃-GeO₂的基本理论概述
• 2.1 引言
• 2O₃-GeO₂体系熔体物性研究的应用意义'>2.1.1 Bi₂O₃-GeO₂体系熔体物性研究的应用意义
• 2O₃-GeO₂体系熔体物性研究的科学意义'>2.1.2 Bi₂O₃-GeO₂体系熔体物性研究的科学意义
• 2.2 实验装置与原理
• 2.3 实验方法
• 2.4 实验结果与讨论
• 2O₃-GeO₂的基本理论概述'>第3章 Bi₂O₃-GeO₂的基本理论概述
• 3.1 引言
• 3.2 实验装置与原理
• 3.3 实验方法
• 3.4 实验结果与讨论
• 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 在学研究成果
• 插图或附表清单
• 注释说明清单