分子動力學模擬研究混合堿土金屬對無堿硼鋁硅酸鹽玻璃結構和性能的影響

王照猛，朱雪梅，陳淑勇，李從云，馬立云

(1.中建材蚌埠玻璃工業設計研究院有限公司，浮法玻璃新技術國家重點實驗室,蚌埠 233010 2.硅基材料安徽省實驗室，蚌埠 233010)

0 引 言

無堿硼鋁硅酸鹽玻璃被廣泛應用于電子玻璃、光致變色玻璃、玻璃纖維和放射性廢物的固化等領域[1]。TFT-LCD基板玻璃屬于無堿硼鋁硅酸鹽玻璃[2]。同時TFT-LCD液晶顯示對超薄基板玻璃提出了高化學穩定性、高熱穩定性、無堿無砷、低密度以及高彈性模量等性能要求[3]。因此，近年來人們對無堿硼鋁硅酸鹽玻璃的結構和性能進行了深入研究，并努力探索性能與結構之間的關系[4-5]。

然而，宏觀性質是由微觀結構決定的，為了更好地理解宏觀性質，研究相應玻璃體系的組成、結構和性能之間的關系至關重要。分子動力學(Molecular Dynamics，MD)模擬是研究玻璃材料微觀結構信息的一種有效方法，可以直接觀察到原子結構，但很難通過實驗方法獲得[6]。Du等[7]采用分子動力學模擬研究了硼硅酸鈉和鋁硼硅酸鹽玻璃的組成、表面結構和性能之間的關系，得到理論模擬數據與實驗數據相吻合，同時其在研究鈉-鈣-鍶-鋁硼硅酸鹽玻璃中也得到了類似的結果[8]。

堿土金屬氧化物是玻璃形成外體中游離氧的主要提供者，起斷鍵和電荷補償作用，同時并對玻璃網絡形成體的配位數有很大的影響。因此，堿土金屬對無堿硼鋁硅酸鹽玻璃的物理化學性能的影響具有多面性。此外，不同堿土離子因其離子場強度不同而改變了鋁硼硅酸鹽玻璃的結構?！?br>