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1 # 使用者1913871175267
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2 # 使用者7924376268235
眾所周知,不同種類的物質,其導電的機理是不同的。
金屬導體導電,是由於在金屬導體中有可以自由移動的“自由電子”的作用;半導體導電,是靠半導體中“空穴”的移動作用而使電子傳導得以實現;電解質水溶液導電,是由於在電解質水溶液中有可以自由移動的“離子”的作用;離子化合物的晶體導電是在具有晶格缺欠的情況下,雖然是固體,但由於“離子”的遷移而導電。那麼,玻璃導電的機理是什麼呢? 在室溫條件下,玻璃是相當好的絕緣體。一般來說,玻璃的電阻率在1010Ω·m~1015Ω·m之間。但是,溫度一升高,玻璃就要被軟化,處於熔融狀態中玻璃的電阻可降到幾個歐姆,導電效能增強。即,玻璃從固體變成液體狀態時可以導電。玻璃導電的能力由玻璃結構中離子的移動程度決定。玻璃是離子化合物晶體。玻璃的種類不同,其離子的種類以及比例含量都不同。以最常見的蘇打石灰玻璃為例,其主要成分為SiO2,通常由於結構中存在晶格缺欠,晶體中的Na+在溫度升高時由一個空穴遷移到另一個空穴而導電。由此可見,“玻璃導電”是屬於“離子”導電。
1.傳統意義上的玻璃,是指以石英、純鹼、長石為材料,熔融凝固之後的混合物,這種混合物中的主要部分是電子結構比較穩定的共價化合物,另外一些成分則是很難得失電子的離子化合物。
2.物體要導電,要求體系內要存在有能自由移動的電荷,可能是自由電子,也可能是自由離子。玻璃中的共價化合物這兩種自由電荷都幾乎不存在,很難導電,而離子化合物必須在液態條件下離子鍵開啟、分解成分開的陰陽離子之後才能導電。
3.所以雖然玻璃態從微觀結構上來說也屬於液態(即長程無序、中近程有序狀態),但是其能量狀態太低,粘滯係數太大,熔融之前陰陽離子是不能自由遷移的。
也就是說,玻璃棒是不能導電的。
另外,順帶可以說一下金屬玻璃,即非晶合金。它是某些成分的合金材料在熔融狀態下透過甩帶或吸鑄的辦法快速冷卻形成的,由於降溫速度太快,導致凝固過程中原子來不及跑到能量最低的位置去形成晶體,有些成分下就會保持住大多數液態的結構特徵,即形成金屬玻璃。
金屬玻璃的結構和玻璃很相似,但是因為金屬原子大多數是成金屬鍵,所以其中是有自由電子存在的,因此很多金屬玻璃都能導電。但是由於金屬玻璃沒有長程有序的晶體結構,也就沒有電子能一直通行而不遇上阻礙的方向,則其內部的自由電子自由運動的範圍小,能量損耗也大,所以金屬玻璃很多雖能導電,但電阻較大。