硅酸盐熔体团粒结构的分数维理论及其实验研究

硅酸盐熔体是典型的近程有序远程无序的准稳定态分数维体系，本项目采用分数维理论(Fractal Dimension Theory) 、量子化学/分子动力学计算与X射线小角散射(SAXS)、透射和扫描电子显微镜及高温高压拉曼光谱实时、原位分析等谱学分析技术相结合的方法，对高温熔融法和溶胶凝胶法合成的硅酸盐体系Si-O网络结构在介观尺度(纳米范围)进行网络回旋半径、振动频率和分数维值的定量测定和团粒分数维结构的电镜观察。从对硅酸盐熔体的结构理论和谱学实验研究入手，建立与熔体的介观团粒结构粒度及自相似分数维值相关的熔体粘度和密度计算模式，解释低维硅酸盐高温熔体的宏观特性(表面能、熔点、熔体不混溶性及光吸收效应等) 与微观、介观结构的定量关系，为探索自然界岩浆的地球化学特征、岩浆作用的物理过程和改进低维硅酸盐材料的结构性能(铸造涂料和硅酸盐复合材料等)提供重要理论依据及信息。