Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Особенности стеклообразного состояния
Итак, почти любое вещество может находиться в стеклообразном состоянии. Поэтому, когда речь идет о стекле вообще, имеется в виду определенное — аморфное — состояние твердых тел. В твердой фазе вещества одного и того же химического состава в зависимости от условий могут находиться либо в кристаллическом, либо в аморфном состоянии. Аморфные тела получают разными способами. Из них, по принятой терминологии, к стеклам относят только те, что образуются при затвердевании переохлажденных расплавов. Именно определенный способ получения позволяет говорить конкретно о структуре, разрабатывать теорию стеклования (перехода жидкости при переохдаждении в твердое стеклообразное состояние) и на основе обобщения выводов теории и опыта прогнозировать свойства стекла, разрабатывать оптимальные режимы его получения и формования из него готовых изделий. Главное отличие стекол от кристаллов в том, что в кристаллах имеется и ближний порядок, определяемый расположением атомов в элементарной ячейке, и дальний, обусловленный регулярным расположением, повторяемостью этих ячеек в кристаллической решетке, а в стеклах можно говорить только о ближнем порядке — дальнего нет. Конечно, не всегда по внешним признакам легко их различить, но все же для кристаллов обычно характерна правильность формы и спайность — способность раскалываться по определенным направлениям, давая гладкий скол. Стекла же этой способностью не обладают, и из них можно изготовить изделия практически любой формы. Рассмотрим в самых общих чертах, в чем различие кристаллизации и стеклования. Как уже отмечалось, стекло образуется при затвердевании переохлажденной жидкости, т. е. жидкости, которая, охлаждаясь, «проскочила» температуру начала кристаллизации, называемую также температурой ликвидуса. Почти любую жидкость удается переохладить, и чем больше переохлаждение, тем кристаллизация энергетически выгоднее, так что рано или поздно жидкость должна была бы перейти в кристаллическое состояние. Однако с понижением температуры нарастает вязкость жидкости, что затрудняет структурные перестройки, необходимые для кристаллизации. Если скорость охлаждения велика, жидкость, не успев закристаллизоваться, станет столь вязкой, что затвердеет, превратившись в стекло.
Для каждого вещества существует своя критическая скорость — минимальная скорость охлаждения, при которой образуется стекло. Критические скорости для разных жидкостей изменяются в очень широких пределах: от десятых долей градуса за год до миллионов и даже десятков миллионов градусов в секунду. Это означает, что первые жидкости практически невозможно закристаллизовать, тогда как вторые чрезвычайно трудно получить в стеклообразном состоянии. Как следует из теоретического и экспериментального изучения кристаллизации расплавов, критические скорости охлаждения тем меньше, чем больше вязкость жидкости при температуре кристаллизации, а также чем выше эта температура и теплота кристаллизации. Анализируя переход расплавов в стеклообразное состояние, определяют роль отдельных факторов, от которых зависят критические скорости охлаждения, и пытаются описать структурные перестройки в жидкости при изменении температуры (с тем чтобы понять, какая структура «замораживается» в стекле) на основе современных теоретических представлений о природе жидкого состояния вообще и растворов в частности. Для этого используют различные модели (решеточную, свободного объема, регулярных и ассоциированных растворов и другие). В последнее время все большее внимание уделяется методу молекулярной динамики, в котором на ЭВМ решают уравнения движения совокупностей частиц, исходя из сведений о них и их взаимодействиях. Такой микроскопический подход позволяет найти структуру, равновесные свойства и динамические характеристики макроскопической системы. Он с успехом применяется к относительно простым (однокомпонентным) расплавам, но оказывается неэффективным при переходе к многокомпонентным, в частности, из-за усложнения выражения для энергии межчастичных взаимодействий. Для практических применений важно знать, какими свойствами будет обладать изделие из стекла при заданном химическом составе и способе формования. Но для этого, как и обычно в химии, надо сначала найти структуру самого материала, а затем — зависимость его свойств от этой структуры.
|
|||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-12-09; просмотров: 123; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.139.240.142 (0.005 с.) |