Strwythur gwydr
Mae priodweddau ffisigocemegol gwydr nid yn unig yn cael eu pennu gan ei gyfansoddiad cemegol, ond hefyd yn perthyn yn agos i'w strwythur. Dim ond trwy ddeall y berthynas fewnol rhwng strwythur, cyfansoddiad, strwythur a pherfformiad gwydr, y gall fod yn bosibl gwneud deunyddiau gwydr neu gynhyrchion â phriodweddau ffisiocemegol a bennwyd ymlaen llaw trwy newid y cyfansoddiad cemegol, hanes thermol neu ddefnyddio rhai dulliau triniaeth ffisegol a chemegol.
Nodweddion gwydr
Mae gwydr yn gangen o solet amorffaidd, sy'n ddeunydd amorffaidd gyda phriodweddau mecanyddol solet. Fe'i gelwir yn aml yn “hylif supercooled”. O ran natur, mae dau gyflwr o fater solet: cyflwr da a chyflwr nad yw'n dda. Y cyflwr anghynhyrchiol fel y'i gelwir yw cyflwr mater solet a geir trwy wahanol ddulliau ac a nodweddir gan anhwylder strwythurol. Mae cyflwr gwydrog yn fath o solet ansafonol. Nid oes gan yr atomau mewn gwydr drefniant archebedig hirdymor yn y gofod fel grisial, ond maent yn debyg i hylif ac mae ganddynt drefniant archebedig amrediad byr. Gall gwydr gynnal siâp penodol fel solid, ond nid fel hylif sy'n llifo o dan ei bwysau ei hun. Mae gan sylweddau gwydrog y prif nodweddion canlynol.
(1) Mae trefniant gronynnau o ddeunydd gwydrog isotropig yn afreolaidd ac yn ystadegol unffurf. Felly, pan nad oes straen mewnol yn y gwydr, mae ei briodweddau ffisegol a chemegol (megis caledwch, modwlws elastig, cyfernod ehangu thermol, dargludedd thermol, mynegai plygiannol, dargludedd, ac ati) yr un peth i bob cyfeiriad. Fodd bynnag, pan fydd straen yn y gwydr, bydd yr unffurfiaeth strwythurol yn cael ei ddinistrio, a bydd y gwydr yn dangos anisotropi, megis gwahaniaeth llwybr optegol amlwg.
(2) Metasefydlogrwydd
Y rheswm pam fod y gwydr mewn cyflwr metasefydlog yw bod y gwydr yn cael ei gael trwy oeri'r toddi yn gyflym. Oherwydd y cynnydd sydyn mewn gludedd yn ystod y broses oeri, nid oes gan y gronynnau amser i ffurfio trefniant rheolaidd o grisialau, ac nid yw ynni mewnol y system ar y gwerth isaf, ond mewn cyflwr metasad; Fodd bynnag, er bod y gwydr mewn cyflwr ynni uwch, ni all drawsnewid yn ddigymell i'r cynnyrch oherwydd ei gludedd uchel ar dymheredd yr ystafell; Dim ond o dan amodau allanol penodol, hynny yw, rhaid inni oresgyn rhwystr posibl deunydd o gyflwr gwydrog i gyflwr crisialog, a ellir gwahanu'r gwydr. Felly, o safbwynt thermodynameg, mae'r cyflwr gwydr yn ansefydlog, ond o safbwynt cineteg, mae'n sefydlog. Er bod ganddo'r duedd o hunan-ryddhau gwres yn trawsnewid yn grisial gydag egni mewnol isel, mae'r tebygolrwydd o drawsnewid yn gyflwr grisial yn fach iawn ar dymheredd yr ystafell, felly mae'r gwydr mewn cyflwr metasad.
(3) Dim pwynt toddi sefydlog
Mae trawsnewid sylwedd gwydrog o solet i hylif yn cael ei wneud mewn ystod tymheredd penodol (ystod tymheredd trawsnewid), sy'n wahanol i sylwedd crisialog ac nid oes ganddo bwynt toddi sefydlog. Pan fydd sylwedd yn cael ei drawsnewid o doddi i solet, os yw'n broses grisialu, bydd cyfnodau newydd yn cael eu ffurfio yn y system, a bydd y tymheredd crisialu, priodweddau a llawer o agweddau eraill yn newid yn sydyn.
Wrth i'r tymheredd ostwng, mae gludedd y toddi yn cynyddu, ac yn olaf mae'r gwydr solet yn cael ei ffurfio. Mae'r broses solidification wedi'i chwblhau mewn ystod tymheredd eang, ac nid oes unrhyw grisialau newydd yn cael eu ffurfio. Mae'r ystod tymheredd o drawsnewid o doddi i wydr solet yn dibynnu ar gyfansoddiad cemegol gwydr, sydd yn gyffredinol yn amrywio mewn degau i gannoedd o raddau, felly nid oes gan wydr unrhyw bwynt toddi sefydlog, ond dim ond ystod tymheredd meddalu. Yn yr ystod hon, mae gwydr yn trawsnewid yn raddol o viscoplastig i viscoelastig. Mae proses newid graddol yr eiddo hwn yn sail i wydr gyda phrosesadwyedd da.
(4) Parhad a gwrthdroadwyedd newid eiddo
Mae'r broses newid eiddo o ddeunydd gwydrog o gyflwr toddi i gyflwr solet yn barhaus ac yn gildroadwy, lle mae rhan o ranbarth tymheredd sy'n blastig, o'r enw rhanbarth "trawsnewid" neu "annormal", lle mae gan yr eiddo newidiadau arbennig.
Yn achos crisialu, mae'r priodweddau'n newid fel y dangosir yn y gromlin ABCD, t. Dyma bwynt toddi y deunydd. Pan fydd y gwydr yn cael ei ffurfio gan supercooling, mae'r broses yn newid fel y dangosir yn y gromlin abkfe. T yw'r tymheredd trawsnewid gwydr, t yw tymheredd meddalu'r gwydr. Ar gyfer gwydr ocsid, mae'r gludedd sy'n cyfateb i'r ddau werth hyn tua 101pa · s a 1005p · s.
Theori strwythur gwydr wedi torri
Mae “strwythur gwydr” yn cyfeirio at gyfluniad geometrig ïonau neu atomau yn y gofod a ffurfiannau adeiledd y maent yn eu ffurfio mewn gwydr. Mae'r ymchwil ar strwythur gwydr wedi gwireddu ymdrechion manwl a doethineb llawer o wyddonwyr gwydr. Yr ymgais gyntaf i egluro hanfod gwydr yw g. rhagdybiaeth hylif supercooled tamman, sy'n dal bod gwydr yn hylif supercooled, Dim ond proses gorfforol yw'r broses o solidoli gwydr o doddi i solid, hynny yw, gyda'r gostyngiad mewn tymheredd, mae'r moleciwlau gwydr yn dynesu'n raddol oherwydd y gostyngiad mewn egni cinetig , ac mae'r grym rhyngweithio yn cynyddu'n raddol, sy'n gwneud y radd o wydr yn cynyddu, ac yn olaf yn ffurfio sylwedd solet trwchus ac afreolaidd. Mae llawer o bobl wedi gwneud llawer o waith. Y rhagdybiaethau mwyaf dylanwadol o strwythur gwydr modern yw: theori cynnyrch, theori rhwydwaith ar hap, theori gel, theori cymesuredd pum ongl, theori polymer ac yn y blaen. Yn eu plith, y dehongliad gorau o wydr yw theori cynnyrch a rhwydwaith ar hap.
Damcaniaeth grisial
Cyflwynodd Randell y ddamcaniaeth grisial o strwythur gwydr ym 1930, oherwydd bod patrwm ymbelydredd rhai sbectol yn debyg i batrwm ymbelydredd rhai sbectolau o'r un cyfansoddiad. Credai fod gwydr yn cynnwys deunydd microgrisialog ac amorffaidd. Mae gan y microgynnyrch drefniant atomig rheolaidd a ffin amlwg â deunydd amorffaidd. Maint y microgynnyrch yw 1.0 ~ 1.5nm, ac mae ei gynnwys yn cyfrif am fwy na 80%. Mae cyfeiriadedd microcrystalline yn anhrefnus. Wrth astudio anelio gwydr optegol silicad, canfu Lebedev fod newid sydyn yn y gromlin o fynegai plygiannol gwydr gyda thymheredd o 520 ℃. Esboniodd y ffenomen hon fel y newid homogenaidd o "microcrystalline" cwarts mewn gwydr ar 520 ℃. Credai Lebedev fod gwydr yn cynnwys nifer o “grisialau”, sy'n wahanol i ficrogrisialog, Mae'r trawsnewidiad o "grisial" i ranbarth amorffaidd wedi'i gwblhau gam wrth gam, ac nid oes ffin amlwg rhyngddynt.
Amser postio: Mai-31-2021