De struktuer fan glês
De fysysk-gemyske eigenskippen fan glês wurde net allinich bepaald troch har gemyske gearstalling, mar ek nau besibbe oan har struktuer. Allinich troch de ynterne relaasje tusken de struktuer, gearstalling, struktuer en prestaasjes fan glês te begripen, kin it mooglik wêze om glêsmaterialen of produkten te meitsjen mei foarbepaalde fysysk-gemyske eigenskippen troch de gemyske gearstalling, thermyske skiednis te feroarjen of guon fysike en gemyske behannelingmetoaden te brûken.
Skaaimerken fan glês
Glês is in tûke fan amorfe fêste stof, dat is in amorf materiaal mei fêste meganyske eigenskippen. It wurdt faaks "superkoele flüssigens" neamd. Yn 'e natuer binne d'r twa steaten fan fêste stof: goede steat en net goede steat. De saneamde net-produktive steat is de steat fan fêste matearje krigen troch ferskate metoaden en karakterisearre troch strukturele oandwaning. Glassy steat is in soarte fan net-standert fêst. De atomen yn glês hawwe gjin lange-range oardere arranzjeminten yn romte lykas kristal, mar se binne fergelykber mei floeiber en hawwe koarte-range oardere arranzjeminten. Glês kin in bepaalde foarm hâlde as in fêste stof, mar net as in floeistof dy't ûnder syn eigen gewicht streamt. Glêzen stoffen hawwe de folgjende wichtichste skaaimerken.
(1) De regeling fan dieltsjes fan isotropysk glêzen materiaal is unregelmjittich en statistysk unifoarm. Dêrom, as d'r gjin ynterne stress yn it glês is, binne har fysike en gemyske eigenskippen (lykas hurdens, elastyske modulus, termyske útwreidingskoëffisjint, termyske konduktiviteit, brekingsyndeks, konduktiviteit, ensfh.) Yn alle rjochtingen itselde. As d'r lykwols spanning is yn it glês, sil de strukturele uniformiteit wurde ferneatige, en it glês sil anisotropy sjen litte, lykas dúdlik optysk paadferskil.
(2) Metastabiliteit
De reden wêrom't it glês yn metastabiele steat is, is dat it glês wurdt krigen troch rappe koeling fan 'e melt. Troch de skerpe ferheging fan viskositeit tidens it koelingsproses hawwe de dieltsjes gjin tiid om in reguliere arranzjemint fan kristallen te foarmjen, en de ynterne enerzjy fan it systeem is net op 'e leechste wearde, mar yn metastabiele steat; Lykwols, hoewol't it glês is yn in hegere enerzjy steat, it kin net spontaan feroarje yn it produkt fanwege syn hege viscosity by keamertemperatuer; Allinnich ûnder bepaalde eksterne betingsten, dat wol sizze, wy moatte oerwinnen de potinsjele barriêre fan materiaal fan glêzen steat nei kristallijne steat, kin it glês wurde skieden. Dêrom, út it eachpunt fan termodynamika, de glêzen steat is ynstabyl, mar út it eachpunt fan kinetika, it is stabyl. Hoewol it de oanstriid hat om waarmte te feroarjen yn kristal mei lege ynterne enerzjy, is de kâns op transformaasje yn kristalstatus heul lyts by keamertemperatuer, sadat it glês yn metastabiele steat is.
(3) Gjin fêst smeltpunt
De transformaasje fan glêzen stof fan fêst nei floeistof wurdt útfierd yn in bepaald temperatuerberik (transformaasjetemperatuerberik), dat oars is fan kristallijne stof en gjin fêste smeltpunt hat. As in stof wurdt omfoarme fan smelten nei fêste, as it in kristallisaasjeproses is, sille nije fazen wurde foarme yn it systeem, en de kristallisaasjetemperatuer, eigenskippen en in protte oare aspekten sille abrupt feroarje
As de temperatuer ôfnimt, nimt de viskositeit fan 'e melt ta, en úteinlik wurdt it fêste glês foarme. It solidifikaasjeproses wurdt foltôge yn in breed temperatuerberik, en gjin nije kristallen wurde foarme. It temperatuerberik fan oergong fan smelt nei bêst glês hinget ôf fan 'e gemyske gearstalling fan glês, dy't yn 't algemien yn tsientallen oant hûnderten graden fluktuearret, sadat glês gjin fêst smeltpunt hat, mar allinich in fersachtend temperatuerberik. Yn dit berik feroaret glês stadichoan fan viskoplastysk nei viskoelastysk. It stadichoan feroarjende proses fan dit pân is de basis fan glês mei goede ferwurkberens.
(4) Kontinuïteit en omkearberens fan eigendom feroaring
It proses fan eigendomsferoaring fan glêzen materiaal fan smeltende steat nei fêste steat is kontinu en omkearber, wêryn d'r in diel fan temperatuerregio is dat plastysk is, neamd "transformaasje" of "abnormale" regio, wêryn de eigenskippen spesjale feroarings hawwe.
Yn it gefal fan kristallisaasje feroarje de eigenskippen lykas werjûn yn 'e kromme ABCD, t. It is it smeltpunt fan it materiaal. As it glês wurdt foarme troch supercooling, feroaret it proses lykas werjûn yn 'e abkfe kromme. T is de glêstransysjetemperatuer, t is de ferwideringstemperatuer fan it glês. Foar oksideglês is de viskositeit dy't oerienkomt mei dizze twa wearden sawat 101pa · s en 1005p · s.
Struktuerteory fan brutsen glês
"Glêsstruktuer" ferwiist nei de geometryske konfiguraasje fan ionen of atomen yn 'e romte en de struktuerfoarmen dy't se foarmje yn glês. It ûndersyk nei glêzenstruktuer hat de pynlike ynspanningen en wiisheid fan in protte glêzenwittenskippers materialisearre. De earste besykjen om de essinsje fan glês te ferklearjen is g. Tamman's supercooled liquid hypoteze, dy't hâldt dat glês is supercooled floeistof, It proses fan it fêstigjen fan glês fan smelten nei fêst is mar in fysyk proses, dat is, mei de fermindering fan temperatuer, de molekulen fan glês stadichoan benaderje fanwege de ôfname fan kinetyske enerzjy , en de ynteraksje krêft stadichoan nimt ta, dat makket de graad fan glês tanimme, en úteinlik foarmje in tichte en ûnregelmjittige fêste stof. In protte minsken hawwe in protte wurk dien. De meast ynfloedrike hypotezen fan moderne glêzen struktuer binne: produkt teory, willekeurige netwurk teory, gel teory, fiif hoeke symmetry teory, polymer teory ensafuorthinne. Under harren is de bêste ynterpretaasje fan glês de teory fan produkt en willekeurige netwurk.
Crystal teory
Randell l sette de crystal teory fan glêzen struktuer yn 1930, omdat de strieling patroan fan guon glêzen is fergelykber mei dy fan 'e kristallen fan deselde gearstalling. Hy tocht dat glês is gearstald út mikrokristallijn en amorf materiaal. It mikroprodukt hat reguliere atoomarrangement en dúdlike grins mei amorf materiaal. De mikroproduktgrutte is 1.0 ~ 1.5nm, en de ynhâld is goed foar mear dan 80%. De oriïntaasje fan mikrokristallijn is ûnregelmjittich. By it bestudearjen fan de annealing fan silikaat optysk glês, Lebedev fûn dat der in hommelse feroaring wie yn 'e kromme fan' e glêzen brekingsyndeks mei temperatuer op 520 ℃. Hy ferklearre dit ferskynsel as de homogene feroaring fan kwarts "mikrokristallijn" yn glês by 520 ℃. Lebedev leaude dat glês is gearstald út tal fan "kristallen", dy't ferskille fan microcrystalline, De oergong fan "crystal" nei amorphous regio wurdt foltôge stap foar stap, en der is gjin dúdlik grins tusken harren.
Post tiid: mei-31-2021