Struktur kaca
Sifat fisikokimia kaca ora mung ditemtokake dening komposisi kimia, nanging uga ana hubungane karo strukture. Mung kanthi mangerteni hubungan internal ing antarane struktur, komposisi, struktur lan kinerja kaca, bisa nggawe bahan kaca utawa produk kanthi sifat fisikokimia sing wis ditemtokake kanthi ngganti komposisi kimia, riwayat termal utawa nggunakake sawetara cara perawatan fisik lan kimia.
Karakteristik kaca
Kaca minangka cabang saka padatan amorf, yaiku bahan amorf kanthi sifat mekanik sing padhet. Asring diarani "cairan supercooled". Ing alam, ana rong kahanan materi padhet: kahanan apik lan kahanan ora apik. Sing diarani negara nonproduktif yaiku kahanan materi padhet sing diduweni kanthi cara sing beda-beda lan ditondoi dening kelainan struktural. Negara kaca minangka jinis padhet non-standar. Atom-atom ing kaca ora duwe susunan jarak dawa ing ruang kaya kristal, nanging padha karo cairan lan duwe susunan urutan cendhak. Kaca bisa njaga wangun tartamtu kaya padatan, nanging ora kaya cairan sing mili ing bobote dhewe. Zat kaca nduweni ciri utama ing ngisor iki.
(1) Susunan partikel saka bahan kaca isotropik ora teratur lan seragam sacara statistik. Mulane, nalika ora ana tekanan internal ing kaca, sifat fisik lan kimia (kayata kekerasan, modulus elastis, koefisien ekspansi termal, konduktivitas termal, indeks bias, konduktivitas, lan liya-liyane) padha ing kabeh arah. Nanging, nalika ana kaku ing kaca, uniformity struktural bakal numpes, lan kaca bakal nuduhake anisotropi, kayata prabédan path optik ketok.
(2) Metastabilitas
Alesan ngapa kaca ing negara metastabil yaiku kaca kasebut diduweni kanthi pendinginan cepet saka leleh. Amarga Tambah cetha saka viskositas sak proses cooling, partikel ora duwe wektu kanggo mbentuk noto biasa saka kristal, lan energi internal saka sistem ora ing Nilai paling, nanging ing negara metastabil; Nanging, sanajan kaca ana ing negara energi sing luwih dhuwur, ora bisa sacara spontan diowahi dadi produk amarga viskositas dhuwur ing suhu kamar; Mung ing kahanan njaba tartamtu, yaiku, kita kudu ngatasi alangan potensial saka materi saka negara glassy kanggo negara kristal, kaca bisa dipisahake. Mulane, saka sudut pandang termodinamika, negara kaca ora stabil, nanging saka sudut pandang kinetika, iku stabil. Sanajan nduweni kecenderungan kanggo ngetokake panas dhewe dadi kristal kanthi energi internal sing kurang, kemungkinan owah-owahan menyang negara kristal cilik banget ing suhu kamar, saengga kaca kasebut ana ing negara metastabil.
(3) Ora ana titik leleh sing tetep
Transformasi zat kaca saka padat dadi cair ditindakake ing sawetara suhu tartamtu (rentang suhu transformasi), sing beda karo zat kristal lan ora duwe titik leleh sing tetep. Nalika zat diowahi saka leleh dadi padhet, yen proses kristalisasi, fase anyar bakal dibentuk ing sistem kasebut, lan suhu kristalisasi, sifat lan akeh aspek liyane bakal owah kanthi cepet.
Nalika suhu mudhun, viskositas leleh mundhak, lan pungkasane kaca padhet dibentuk. Proses solidifikasi rampung ing sawetara suhu sing amba, lan ora ana kristal anyar sing dibentuk. Ing sawetara suhu transisi saka nyawiji kanggo kaca ngalangi gumantung ing komposisi kimia saka kaca, kang umume fluctuates ing puluhan kanggo atusan derajat, supaya kaca wis ora titik leleh tetep, nanging mung sawetara suhu softening. Ing sawetara iki, kaca mboko sithik ngowahi saka viscoplastic kanggo viscoelastic. Proses owah-owahan bertahap saka properti iki minangka basis kaca kanthi kemampuan proses sing apik.
(4) Kontinuitas lan reversibilitas owah-owahan properti
Proses owah-owahan properti saka materi kaca saka negara leleh dadi negara padhet terus-terusan lan bisa dibatalake, ing ngendi ana bagean saka wilayah suhu yaiku plastik, sing diarani wilayah "transformasi" utawa "ora normal", sing nduweni owah-owahan khusus.
Ing kasus crystallization, owah-owahan sifat minangka ditampilake ing kurva ABCD, t. Iku titik leleh saka materi. Nalika kaca kawangun dening supercooling, owah-owahan proses minangka ditampilake ing kurva abkfe. T = suhu transisi kaca, t = suhu softening kaca. Kanggo kaca oksida, viskositas sing cocog karo rong nilai kasebut kira-kira 101pa · s lan 1005p · s.
Teori struktur kaca pecah
"Struktur kaca" nuduhake konfigurasi geometris ion utawa atom ing ruang lan struktur sing dibentuk ing kaca. Panliten babagan struktur kaca wis ngetrapake upaya lan kawicaksanan para ilmuwan kaca. Upaya pisanan kanggo nerangake inti saka kaca yaiku g. Hipotesis Cairan supercooled tamman, sing nyatakake yen kaca minangka cairan supercooled, Proses padhet kaca saka leleh dadi padhet mung minangka proses fisik, yaiku, kanthi nyuda suhu, molekul-molekul kaca kanthi bertahap nyedhaki amarga nyuda energi kinetik. , lan pasukan interaksi mboko sithik mundhak, kang ndadekake tingkat kaca nambah, lan pungkasanipun mbentuk zat padhet lan ora duwe aturan baku. Akeh wong wis nindakake akeh karya. Hipotesis sing paling berpengaruh ing struktur kaca modern yaiku: teori produk, teori jaringan acak, teori gel, teori simetri lima sudut, teori polimer lan liya-liyane. Antarane wong-wong mau, interpretasi kaca sing paling apik yaiku teori produk lan jaringan acak.
Teori kristal
Randell l sijine nerusake teori kristal saka struktur kaca ing 1930, amarga pola radiation saka sawetara kaca tingal padha karo kristal saka komposisi padha. Dheweke ngira yen kaca kasusun saka microcrystalline lan materi amorf. Produk mikro nduweni susunan atom biasa lan wates sing jelas karo materi amorf. Ukuran produk mikro yaiku 1.0 ~ 1.5nm, lan isine luwih saka 80%. Orientasi microcrystalline ora teratur. Nalika nyinaoni anil kaca optik silikat, Lebedev nemokake manawa ana owah-owahan dadakan ing kurva indeks bias kaca kanthi suhu ing 520 ℃. Dheweke nerangake fenomena iki minangka owah-owahan homogen saka kuarsa "microcrystalline" ing kaca ing 520 ℃. Lebedev percaya yen kaca dumadi saka pirang-pirang "kristal", sing beda karo microcrystalline, Transisi saka "kristal" menyang wilayah amorf rampung langkah demi langkah, lan ora ana wates sing jelas ing antarane.
Wektu kirim: Mei-31-2021