ग्लास को आधारभूत ज्ञान

गिलास को संरचना

गिलासको भौतिक रासायनिक गुणहरू यसको रासायनिक संरचनाले मात्र निर्धारण गर्दैन, तर यसको संरचनासँग पनि घनिष्ठ रूपमा सम्बन्धित छ। काँचको संरचना, संरचना, संरचना र कार्यसम्पादन बीचको आन्तरिक सम्बन्धलाई बुझेर मात्र रासायनिक संरचना, थर्मल इतिहास परिवर्तन गरेर वा केही भौतिक र रासायनिक उपचार विधिहरू प्रयोग गरेर पूर्वनिर्धारित भौतिक-रासायनिक गुणहरू भएका गिलास सामग्री वा उत्पादनहरू बनाउन सम्भव छ।

गिलास को विशेषताहरु

ग्लास अनाकार ठोस को एक शाखा हो, जो ठोस यांत्रिक गुणहरु संग एक अनाकार पदार्थ हो। यसलाई प्रायः "सुपर कूल्ड लिक्विड" भनिन्छ। प्रकृतिमा, ठोस पदार्थको दुई अवस्थाहरू छन्: राम्रो अवस्था र गैर राम्रो अवस्था। तथाकथित गैर-उत्पादक अवस्था विभिन्न विधिहरूद्वारा प्राप्त ठोस पदार्थको अवस्था हो र संरचनात्मक विकारद्वारा विशेषता हुन्छ। गिलास अवस्था एक प्रकारको गैर-मानक ठोस हो। काँचमा भएका परमाणुहरूमा क्रिस्टल जस्तै अन्तरिक्षमा लामो-दायराको क्रमबद्ध व्यवस्था हुँदैन, तर तिनीहरू तरल पदार्थ जस्तै हुन्छन् र छोटो दूरीको क्रमबद्ध व्यवस्था हुन्छन्। गिलासले ठोस जस्तो निश्चित आकार कायम राख्न सक्छ, तर आफ्नै तौलमा बग्ने तरल जस्तो होइन। गिलास पदार्थहरूमा निम्न मुख्य विशेषताहरू छन्।

(१) आइसोट्रोपिक ग्लासी सामग्रीको कणहरूको व्यवस्था अनियमित र सांख्यिकीय रूपमा समान छ। त्यसकारण, जब गिलासमा कुनै आन्तरिक तनाव हुँदैन, यसको भौतिक र रासायनिक गुणहरू (जस्तै कठोरता, लोचदार मोड्युलस, थर्मल विस्तार गुणांक, थर्मल चालकता, अपवर्तक सूचकांक, चालकता, आदि) सबै दिशाहरूमा समान हुन्छन्। यद्यपि, जब गिलासमा तनाव हुन्छ, संरचनात्मक एकरूपता नष्ट हुनेछ, र गिलासले एनिसोट्रोपी देखाउनेछ, जस्तै स्पष्ट अप्टिकल पथ भिन्नता।

(२) मेटास्टेबिलिटी

गिलास मेटास्टेबल अवस्थामा हुनुको कारण यो हो कि गिलास पग्लिएको छिटो चिसो द्वारा प्राप्त हुन्छ। शीतलन प्रक्रियाको समयमा चिपचिपापनको तीव्र वृद्धिको कारण, कणहरूसँग क्रिस्टलहरूको नियमित व्यवस्था बनाउन समय हुँदैन, र प्रणालीको आन्तरिक ऊर्जा न्यूनतम मूल्यमा हुँदैन, तर मेटास्टेबल अवस्थामा हुन्छ; यद्यपि, गिलास उच्च उर्जाको स्थितिमा भए तापनि, कोठाको तापक्रममा यसको उच्च चिपचिपापनको कारण यो सहज रूपमा उत्पादनमा रूपान्तरण गर्न सक्दैन; केवल केहि बाह्य अवस्थाहरूमा, अर्थात्, हामीले ग्लासी अवस्थाबाट क्रिस्टलीय अवस्थासम्मको सामग्रीको सम्भावित अवरोधलाई पार गर्नुपर्छ, गिलासलाई अलग गर्न सकिन्छ। त्यसकारण, थर्मोडायनामिक्सको दृष्टिकोणबाट, कांचको अवस्था अस्थिर छ, तर गतिविज्ञानको दृष्टिकोणबाट, यो स्थिर छ। यद्यपि यसमा कम आन्तरिक उर्जाको साथ क्रिस्टलमा स्व-रिलिज तापलाई रूपान्तरण गर्ने प्रवृत्ति छ, तर कोठाको तापक्रममा क्रिस्टल अवस्थामा रूपान्तरण हुने सम्भावना धेरै कम छ, त्यसैले गिलास मेटास्टेबल अवस्थामा छ।

(3) कुनै निश्चित पिघलने बिन्दु छैन

गिलास पदार्थको ठोसबाट तरलमा रूपान्तरण एक निश्चित तापमान दायरा (रूपान्तरण तापमान दायरा) मा गरिन्छ, जुन क्रिस्टलीय पदार्थ भन्दा फरक छ र कुनै निश्चित पग्लने बिन्दु छैन। जब कुनै पदार्थ पिघलबाट ठोसमा परिणत हुन्छ, यदि यो क्रिस्टलाइजेसन प्रक्रिया हो भने, प्रणालीमा नयाँ चरणहरू गठन हुनेछन्, र क्रिस्टलाइजेशन तापमान, गुणहरू र अन्य धेरै पक्षहरू अचानक परिवर्तन हुनेछन्।

तापक्रम घट्दै जाँदा, पिघलको चिपचिपाहट बढ्छ, र अन्ततः ठोस गिलास बनाइन्छ। ठोसीकरण प्रक्रिया फराकिलो तापमान दायरामा पूरा हुन्छ, र कुनै नयाँ क्रिस्टलहरू गठन हुँदैनन्। पिघलबाट ठोस गिलासमा संक्रमणको तापमान दायरा गिलासको रासायनिक संरचनामा निर्भर गर्दछ, जुन सामान्यतया दशौंदेखि सयौं डिग्रीमा उतार-चढाव हुन्छ, त्यसैले गिलासको कुनै निश्चित पग्लने बिन्दु हुँदैन, तर केवल नरम तापक्रम दायरा हुन्छ। यस दायरामा, गिलास बिस्तारै भिस्कोप्लास्टिकबाट भिस्कोइलास्टिकमा रूपान्तरण हुन्छ। यस सम्पत्तीको क्रमिक परिवर्तन प्रक्रिया राम्रो प्रक्रियाको साथ गिलासको आधार हो।

(४) सम्पत्ति परिवर्तनको निरन्तरता र उल्टोपन

पिघलिएको अवस्थाबाट ठोस अवस्थासम्म ग्लासयुक्त पदार्थको गुण परिवर्तन प्रक्रिया निरन्तर र उल्टाउन सकिने हुन्छ, जसमा तापक्रम क्षेत्रको एउटा खण्ड हुन्छ जुन प्लास्टिक हो, जसलाई "रूपान्तरण" वा "असामान्य" क्षेत्र भनिन्छ, जसमा गुणहरूमा विशेष परिवर्तन हुन्छ।

क्रिस्टलाइजेसनको अवस्थामा, गुणहरू ABCD, t मा देखाइए अनुसार परिवर्तन हुन्छन्। यो सामग्री को पिघलने बिन्दु हो। जब गिलास सुपर कूलिङद्वारा बनाइन्छ, abkfe कर्भमा देखाइए अनुसार प्रक्रिया परिवर्तन हुन्छ। T गिलास संक्रमण तापमान हो, t गिलास को नरम तापमान हो। अक्साइड गिलासको लागि, यी दुई मानहरूसँग मिल्ने चिपचिपापन लगभग 101pa · s र 1005p · s छ।

टुटेको गिलासको संरचना सिद्धान्त

"ग्लास संरचना" ले अन्तरिक्षमा आयन वा परमाणुहरूको ज्यामितीय कन्फिगरेसन र तिनीहरूले गिलासमा बन्ने संरचनालाई बुझाउँछ। काँचको संरचनाको अनुसन्धानले धेरै गिलास वैज्ञानिकहरूको मेहनती प्रयास र बुद्धिलाई साकार तुल्याएको छ। गिलासको सार व्याख्या गर्ने पहिलो प्रयास जी हो। ताम्मानको सुपर कूल्ड लिक्विड परिकल्पना, जसले गिलास सुपर कूल्ड लिक्विड हो भनी मान्दछ, गिलास पग्लनबाट ठोस बन्ने प्रक्रिया मात्र एक भौतिक प्रक्रिया हो, अर्थात् तापक्रम घट्दै जाँदा काइनेटिक उर्जाको कमीले गर्दा गिलासका अणुहरू बिस्तारै नजिक जान्छन्। , र अन्तरक्रिया बल बिस्तारै बढ्छ, जसले गिलासको डिग्री बढाउँछ, र अन्तमा घना र अनियमित ठोस पदार्थ बनाउँछ। धेरैले धेरै काम गरेका छन् । आधुनिक गिलास संरचनाको सबैभन्दा प्रभावशाली परिकल्पनाहरू हुन्: उत्पादन सिद्धान्त, अनियमित नेटवर्क सिद्धान्त, जेल सिद्धान्त, पाँच कोण सममिति सिद्धान्त, बहुलक सिद्धान्त र यस्तै। ती मध्ये, गिलास को सबै भन्दा राम्रो व्याख्या उत्पादन र अनियमित नेटवर्क को सिद्धान्त हो।

क्रिस्टल सिद्धान्त

रान्डेलले 1930 मा ग्लास संरचनाको क्रिस्टल सिद्धान्त अगाडि राखे, किनभने केही चश्माको विकिरण ढाँचा एउटै संरचनाको क्रिस्टलसँग मिल्दोजुल्दो छ। उनले सोचे कि गिलास माइक्रोक्रिस्टलाइन र आकाररहित पदार्थबाट बनेको हुन्छ। माइक्रोप्रोडक्टसँग नियमित आणविक व्यवस्था र अनाकार सामग्रीको साथ स्पष्ट सीमा हुन्छ। माइक्रोप्रोडक्ट साइज 1.0 ~ 1.5nm छ, र यसको सामग्री 80% भन्दा बढीको लागि खाता छ। माइक्रोक्रिस्टलाइनको अभिमुखीकरण अव्यवस्थित छ। सिलिकेट अप्टिकल गिलासको एनेलिङको अध्ययनमा, लेबेडेभले 520 डिग्री तापमानको साथ गिलास अपवर्तक सूचकांकको वक्रमा अचानक परिवर्तन भएको पत्ता लगाए। उनले यस घटनालाई 520 ℃ मा गिलासमा क्वार्ट्ज "माइक्रोक्रिस्टलाइन" को एकसमान परिवर्तनको रूपमा व्याख्या गरे। लेबेडेभले विश्वास गरे कि गिलास धेरै "क्रिस्टलहरू" बाट बनेको छ, जुन माइक्रोक्रिस्टलाइन भन्दा फरक छ, "क्रिस्टल" बाट अनाकार क्षेत्रमा संक्रमण चरणबद्ध रूपमा पूरा हुन्छ, र तिनीहरू बीच कुनै स्पष्ट सीमा छैन।