Ang istraktura ng salamin
Ang mga katangian ng physicochemical ng salamin ay hindi lamang tinutukoy ng komposisyon ng kemikal nito, ngunit malapit din na nauugnay sa istraktura nito. Sa pamamagitan lamang ng pag-unawa sa panloob na relasyon sa pagitan ng istraktura, komposisyon, istraktura at pagganap ng salamin, posible na gumawa ng mga materyales sa salamin o mga produkto na may paunang natukoy na mga katangian ng physicochemical sa pamamagitan ng pagbabago ng komposisyon ng kemikal, kasaysayan ng thermal o paggamit ng ilang mga pisikal at kemikal na pamamaraan ng paggamot.
Mga katangian ng salamin
Ang salamin ay isang sangay ng amorphous solid, na isang amorphous na materyal na may solidong mekanikal na katangian. Madalas itong tinatawag na "supercooled liquid". Sa kalikasan, mayroong dalawang estado ng solid matter: good state at non good state. Ang tinatawag na hindi produktibong estado ay ang estado ng solidong bagay na nakuha sa pamamagitan ng iba't ibang mga pamamaraan at nailalarawan sa pamamagitan ng structural disorder. Ang malasalamin na estado ay isang uri ng hindi karaniwang solid. Ang mga atomo sa salamin ay walang long-range ordered arrangement sa espasyo tulad ng crystal, ngunit sila ay katulad ng liquid at may short-range ordered arrangement. Ang salamin ay maaaring mapanatili ang isang tiyak na hugis tulad ng isang solid, ngunit hindi tulad ng isang likido na dumadaloy sa ilalim ng sarili nitong timbang. Ang mga glassy substance ay may mga sumusunod na pangunahing katangian.
(1) Ang pag-aayos ng mga particle ng isotropic glassy material ay hindi regular at pantay sa istatistika. Samakatuwid, kapag walang panloob na diin sa salamin, ang pisikal at kemikal na mga katangian nito (tulad ng katigasan, nababanat na modulus, thermal expansion coefficient, thermal conductivity, refractive index, conductivity, atbp.) ay pareho sa lahat ng direksyon. Gayunpaman, kapag mayroong stress sa salamin, ang pagkakapareho ng istruktura ay masisira, at ang salamin ay magpapakita ng anisotropy, tulad ng halatang pagkakaiba sa optical path.
(2) Metastability
Ang dahilan kung bakit ang salamin ay nasa metastable na estado ay ang salamin ay nakuha sa pamamagitan ng mabilis na paglamig ng matunaw. Dahil sa matalim na pagtaas ng lagkit sa panahon ng proseso ng paglamig, ang mga particle ay walang oras upang bumuo ng regular na pag-aayos ng mga kristal, at ang panloob na enerhiya ng system ay wala sa pinakamababang halaga, ngunit nasa metastable na estado; Gayunpaman, kahit na ang salamin ay nasa isang mas mataas na estado ng enerhiya, hindi ito maaaring kusang magbago sa produkto dahil sa mataas na lagkit nito sa temperatura ng silid; Sa ilalim lamang ng ilang mga panlabas na kondisyon, ibig sabihin, dapat nating pagtagumpayan ang potensyal na hadlang ng materyal mula sa malasalamin na estado hanggang sa mala-kristal na estado, maaaring paghiwalayin ang salamin. Samakatuwid, mula sa punto ng view ng thermodynamics, ang estado ng salamin ay hindi matatag, ngunit mula sa punto ng view ng kinetics, ito ay matatag. Bagama't ito ay may tendensiyang mag-self-release ng init na nagiging kristal na may mababang panloob na enerhiya, napakaliit ng posibilidad ng pagbabago sa estadong kristal sa temperatura ng silid, kaya ang salamin ay nasa metastable na estado.
(3) Walang nakapirming punto ng pagkatunaw
Ang pagbabagong-anyo ng malasalamin na substansiya mula sa solid hanggang sa likido ay isinasagawa sa isang tiyak na hanay ng temperatura (saklaw ng temperatura ng pagbabagong-anyo), na iba sa mala-kristal na substansiya at walang nakapirming punto ng pagkatunaw. Kapag ang isang sangkap ay binago mula sa pagkatunaw tungo sa solid, kung ito ay isang proseso ng pagkikristal, ang mga bagong yugto ay mabubuo sa system, at ang temperatura ng pagkikristal, mga katangian at marami pang ibang aspeto ay biglang magbabago.
Habang bumababa ang temperatura, tumataas ang lagkit ng natutunaw, at sa wakas ay nabuo ang solidong salamin. Ang proseso ng solidification ay nakumpleto sa isang malawak na hanay ng temperatura, at walang mga bagong kristal na nabuo. Ang hanay ng temperatura ng paglipat mula sa matunaw patungo sa solidong salamin ay nakasalalay sa kemikal na komposisyon ng salamin, na sa pangkalahatan ay nagbabago sa sampu hanggang daan-daang degree, kaya ang salamin ay walang nakapirming punto ng pagkatunaw, ngunit isang saklaw lamang ng paglambot ng temperatura. Sa hanay na ito, unti-unting nagbabago ang salamin mula viscoplastic hanggang viscoelastic. Ang unti-unting proseso ng pagbabago ng ari-arian na ito ay ang batayan ng salamin na may mahusay na kakayahang maproseso.
(4) Pagpapatuloy at pagbabalik-tanaw ng pagbabago ng ari-arian
Ang proseso ng pagbabago ng ari-arian ng malasalamin na materyal mula sa natutunaw na estado patungo sa solidong estado ay tuloy-tuloy at nababaligtad, kung saan mayroong isang seksyon ng rehiyon ng temperatura na plastic, na tinatawag na "pagbabago" o "abnormal" na rehiyon, kung saan ang mga katangian ay may mga espesyal na pagbabago.
Sa kaso ng crystallization, nagbabago ang mga katangian tulad ng ipinapakita sa curve ABCD, t. Ito ang punto ng pagkatunaw ng materyal. Kapag ang salamin ay nabuo sa pamamagitan ng supercooling, nagbabago ang proseso tulad ng ipinapakita sa abkfe curve. Ang T ay ang temperatura ng paglipat ng salamin, ang t ay ang temperatura ng paglambot ng salamin. Para sa oxide glass, ang lagkit na tumutugma sa dalawang halagang ito ay humigit-kumulang 101pa · s at 1005p · s.
Teorya ng istruktura ng basag na salamin
Ang "istraktura ng salamin" ay tumutukoy sa geometric na pagsasaayos ng mga ion o atomo sa kalawakan at ang mga istrukturang bumubuo sa salamin. Ang pananaliksik sa istraktura ng salamin ay naging materyal ang maingat na pagsisikap at karunungan ng maraming mga siyentipikong salamin. Ang unang pagtatangka na ipaliwanag ang kakanyahan ng salamin ay g. ang supercooled na likidong hypothesis ng tamman, na nagsasabing ang salamin ay supercooled na likido, Ang proseso ng pagtitigas ng salamin mula sa pagkatunaw hanggang sa solid ay isang pisikal na proseso lamang, iyon ay, sa pagbaba ng temperatura, ang mga molekula ng salamin ay unti-unting lumalapit dahil sa pagbaba ng kinetic energy , at ang puwersa ng pakikipag-ugnayan ay unti-unting tumataas, na gumagawa ng antas ng pagtaas ng salamin, at sa wakas ay bumubuo ng isang siksik at hindi regular na solidong sangkap. Maraming tao ang gumawa ng maraming trabaho. Ang pinaka-maimpluwensyang hypotheses ng modernong istraktura ng salamin ay: teorya ng produkto, teorya ng random na network, teorya ng gel, teorya ng limang anggulo ng simetrya, teorya ng polimer at iba pa. Kabilang sa mga ito, ang pinakamahusay na interpretasyon ng salamin ay ang teorya ng produkto at random na network.
Teorya ng kristal
Iniharap ni Randell l ang kristal na teorya ng istraktura ng salamin noong 1930, dahil ang pattern ng radiation ng ilang baso ay katulad ng sa mga kristal ng parehong komposisyon. Naisip niya na ang salamin ay binubuo ng microcrystalline at amorphous na materyal. Ang microproduct ay may regular na atomic arrangement at malinaw na hangganan na may amorphous na materyal. Ang laki ng microproduct ay 1.0 ~ 1.5nm, at ang nilalaman nito ay higit sa 80%. Ang oryentasyon ng microcrystalline ay hindi maayos. Sa pag-aaral ng pagsusubo ng silicate optical glass, natuklasan ni Lebedev na nagkaroon ng biglaang pagbabago sa curve ng glass refractive index na may temperatura sa 520 ℃. Ipinaliwanag niya ang phenomenon na ito bilang homogenous na pagbabago ng quartz "microcrystalline" sa salamin sa 520 ℃. Naniniwala si Lebedev na ang salamin ay binubuo ng maraming "crystals", na naiiba sa microcrystalline, Ang paglipat mula sa "crystal" hanggang sa amorphous na rehiyon ay nakumpleto nang hakbang-hakbang, at walang malinaw na hangganan sa pagitan nila.
Oras ng post: Mayo-31-2021