Ipilẹ Imọ Of Gilasi

Awọn be ti gilasi

Awọn ohun-ini physicokemika ti gilasi kii ṣe ipinnu nikan nipasẹ akopọ kemikali rẹ, ṣugbọn tun ni ibatan pẹkipẹki si eto rẹ. Nikan nipa agbọye ibatan inu laarin eto, akopọ, eto ati iṣẹ ti gilasi, o le ṣee ṣe lati ṣe awọn ohun elo gilasi tabi awọn ọja pẹlu awọn ohun-ini physicokemika ti a ti pinnu tẹlẹ nipa yiyipada akopọ kemikali, itan-itanna gbona tabi lilo diẹ ninu awọn ọna itọju ti ara ati kemikali.

Awọn abuda kan ti gilasi

Gilasi jẹ ẹka ti amorphous ti o lagbara, eyiti o jẹ ohun elo amorphous pẹlu awọn ohun-ini ẹrọ ti o lagbara. Nigbagbogbo a n pe ni “omi ti o tutu”. Ni iseda, awọn ipinlẹ meji wa ti ọrọ to lagbara: ipo ti o dara ati ipo ti ko dara. Ohun ti a pe ni ipo ti kii ṣe iṣelọpọ jẹ ipo ti ọrọ to lagbara ti a gba nipasẹ awọn ọna oriṣiriṣi ati ti a ṣe afihan nipasẹ rudurudu igbekale. Gilasi ipinle ni a irú ti kii-bošewa ri to. Awọn ọta ti o wa ninu gilasi ko ni eto aṣẹ ti o gun-gun ni aaye bi gara, ṣugbọn wọn jọra si omi ati pe wọn ni eto ti a paṣẹ ni kukuru. Gilasi le ṣetọju apẹrẹ kan bi ri to, ṣugbọn kii ṣe bii omi ti n ṣan labẹ iwuwo tirẹ. Awọn nkan gilasi ni awọn abuda akọkọ wọnyi.

(1) Eto ti awọn patikulu ti ohun elo gilasi isotropic jẹ alaibamu ati aṣọ-iṣiro iṣiro. Nitorinaa, nigbati ko ba si aapọn inu inu gilasi, awọn ohun-ini ti ara ati kemikali (gẹgẹbi líle, modulus rirọ, olùsọdipúpọ gbigbona, imudara igbona, atọka itọka, adaṣe, ati bẹbẹ lọ) jẹ kanna ni gbogbo awọn itọnisọna. Bibẹẹkọ, nigbati aapọn ba wa ninu gilasi, isokan igbekalẹ yoo parun, ati gilasi yoo ṣafihan anisotropy, gẹgẹbi iyatọ ọna opopona ti o han gbangba.

(2) Metastability

Idi ti gilasi naa wa ni ipo metastable ni pe a gba gilasi nipasẹ itutu agbaiye ti yo. Nitori ilosoke didasilẹ ti iki lakoko ilana itutu agbaiye, awọn patikulu ko ni akoko lati ṣe iṣeto deede ti awọn kirisita, ati agbara inu ti eto ko ni iye ti o kere julọ, ṣugbọn ni ipo metastable; Bibẹẹkọ, botilẹjẹpe gilasi wa ni ipo agbara ti o ga julọ, ko le yipada lairotẹlẹ sinu ọja nitori iki giga rẹ ni iwọn otutu yara; Nikan labẹ awọn ipo ita kan, eyini ni lati sọ pe, a gbọdọ bori idena ti o pọju ti ohun elo lati ipo gilasi si ipo crystalline, a le pin gilasi naa. Nitorina, lati oju-ọna ti thermodynamics, ipo gilasi jẹ riru, ṣugbọn lati oju-ọna ti kinetics, o jẹ idurosinsin. Botilẹjẹpe o ni ifarahan ti itusilẹ ooru ti ara ẹni ti o yipada si gara pẹlu agbara inu kekere, iṣeeṣe ti yi pada si ipo gara jẹ kekere pupọ ni iwọn otutu yara, nitorinaa gilasi wa ni ipo metastable.

(3) Ko si aaye yo ti o wa titi

Iyipada ti nkan gilasi lati ri to si omi ni a gbe jade ni iwọn otutu kan (iwọn iyipada iwọn otutu), eyiti o yatọ si nkan ti okuta kirisita ati pe ko ni aaye yo ti o wa titi. Nigbati nkan kan ba yipada lati yo si ti o lagbara, ti o ba jẹ ilana ti crystallization, awọn ipele tuntun yoo ṣẹda ninu eto naa, ati iwọn otutu crystallization, awọn ohun-ini ati ọpọlọpọ awọn aaye miiran yoo yipada ni airotẹlẹ.

Bi iwọn otutu ti dinku, iki ti yo pọ si, ati nikẹhin gilasi ti o lagbara ti ṣẹda. Ilana imuduro ti pari ni iwọn otutu jakejado, ko si si awọn kirisita tuntun ti a ṣẹda. Iwọn iwọn otutu ti iyipada lati yo si gilasi to lagbara da lori akopọ kemikali ti gilasi, eyiti o yipada ni gbogbogbo ni awọn mewa si awọn ọgọọgọrun awọn iwọn, nitorinaa gilasi ko ni aaye yo ti o wa titi, ṣugbọn iwọn otutu rirọ nikan. Ni sakani yii, gilasi yoo yipada diẹdiẹ lati viscoplastic si viscoelastic. Ilana iyipada mimu ti ohun-ini yii jẹ ipilẹ ti gilasi pẹlu ilana ṣiṣe to dara.

(4) Ilọsiwaju ati iyipada ti iyipada ohun-ini

Ilana iyipada ohun-ini ti awọn ohun elo gilasi lati ipo yo si ipo ti o lagbara jẹ ilọsiwaju ati iyipada, ninu eyiti o wa ni apakan ti agbegbe otutu ti o jẹ ṣiṣu, ti a npe ni "iyipada" tabi "aiṣedeede", ninu eyiti awọn ohun-ini ni awọn iyipada pataki.

Ninu ọran ti crystallization, awọn ohun-ini yipada bi o ṣe han ninu tẹ ABCD, t. O jẹ aaye yo ti ohun elo naa. Nigbati awọn gilasi ti wa ni akoso nipa supercooling, awọn ilana ayipada bi o han ni abkfe ti tẹ. T jẹ iwọn otutu iyipada gilasi, t jẹ iwọn otutu rirọ ti gilasi. Fun gilasi oxide, viscosity ti o baamu si awọn iye meji wọnyi jẹ nipa 101pa · s ati 1005p · s.

Ilana iṣeto ti gilasi fifọ

“Ipilẹ gilasi” n tọka si iṣeto jiometirika ti awọn ions tabi awọn ọta ni aaye ati igbekalẹ ti iṣaaju ti wọn ṣe ni gilasi. Iwadi lori eto gilasi ti ṣe awọn igbiyanju irora ati ọgbọn ti ọpọlọpọ awọn onimọ-jinlẹ gilasi. Igbiyanju akọkọ lati ṣe alaye pataki ti gilasi jẹ g. Iṣeduro omi tutu ti tamman, eyiti o dimu gilasi naa jẹ omi tutu pupọ, Ilana ti gilaasi didi lati yo si to lagbara jẹ ilana ti ara nikan, iyẹn ni, pẹlu idinku iwọn otutu, awọn ohun elo gilasi maa n sunmọ nitori idinku agbara kainetic , ati awọn ibaraenisepo agbara maa posi, eyi ti o mu ki awọn ìyí ti gilasi ilosoke, ati nipari dagba a ipon ati alaibamu ri to nkan na. Ọpọlọpọ eniyan ti ṣe ọpọlọpọ iṣẹ. Awọn idawọle ti o ni ipa julọ ti eto gilaasi ode oni jẹ: imọ-ọja ọja, imọ-ẹrọ nẹtiwọọki laileto, ilana gel, ilana isamisi igun marun, ero polymer ati bẹbẹ lọ. Lara wọn, itumọ ti o dara julọ ti gilasi jẹ imọran ti ọja ati nẹtiwọki laileto.

Ilana Crystal

Randell l fi siwaju awọn gara yii ti gilasi be ni 1930, nitori awọn Ìtọjú Àpẹẹrẹ ti diẹ ninu awọn gilaasi ni iru si wipe ti awọn kirisita ti kanna tiwqn. O ro pe gilasi jẹ ti microcrystalline ati ohun elo amorphous. Microproduct naa ni eto atomiki deede ati aala ti o han gbangba pẹlu ohun elo amorphous. Iwọn microproduct jẹ 1.0 ~ 1.5nm, ati pe akoonu rẹ jẹ diẹ sii ju 80%. Iṣalaye ti microcrystalline ti bajẹ. Ni kikọ ikẹkọ annealing ti gilasi opiti silicate, Lebedev rii pe iyipada lojiji wa ni ọna ti atọka itọka gilasi pẹlu iwọn otutu ni 520 ℃. O ṣe alaye lasan yii bi iyipada isokan ti quartz “microcrystalline” ninu gilasi ni 520 ℃. Lebedev gbagbọ pe gilasi jẹ ti ọpọlọpọ “awọn kirisita”, eyiti o yatọ si microcrystalline, iyipada lati “crystal” si agbegbe amorphous ti pari ni ipele nipasẹ igbese, ati pe ko si aala ti o han laarin wọn.