шпаргалка

Природа стеклообразного состояния (характеристика и особенности свойств стекол)

[ Назад ]

(рассматриваются оксидные стекла)

1. изотропия свойств (характерно для твердых аморфных тел);

2. отсутствие определенной температуры плавления – термопластичность (характерно для твердых аморфных тел);

a. т.е. обладающие в результате постепенного повышения вязкости с повышением температуры механическими свойствами твердых тел;

b. процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обратим;

3. сравнительно большая вязкость , Пас;

























































































4. пространственная структура – «сетка», «каркас»;

Атомы и ионы начинают полимеризоваться – объединяться в крупные молекулы и комплексы (т.н. кластеры)

Увеличиваются размеры молекул Снижается скорость колебательно движения Повышается вязкость Именно так образуется типичное стекло.

Металлы не склонны образовывать кластеры в расплавах (имеют плотную упаковку – координационное число = 8…12 - и ненаправленную металлическую связь)













































5. термодинамическая неустойчивость

Стекла термодинамически неравновесны – при определенных температурных условиях они способны к рекристаллизации – т.н. расстекловыванию. Расстекловывание повышает хрупкость, портит (снижает) прозрачность. Борьба: - подбор состава, соответствующего условиям эксплуатации; сокращение срока пребывания в области опасных температур…Механизм расстекловывания…

6. малая теплота кристаллизации (отсутствие площадки на кривой плавления)

7. химический состав (оксиды – самые разные)

1. оксиды стеклообразующие (способные создавать пространственную сетку): - оксиды Si, B, P, Y, Ge, As; правило: в любом стекле должен быть хотя бы один стеклообразующий оксид;

2. оксиды, не дающие стабильной стекловидной структуры:

2.1. оксиды Al, Fe и др. (но они способны замещать стеклообразующие оксиды в структурной сетке);

2.2. оксиды ЩМ и ЩЗМ (Na, K, Ca,…) – некоторые могут подавлять склонность к кристаллизации и даже приводить к дефектам на молекулярном уровне, но сильно снижают вязкость стекол, что очень важно технологически (снижается температура варки стекла и обработки изделий). Иногда их называют модификаторами. По содержанию оксидов ЩМ и ЩЗМ стекла бывают:

2.2.1. бесщелочные (кварцевое)

2.2.2. щелочные без тяжелых оксидов (натриевые, калиевые, калийнатриевые)

2.2.3. щелочные с высоким содержанием щелочных оксидов (силикатно-свинцовое, бариевое)

8. малое изменение объема при плавлении

Это связано с межатомными силами. Связи Si=O очень прочные и межатомные расстояния при повышении температуры меняются очень незначительно: это особенно понятно на примере кварцевого стекла, состоящего на 99,9% из выше указанных тетраэдров, соединенных в сетку. Другие стекла содержат кроме указанных тетраэдров другие элементы (катионы Al, B, K, Na). Под влиянием последних прочность связей Si=O ослабевает и стекло сильнее расширяется при нагреве и легче плавится. Заметим, что кварцевое стекло имеет низкое значение ТКЛР.

9. поверхностное натяжение (силы поверхностного натяжения)





КАТЕГОРИИ:

Network | английский | архитектура эвм | астрономия | аудит | биология | вычислительная математика | география | Гражданское право | демография | дискретная математика | законодательство | история | квантовая физика | компиляторы | КСЕ - Концепция современного естествознания | культурология | линейная алгебра | литература | математическая статистика | математический анализ | Международный стандарт финансовой отчетности МСФО | менеджмент | метрология | механика | немецкий | неорганическая химия | ОБЖ | общая физика | операционные системы | оптимизация в сапр | органическая химия | педагогика | политология | правоведение | прочие дисциплины | психология (методы) | радиоэлектроника | религия | русский | сертификация | сопромат | социология | теория вероятностей | управление в технических системах | физкультура | философия | фотография | французский | школьная математика | экология | экономика | экономика (словарь) | язык Assembler | язык Basic, VB | язык Pascal | язык Си, Си++ |