Стеклообразное состояние

Стеклообразное состояние

Стеклообразное состояние (структурные стёкла) — аморфное состояние вещества, формирующееся при затвердевании переохлаждённого расплава. Обратимость перехода из стеклообразного состояния в расплав и из расплава в стеклообразное состояние (стеклование) является особенностью, которая отличает стеклообразное состояние от других аморфных состояний. Постепенное возрастание вязкости расплава препятствует кристаллизации вещества, то есть переходу к термодинамически более устойчивому кристаллическому состоянию с меньшей свободной энергией. Процесс стеклования характеризуется температурным интервалом. Переход вещества из стеклообразного состояния в кристаллическое является фазовым переходом 1-го рода.

В стеклообразном состоянии может находиться значит, число простых веществ (S, Se, As, Р), окислов (В₂О₃, SiО₂, GeО₂, As₂О₃, Sb₂О₃, FeО₂, Р₂О₅), водных растворов (H_2О2, H₂SО₄, H₃PО₄, HClО₄, H₂SeO₄, H₂CrO₄, NH₄OH, КОН, НС1, LiCl), халькогенидов ряда элементов (As, Ge, P), некоторых галогенидов и карбонатов. Многие из этих веществ составляют основу более сложных по составу стёкол. Среди однокомпонентных стёкол наибольшее, практическое значение имеет оксид SiО₂, отличающийся жаропрочностью, химической устойчивостью, стойкостью к перепадам температуры. Однако технология его изготовления сложна и необходимая температуpa высока. Чтобы снизить её и придать стеклу нужные свойства, к SiО₂ добавляют другие оксиды, прежде всего щелочные и щёлочноземельные. При этом температуpa нагрева снижается на 200—300°С. Роль таких добавок (модификаторов) в том, что они «разрыхляют» сетку химических связей в SiО₂.

Вещество в стеклообразном состоянии представляет собой твердотельную систему атомов и атомных групп, преимущественно с ковалентной связью между ними. Дифракционные методы исследования (рентгеновский структурный анализ, электронография, нейтронография структурная) позволяют определить упорядоченность в расположении соседних атомов. По угловой зависимости интенсивности рассеяния строят кривые радиального распределения атомов. Расстояния между максимумами этой кривой соответствуют межатомным расстояниям, а площадь, ограниченная максимумами, даёт информацию о среднем числе атомов, находящихся на соответствующем расстоянии от данного.

Стёкла, как правило, изотропны, хрупки, имеют раковистый излом при сколе. По оптическим свойствам обычно прозрачны (для видимых, ИК- УФ-, рентгеновского и γ излучения). Локальные механические напряжения и неоднородность структуры стекла часто обусловливают двойное лучепреломление. Практически все стёкла слабо люминесцируют. Для усиления этого эффекта в них добавляют активаторы — редкоземельные элементы, уран и др. Используя вспомогательное возбуждение большой мощности (накачку) и подобранные активаторы, получают активную среду для генерации мощного когерентного излучения. Стёкла, как правило, диамагнитны, примеси окислов редкоземельных металлов делают их парамагнитными. Из некоторых стёкол специального состава получают ситаллы (материалы, состоящие из одной или нескольких кристаллических фаз, равномерно распределённых в стеклообразной фазе). По электрическим свойствам большинство стёкол — диэлектрики (силикатные стёкла), но есть и полупроводники и металлы (смотри Аморфные металлы).

Понятие стеклообразное состояние обобщается на конденсированные системы, в которых отсутствует пространственное упорядочение не в расположении атомов, а в ориентации спинов и спиновой плотности (спиновые стёкла), в ориентации и распределении электрических дипольных и квадрупольных моментов и т.п.

⇐ Перейти на главную страницу сайта
⇐

⇑ Вернуться в начало страницы ⇑

Библиотека Ordo Deus ⇒
⇒

⇐ Аморфные металлы

⇓ Каталог систематический ⇓

Ксенон ⇒

Все статьи в полном изложении, Вы можете найти в физической энциклопедии (в 5-ти томах) / Гл. ред. А.М. Прохоров. Издательство «Советская энциклопедия», «Большая Российская энциклопедия» 1988 – 1999 гг.

Внимание! Вы находитесь в библиотеке «Ordo Deus». Все книги в электронном варианте, содержащиеся в библиотеке «Ordo Deus», принадлежат их законным владельцам (авторам, переводчикам, издательствам). Все книги и статьи взяты из открытых источников и размещаются здесь только для чтения.

Библиотека «Ordo Deus» не преследует никакой коммерческой выгоды.

Все авторские права сохраняются за правообладателями. Если Вы являетесь автором данного документа и хотите дополнить его или изменить, уточнить реквизиты автора, опубликовать другие документы или возможно вы не желаете, чтобы какой-то из ваших материалов находился в библиотеке, пожалуйста, свяжитесь с нами по e-mail:
info @ ordodeus. ru
Формы для прямой связи с нами находятся в нижней части страниц: контакты и устав «Ordo Deus», для перехода на эти страницы воспользуйтесь кнопкой контакты вверху страницы или ссылкой в оглавлении сайта.

© Ordo Deus, 2010. При копировании ссылка на сайт http://www.ordodeus.ru обязательна.