Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


СТЕКЛООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЕ

СТЕКЛООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЕ, твердое аморфное состояние в-ва, получающееся в результате глубокого переохлаждения жидкости. Стеклообразное состояние неравновесное, однако в-во в этом состоянии может существовать длит. время. При глубоком переохлаждении жидкости неограниченно снижается подвижность составляющих ее частиц (атомов, молекул) и происходит "замораживание" структуры ближнего порядка жидкости. Стеклообразные в-ва в отличие от жидкостей сохраняют свою форму и не способны к необратимой деформации под действием внеш. сил.

При охлаждении жидкости подвижность составляющих ее частиц снижается постепенно, что проявляется в постепенном росте вязкости жидкости. Интервал т-р, в к-ром происходит переход из жидкого состояния в стеклообразное состояние, наз. интервалом стеклования. Т-ры верхней и нижней границ интервала стеклования зависят от скорости охлаждения жидкости-они тем выше, чем больше эта скорость. При скорости охлаждения 3 К/мин эти т-ры близки т-рам, при к-рых h жидкости равна соотв. 1010 и 1014 Па·с.

Т. к. верхняя т-ра интервала стеклования обычно намного ниже т-ры ликвидуса (см. Диаграмма состояния), в стеклообразное состояние могут переходить только в-ва, склонные к переохлаждению, т.е. способные пройти при охлаждении подликвидусную область т-р без появления признаков кристаллизации. В виду "замороженности" структуры в-во, перешедшее в стеклообразное состояние и находящееся при т-ре, существенно более низкой, чем т-ра ниж. границы интервала стеклования, к кристаллизации не способно. Чем быстрее проводится охлаждение, тем больше вероятность, что данная жидкость будет получена в стеклообразном состоянии. Миним. скорость охлаждения жидкости, к-рая еще обеспечивает получение стеклообразного состояния, наз. критич. скоростью охлаждения.

. Переход из жидкого в стеклообразное состояние и обратно сопровождается изменением температурных коэф. всех св-в в-ва. При этом всегда наблюдается характерная петля гистерезиса (см. рис.). По пересечению экстраполир. участков температурных зависимостей св-ва, полученных для жидкого и стеклообразного состояний, определяется характеристич. т-ра интервала стеклования, наз. т-рой стеклования Тg. Нередко т-рой стеклования называют т-ру, определенную по кривой нагревания, - на рис. Т'g. Обычно Т'g превышает Тg на 10-15 К.

4085-3.jpg

Общий характер температурной зависимости уд. объема V в-ва в интервале стеклования. Стрелки показывают на правление изменения т-ры.

Среди неорг. в-в высокую склонность к стеклообразова-нию проявляют SiO2, В2О3, GeO,, BeF2, мышьяка халько-гениды и др. Легко переводятся в стеклообразное состояние расплавы разнообразных смесей оксидов в случаях, когда в этих смесях значительно содержание перечисленных выше оксидов, а также Р2О5. Высока склонность к стеклообразованшо у разл. жидких смесей галогенидов и халькогенидов, а также орг. соединений (см. Стеклообразное состояние полимеров). При скоростях охлаждения 105-107 К м. б. переведены в стеклообразное состояние даже мн. металлич. сплавы (металлич. стекла, аморфные металлы).

В-ва в стеклообразном состоянии-стекла-отличаются от в-в в кристаллич. состоянии рядом характерных особенностей, в частности изотропностью, постепенностью затвердевания и размягчения. Мн. стекла характеризуются высокой прозрачностью в видимой части спектра. Эти и многие др. специфич. особенности стекол и материалов на их основе определяют их разнообразное применение в стр-ве, быту, электротехнике, электронике, хим. лабораториях и хим. пром-сти, оптике, линиях связи и др. См., напр., Ситаллы, Стекло неорганическое, Стеклопластики, Стеклянное волокно.

Иногда понятие стеклообразного состояния распространяют на все твердые аморфные тела. Б. ч., однако, в-вами в стеклообразном состоянии считаются лишь те твердые аморфные в-ва, структура к-рых подобна структуре соответствующей жидкости. Так, к в-вам в стеклообразном состоянии принадлежат в-ва, полученные по золь-гель технологии. В то же время твердые аморфные тела, полученные конденсацией в-ва из паровой фазы, электролитич. осаждением и т.д., не находятся в стеклообразном состоянии. Нек-рые из них можно, однако, перевести в стеклообразное состояние путем нагрева до т-р, превышающих интервал стеклования, с послед. охлаждением.

Лит.: Аппен А. А., Химия стекла, 2 изд., Л., 1974; Шульц М. М., Мазурин О. В., Современные представления о строении стекол и их свойствах, Л., 1988. О. В. Мазурин.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн