Вопрос 14. Фх особенности стеклообразного сост-я:
1) изотропность, что означает независимость значений свойств от направления их измерения. Такая особенность стеклообразных веществ определяется их своеобразной структурой;
2) избыточныйзапас внутренней энергии по сравнению с внутренней энергией того же вещества в кристаллическом состоянии.
3) процесс перехода из жидкого состояния в твердое стеклообразное совершается в более или менее широком интервале температур.
4) Физико-химические свойства стекол при переходе из расплавленного жидкого в твердое состояние изменяются непрерывно.
Стеклом называются все аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплава, независимо от их химического состава и температурной области затвердевания, и обладающие в результате постепенного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел, причем процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обратимым.
(ASTM):стекло —неорганический продукт плавления, охлажденный до твердого состояния без кристаллизации.
Теория аморфной непрерывной структуры, или структурно-координационная гипотеза Захариассена—Уоррена.
В. Захариассен высказал положение, согласно которому атомы в стекле, так же как и в кристалле, должны образовывать непрерывную трехмерную решетку, но эта решетка в отличие от решетки кристалла несимметрична и непериодична, вследствие чего внутренняя энергия стекла больше внутренней энергии кристалла.
Схема структурных решеток:а — кристаллического кремнезема; б — кварцевого стекла; в — натрий-силикатного стекла
Как видно из рис. 32, а, в кристаллической решетке кварца ориентация кремнекислородных тетраэдров относительно друг друга является строго закономерной (углы имеют строго определенное значение). В структуре стеклообразного кремнезема (рис. 32, б) одни кремнекислородные тетраэдры повернуты относительно других произвольно. Угол связи атомов кислорода с центральными атомами кремния меняется от одного атома кислорода к другому. В итоге уже на расстояниях больших, чем примерно два межатомных расстояния, взаимное расположение тетраэдров оказывается произвольным, беспорядочным, хотя в целом они все вместе образуют непрерывную трехмерную атомную постройку. Следует вывод о гомогенном однородном строении стекла.
Кристаллитная гипотеза А. А. Лебедева.
силикатное стекло состоит из бесконечного числа мельчайших кристалликов кремнезема и силикатов настолько малых, что при исследовании стеклообразных тел они кажутся оптически однородными и лишь в некоторых случаях проявляют кристаллическую природу. Не подтвердилось.
Лебедев выдвинул другую гипотезу — кристаллитную - стекол можно рассматривать как скопление микроструктурных образований с упорядоченным расположением атомов - кристаллитов.
Центральная часть кристаллитов характеризуется упорядоченным расположением частиц, близких к такому у кристалла, а периферия является переходом от одной микрообласти к другой. Отличительной особенностью кристаллитов является отсутствие границ раздела фаз.
Кристаллит является тем зародышем,
из которого со временем может получиться настоящий кристалл. Связь между кристаллитом и кристаллом состоит: всякий кристаллит при определенных условиях может в будущем перейти в кристалл. Он останется кристаллитом до тех пор, пока эта неоднородность в стекле не имеет определенной фазовой границы.
Симбиоз двух предыдущих теорий дал нам: агрегативная гипотеза строения стекла, предложенная О. К. Ботвинкиным, ионно-координационная теория, развитая А. А. Аппеном, полимерная, разработанная В. В. Тарасовым и Г. М. Бартеневым, и ряд других концепций.