Glass transition

• Определение и свойства стекла

  • Стекло — это аморфное твердое вещество, которое не кристаллизуется при охлаждении. 
  • Оно обладает высокой прочностью и прозрачностью, но имеет низкую теплопроводность. 
  • Стекло может быть получено из расплава или из переохлажденного раствора. 

• История и развитие

  • Стекло было известно с древних времен, но его состав и процесс производства менялись со временем. 
  • В 19 веке были разработаны методы производства стекла, такие как метод Флинта и метод Пито. 
  • В 20 веке были разработаны новые технологии, такие как метод горизонтального вытягивания и метод вертикального вытягивания. 

• Фазовые переходы и стеклообразование

  • Стекло образуется при охлаждении жидкости ниже определенной температуры, называемой температурой стеклования. 
  • Существует несколько теорий стеклообразования, включая теорию Френкеля и теорию свободного объема. 
  • Стекло может быть получено путем охлаждения расплава или переохлажденного раствора, и его свойства зависят от скорости охлаждения. 

• Фазовая диаграмма и стеклование

  • Фазовая диаграмма показывает различные состояния вещества, включая жидкое, твердое и стекло. 
  • Стекло образуется в области между жидким и твердым состояниями, где энтропия уменьшается. 
  • Температура стеклования является критической точкой на фазовой диаграмме, где происходит переход от жидкого к стеклообразному состоянию. 

• Влияние на различные материалы

  • Стеклообразование в различных материалах, таких как кварц и полимеры, имеет свои особенности и зависит от их химического состава и структуры. 
  • В кварце стеклообразование связано с изменением энергии связей и зависит от добавления различных элементов. 
  • В полимерах стеклообразование связано с гибкостью полимерных цепей и может быть изменено добавлением пластификаторов. 

• Механизмы стеклообразования

  • Существуют различные теории, объясняющие механизмы стеклообразования, включая теорию свободного объема и теорию Френкеля. 
  • В этих теориях рассматриваются процессы, происходящие при охлаждении жидкости, такие как образование зародышей и рост кристаллов. 

• Теплопроводность и вязкость

  • Стекло обладает низкой теплопроводностью из-за отсутствия упорядоченной структуры. 
  • Вязкость стекла увеличивается при понижении температуры, что связано с увеличением длины свободного пробега молекул. 

• Механические свойства и стеклообразование

  • Механические свойства стекла, такие как прочность и упругость, зависят от его структуры и состава. 
  • Стеклообразование связано с ориентацией молекул и образованием связей между ними. 

• Электронная структура и стеклообразование

  • Взаимодействие тепловых фононов с электронной структурой может влиять на проводимость стекла. 
  • Линдеман предположил, что падение проводимости при переходе от кристаллического к жидкому состоянию связано с увеличением амплитуды атомных колебаний. 
  • Пересказана только часть статьи. Для продолжения перейдите к чтению оригинала.