«Стеклообразное состояние»

низкомолекулярных соединений, твёрдое аморфное состояние вещества, образующееся при затвердевании его переохлажденного расплава. Обратимость перехода из С. с. в расплав и из расплава в С. с. является особенностью, которая наряду со способом получения отличает С. с. от других твёрдых аморфных состояний (См. Аморфное состояние), в частности от тонких аморфных металлических плёнок. Постепенное возрастание вязкости расплава препятствует кристаллизации (См. Кристаллизация) вещества, т. е. переходу к твёрдому состоянию с наименьшей свободной энергией. Например, коэффициент динамической вязкости такого стеклообразующего вещества, как 5102 при температуре плавления Т_пл= 1710°С составляет 10^7,7 пз (для воды при Т_пл = 0 °С —0,02 пз). Переход расплава в С. с. (процесс стеклования (См. Стеклование)) характеризуется некоторым температурным интервалом. С. с. метастабильно; переход вещества из С. с. в кристаллическое является фазовым переходом 1-го рода.

В С. с. может находиться значительное число неорганических веществ: простые вещества (S, Se, As, Р); окислы (В₂О₃, SiO₂, GeO₂, As₂O₃, SbO₃, FeO₂, V ₂O₅), водные растворы H₂O₂, H₂SO₄, H₃PO₄, HClO₄, H₂SeO₄, H₂CrO₄, NH₄OH, КОН, HCl, LiCl: халькогениды мышьяка, германия, фосфора; некоторые галогениды и карбонаты. Многие из этих веществ составляют основу сложных стекол (См. Стекло).

Вещество в С. с. представляет собой жёсткую систему атомов и атомных групп, связь между которыми в большей или меньшей степени определяется ковалентными взаимодействиями. Дифракционные методы исследования (Рентгеновский структурный анализ, Электронография, Нейтронография) позволяют определить упорядоченность в расположении соседних атомов (ближний порядок, см. Дальний порядок и ближний порядок). Измеряя радиусы дифракционных максимумов и их интенсивности, строят т. н. кривую радиального распределения. Максимумы этой кривой соответствуют межатомным расстояниям, а площадь, ограниченная максимумами, даёт информацию о среднем числе атомов, ближайших к данному.

Вещества в С. с. изотропны, хрупки, имеют раковистый излом при сколе и (в зависимости от состава) прозрачны в некоторых областях спектра (видимой, инфракрасной, ультрафиолетовой, рентгеновской и γ-лучей). Механические напряжения (из-за плохого отжига) и неоднородность структуры вещества в С. с. являются причиной двойного лучепреломления (См. Двойное лучепреломление), которое в силу вызывающих его неконтролируемых факторов нестабильно и является «вредным» в оптической технике. Однако применение находит двойное лучепреломление, вызываемое воздействием электрических и магнитных полей (см. Керра эффект). Практически все стекла слабо люминесцируют (см. Люминесценция). Для усиления этого эффекта в них добавляют активаторы — редкоземельные элементы, уран и др. Используя накачку (См. Накачка)и специально подобранные активаторы, получают мощное когерентное излучение (см. Лазер). Вещества в С. с., как правило, диамагнитны, значительные примеси окислов редкоземельных металлов делают вещества в С. с. парамагнитными. Из некоторых стекол специального состава получают ферромагнитные материалы (например, некоторые Ситаллы). По электрическим свойствам большинство стекол — Диэлектрики(силикатные стекла), но есть большая группа веществ, обладающих в С. с. свойствами полупроводников (халькогенидные стекла, см. Полупроводники аморфные).

О С. с. полимеров см. в ст. Стеклование полимеров.

Лит.: Мотт Н., Дэвис Э., Электронные процессы в некристаллических веществах, пер. с англ., М., 1974; Аппен А. А., Химия стекла, 2 изд., Л., 1974.

Г. З. Пинскер.

СТЕКЛООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЕ - твердое аморфное состояние вещества, возникающее при застывании его переохлажденного расплава. В стеклообразном состоянии могут находиться лишь некоторые вещества (см. Стекло, Полимеры).

glassy state, vitrescence

vitrescence, glassy state

СТЕКЛООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЕ

аморфное состояние в-ва, формирующееся при затвердевании переохлаждённого расплава. Обратимость перехода из С. с. в расплав и из расплава в С. с. (стеклование) явл. особенностью, к-рая отличает С. с. от др. аморфных состояний. Постепенное возрастание вязкости расплава препятствует кристаллизации в-ва, т. е. переходу к термодинамически более устойчивому крист. состоянию с меньшей свободной энергией. Процесс стеклования характеризуется температурным интервалом. Переход в-ва из С. с. в кристаллическое явл. фазовым переходом I рода.

В С. с. может находиться значит. число простых в-в (S, Se, As, Р); окислов (В2О3, SiO2, GeO2, As2O3, Sb2O3, FeO2, V2O5); водных р-ров Н2О2, H2SO4, H3PO4, HClO4, H2SeO4, H2CrO4, NH4OH, КОН, НСl, LiCl; халькогенидов ряда элементов (As, Ge, P); нек-рых галогенидов и карбонатов. Многие из этих в-в составляют основу сложных по составу стёкол.

В-во в С. с. представляет собой жёсткую систему атомов и ат. групп, преим. с ковалентной связью между ними. Дифракц. методы исследования (рентгеновский структурный анализ, электронография, нейтронография) позволяют определить упорядоченность в расположении соседних атомов в-в в С. с. (ближний порядок, (см. ДАЛЬНИЙ И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК)). Измеряя дифракц. максимумы и их интенсивности, строят т. н. кривую радиального распределения атомов (рис.).

Расстояния между максимумами этой кривой соответствуют межат. расстояниям, а площадь, ограниченная максимумами, даёт информацию о ср. числе атомов, находящихся на соответствующем расстоянии от данного.

В-ва в С. с. в среднем изотропны, хрупки, имеют раковистый излом при сколе, часто прозрачны (для видимых, ИК, УФ, рентгеновских и g-лучей). Местные механич. напряжения и неоднородность структуры в-ва в С. с. обусловливают двойное лучепреломление (переменное в пределах образца). Практически все стёкла слабо люминесцируют (см. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ). Для усиления этого эффекта в них добавляют активаторы — редкозем. элементы, уран и др. Используя вспомогат. возбуждение большой мощности (накачку) и подобранные активаторы, получают мощное когерентное излучение (см. ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ЛАЗЕРЫ). В-ва в С. с., как правило, диамагнитны, примеси окислов редкозем. металлов делают их парамагнитными. Из нек-рых стёкол спец. состава получают ситаллы (материалы, состоящие из одной или неск. кристаллич. фаз, равномерно распредел. в стекловидной фазе). По электрич. св-вам большинство стёкол — диэлектрики (силикатные стёкла), но есть и ПП (см. АМОРФНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ) и металлы (см. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СТЁКЛА).

,

твердое аморфное состояние в-ва, получающееся в результате глубокого переохлаждения жидкости. С. с. 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 С. с., 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

стеклообра́зное состоя́ние

аморфное состояние вещества, возникающее при застывании его переохлаждённого расплава. В стеклообразном состоянии могут находиться лишь некоторые вещества (см. Стекло, Полимеры).

* * *

СТЕКЛООБРА́ЗНОЕ СОСТОЯ́НИЕ, твердое аморфное состояние(см. АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ) вещества, возникающее при застывании его переохлажденного расплава. В стеклообразном состоянии могут находиться лишь некоторые вещества (см. Стекло(см. ХУДОЖЕСТВЕННОЕ СТЕКЛО), Полимеры(см. ПОЛИМЕРЫ)).

твёрдое аморфное состояние в-ва (напр., неорганич. стекол, аморфных органич. полимеров). Неравновесно; характеризуется более высокими значениями энтропии, энтальпии и уд. объёма, чем кристаллич. состояние в-ва. Реализуется, напр., при иэобарич. охлаждении или изотермич. сжатии жидкостей. Переход в С. с. обратим, его температурный интервал соответствует вязкости в-ва в пределах 10⁸ - 10¹²Па*с. Условная хар-ка перехода полимеров при их охлаждении из вязкотекучего или высокоэластического состояния в С. с. - темп-pa стеклования, к-рая для эластомеров лежит ниже О °С. для пластиков, как правило, существенно выше О ^оС.

vitrescence, glassy state

stato vitreo [vetroso]

склува́тий стан

склува́тий стан

аморфное состояние в-ва, возникающее при застывании его переохлаждённого расплава. В С. с. могут находиться лишь нек-рые в-ва, напр., стекло, полимеры.

СТЕКЛООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЕ

СТЕКЛООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЕ - твердое аморфное состояние вещества, возникающее при застывании его переохлажденного расплава. В стеклообразном состоянии могут находиться лишь некоторые вещества (см. Стекло, Полимеры).

Большой Энциклопедический словарь. 2000.

Источник: