Вязкая жидкость - Википедия - Viscous liquid

Не путать с Сверхтекучесть, Переохлаждение, или же Переохлаждение.

В физика конденсированного состояния и физическая химия, условия вязкая жидкость, переохлажденная жидкость, и стеклоформующая жидкость часто используются как синонимы для обозначения жидкости которые в то же время очень вязкий (видеть Вязкость аморфных материалов ), может быть или есть переохлажденный, и может сформировать стекло.

Рабочие места в обработке стекла

Выдувание стекла делается примерно в рабочая точка.

Механические свойства стеклообразующих жидкостей зависят в первую очередь от вязкости. Поэтому следующие рабочие точки определены с точки зрения вязкости. Температура указана для промышленных натриевое стекло:[1]

обозначениевязкость (Па.с)температура (° C, в известково-натриевом стекле)
температура плавления[2]1011300
рабочая точка103950-1000
точка погружения103.22
точка потока104~900
точка размягчения (Литтлтон)[3]106.6600
точка размягчения (дилатометрическая)~1010.3>~500
точка отжига~1012<~500
точка перехода1012..1012.6<~500
точка деформации~1013.5<~500

Классификация хрупко-прочная

Основная статья: Хрупкость

В широко распространенной классификации, созданной химиком Остин Энджелл, стеклообразующая жидкость называется сильный если его вязкость приблизительно соответствует Закон Аррениуса (log η линейен по 1 /Т ). В противоположном случае явно неаррениусовского поведения жидкость называется хрупкий. Эта классификация не имеет прямого отношения к обычному использованию слова «хрупкость» для обозначения хрупкость.Вязкое течение в аморфных материалах характеризуется отклонениями от поведения типа Аррениуса: энергия активации вязкость Q изменяется с высокого значения QЧАС при низких температурах (в стеклообразном состоянии) до низкого значения QL при высоких температурах (в жидком состоянии). Аморфные материалы классифицируются в соответствии с отклонением от поведения их вязкости по типу Аррениуса как сильные, когда QЧАС-QLL или хрупким, когда QЧАС-QL≥QL. Хрупкость аморфных материалов численно характеризуется коэффициентом хрупкости Доремуса RD= QЧАС/ QL . Сильные расплавы - это расплавы с (RD-1) <1, тогда как хрупкими являются расплавы с (RD-1) ≥ 1. Хрупкость связана с процессами разрыва связи материалов, вызванными тепловыми колебаниями. Разрыв связи изменяет свойства аморфного материала, так что чем выше концентрация разорванных связей, называемых конфигурациями, тем ниже вязкость. Материалы с более высокой энтальпией образования конфигурона по сравнению с их энтальпией движения имеют более высокий коэффициент хрупкости Doremus, и наоборот, плавки с относительно более низкой энтальпией образования конфигурона имеют более низкую хрупкость.[4]Совсем недавно хрупкость была количественно связана с деталями межатомного или межмолекулярного потенциала, и было показано, что более крутые межатомные потенциалы приводят к более хрупким жидкостям.[5].

Теория связи мод

Микроскопическая динамика при вязкости от низкой до умеренной рассматривается в теория связи мод, разработан Вольфганг Гётце и сотрудники с 1980-х годов. Эта теория описывает замедление структурная релаксация при охлаждении до критической температуры Tc, обычно на 20% выше Tg.

Примечания и источники

Учебники

  • Гётце, W (2009): Комплексная динамика стеклообразующих жидкостей. Теория связи мод. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.
  • Zarzycki, J (1982): Les Verres et l'état vitreux. Париж: Массон. Также доступен в английском переводе.

Рекомендации

  1. ^ Зажицкий (1982), с. 219, 222.
  2. ^ Это нет температура плавления сопутствующей кристаллической фазы. Эту точку плавления скорее называют температура ликвидуса; в натриевом стекле она составляет около 1000..1040 ° C.
  3. ^ J. T. Littleton, J. Am. Ceram. Soc. 18, 239 (1935).
  4. ^ М.И. Охован, W.E. Ли. Хрупкость оксидных расплавов как термодинамический параметр. Phys. Chem. Очки, 46, 7-11 (2005).
  5. ^ Krausser, J .; Samwer, K .; Закконе, А. (2015). «Мягкость межатомного отталкивания напрямую контролирует хрупкость переохлажденных металлических расплавов». Труды Национальной академии наук США. 112 (45): 13762. Дои:10.1073 / pnas.1503741112.