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淺談玻璃有什么通性?


玻璃是一種無規則結構的非晶態固體(從微觀上看,玻璃也是一種液體),其分子不像晶體那樣在空間具有長程有序的排列,而近似于液體那樣具有短程有序。玻璃像固體一樣保持特定的外形,不像液體那樣隨重力作用而流動。
  各向同性
  玻璃的分子排列是無規則的,其分子在空間中具有統計上的均勻性。在理想狀態下,均質玻璃的物理、化學性質(如折射率、硬度、彈性模量、熱膨脹系數、導熱率、電導率等)在各方向都是相同的。
  無固定熔點
  玻璃由固體轉變為液體是一定溫度區域(即軟化溫度范圍)內進行的,它與結晶物質不同,沒有固定的熔點。軟化溫度范圍Tg~T1,Tg為轉變溫度,T1為液相線溫度,對應的黏度分別為1013.4 dPa·s、104~6dPa·s。
  介穩性
  玻璃態物質一般是由熔融體快速冷卻而得到,從熔融態向玻璃態轉變時,冷卻過程中黏度急劇增大,質點來不及做有規則排列而形成晶體,沒有釋出結晶潛熱,因此,玻璃態物質比結晶態物質含有較高的內能,其能量介于熔融態和結晶態之間,屬于亞穩狀態。從力學觀點看,玻璃是一種不穩定的高能狀態,比如存在低能量狀態轉化的趨勢,即有析晶傾向,所以,玻璃是一種亞穩態固體材料。
  漸變性可逆性
  玻璃態物質從熔融態到固體狀態的過程是漸變的,其物理、化學性質的變化也是連續的和漸變的。這與熔體的結晶過程明顯不同,結晶過程必然出現新相,在結晶溫度點附近,許多性質會發生突變。而玻璃態物質從熔融狀態到固體狀態是在較寬溫度范圍內完成的,隨著溫度逐漸降低,玻璃熔體黏度逐漸增大,最后形成固態玻璃,但是過程中沒有新相形成。相反玻璃加熱變為熔體的過程也是漸變的。
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