Стеклообразное состояние и свойства стекол Особенности и характерные признаки стеклообразного состояния вещества

Стеклообразное состояние представляет собой аморфную разновидность твердого агрегатного состояния вещества, отличительной особенностью которого является неупорядоченное расположение частиц в пространстве.

В соответствии с определением комиссии по терминологии АН СССР, данном в 1932г., «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 обратим».

Таким образом, в основу этого определения положены следующие отличительные признаки стекла:

а) аморфность - отсутствие в структуре дальнего порядка;

б) способ получения - из расплава путем его переохлаждения;

в) механические свойства, характерные для твердых тел, обусловленные высокими значениями вязкости;

г) обратимость процесса перехода расплав – стекло.

В виде стекла можно получить многие неорганические (оксиды, галогениды, сульфаты, нитриты, сульфиды и селениды металлов, сплавы) и органические (сахара, смолы, полиакрилаты) соединения.

В практике стеклоделия распространен способ получения стекла путем переохлаждения расплава, который вошел в определение. Однако известны и другие способы получения стекла: высокотемпературный гидролиз некоторых хлоридов, пиролиз органических смол, воздействие радиации и др.

Отличительными особенностями стеклообразного состояния являются:

-рентгеноаморфность. - все стекла, независимо от состава и температурной области затвердевания, рентгеноаморфны.

-изотропность. - свойства стекла одинаковы во всех направлениях, что обусловлено отсутствием направленной ориентации частиц. Анизотропия может возникнуть в результате воздействия внешних факторов.

-отсутствие определенной температуры плавления. Постепенно размягчаясь при нагревании, стеклообразные вещества переходят в жидкое состояние, а при охлаждении снова твердое. При этом с изменением температуры происходит монотонное и непрерывное изменение всех свойств стекла.

-метастабильность и неравновесность, т.е. наличие повышенного запаса внутренней энергии, которая в кристаллическом теле затрачивалась на построение кристаллической решетки. Эти два признака позволяют термодинамически и кинетически обосновать сам процесс стеклообразования.