Жидкое и аморфное состояния

Как видно из рис. ПО, а, кривая деформации кристаллического тела вначале незначительно растет до температуры плавления (Г ), затем прерывается и при дальнейшем повышении температуры резко растет. Незначительное повышение деформации на отрезке АБ объясняется небольшим понижением модуля упругости (Е) с повышением температуры. Характерным для любых зависимостей свойств кристаллического тела от температуры является скачкообразное изменение в одной температурной точке (Т д), поскольку она определяет фазовый переход вещества из кристаллического в жидкое (аморфное) состояние. [c.371]

Для газообразного фазового состояния характерно полное отсутствие упорядоченности во взаимном расположении частиц. Жидкое (аморфное) состояние определяется ближним порядком во взаимном расположении частиц и отсутствием дальнего порядка. Кристаллическое состояние вещества характеризуется как ближним, так и дальним порядком во взаимном расположении частиц. Как отмечалось ранее, особенностью полимерных молекул является анизотропия их формы. Поэтому в кристаллических высокомолекулярных соединениях понятие дальний порядок включает в себя, как максимальную вероятность нахождения центра тяжести данной молекулы от той, от которой ведется отсчет ( координационный порядок ), так и преимуще- [c.124]

Аморфное состояние полимеров - фазовое состояние (см.) полимеров, характеризующееся наличием только ближнего порядка (см.) во взаимном расположении элементов структуры. Наблюдается в твердом и жидком агрегатных состояниях (см.). [c.396]

Напротив, при неизменности (среднего) значения координационного числа полупроводниковые свойства сохраняются у материала и в расплавленном состоянии. Таким образом, оказалось, что при переходе из твердого в жидкое (аморфное) состояние сохраняется не только характер теплового движения и целый ряд механических свойств тела (Я. И. Френкель), но и в некоторой степени остаются неизменными его электрические характеристики, определяемые типом энергетического спектра. Справедливость изложенной концепции Иоффе о том, что энергетический спектр определяется ближним порядком, была подтверждена работами Б. Т. Коломийца по стеклообразным полупроводникам. [c.20]

Рентгеноструктурные исследования показывают, что аморфное состояние подобно жидкому, т. е. характеризуется неполной упорядоченностью взаимного расположения частиц. На рис. 77 приведена структура стеклообразного диоксида кремния. Как видно, упорядоченное взаимное расположение структурных единиц, характерное для кристаллического 5102 (см. рис. 70, в), в стеклообразном 510 2 строго не выдерживается. Вследствие этого отдельные связи между структурными единица-ми неравноценны. Поэтому у аморф- ных тел нет определенной темпера- [c.122]

ЖИДКОЕ И АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЯ [c.154]

Жидкое состояние вещества характеризуется достаточно сильным межмолекулярным взаимодействием, распространяющимся, однако, внутри небольших агрегатов, которые в свою очередь сохраняют заметную подвижность относительно друг друга. Мгновенное охлаждение жидкости приводит к заметному изменению ее свойств высокая подвижность агрегатов молекул друг относительно друга исчезает и вещество приобретает твердость. Вместе с тем такое охлаждение жидкости обеспечивает переход многих веществ в метастабиль-ное, аморфное состояние, которое характеризуется беспорядочной ориентацией в пространстве отдельных агрегатов молекул. Вещества, находящиеся в аморфном состоянии, стремятся к упорядочению, т. е. к образованию пространственных структур, в которых расположение атомов (молекул) соответствует периодическому повторению узора в трех измерениях. Такие твердые тела называются кристаллами, а расположение атомов в них — кристаллической структурой (или кристаллической решеткой, см. с. 9 и схему ). [c.41]

Рентгеноструктурные исследования показывают, что аморфное состояние подобно жидкому, т. е. характеризуется неполной упорядоченностью взаимного расположения частиц. На рис. 98 приведена структура стеклообразного диоксида кремния. Как видно, упорядоченное взаимное расположение структурных единиц, характерное для [c.154]

Понятие о кинетически стабильных элементах структуры в полимерах не имеет строгого количественного критерия, но чем больше т при прочих равных условиях, тем больше кинетическая стабильность данного элемента структуры. Практически же под кинетически стабильными понимаются те флуктуационные структурные элементы, время жизни которых превышает длительность исследуемого процесса. К образованию флуктуационных структур, характеризуемых большей или меньшей кинетической стабильностью, способны все гибкоцепные полимеры, в том числе эластомеры. С точки зрения структурных особенностей эластомеров их можно считать высокомолекулярными жидкостями с более сложной структурой, чем простые жидкости. Эластомеры находятся в жидком агрегатном состоянии, но отличаются очень высокой вязкостью, поэтому их можно назвать полимерными высоковязкими жидкостями. С другой стороны, эластомеры из-за их высокой вязкости при недлительных нагружениях по своим механическим свойствам подобны упругим твердым телам. К твердым телам относятся как кристаллические, так и аморфные тела (стекла). Жидкости характеризуются непрерывно изменяющейся структурой, которая зависит от температуры Т и давления р. Для твердых же тел характерна неизменность структуры в области существования твердого состояния с данным типом структуры. Таким образо , твердое состояние ве-и ества отличается от жидкого не только структурой, но и ее постоянством при изменении внешних условий. При этом для кристаллов характерны наличие дальнего порядка и термодинамическая стабильность, а для стекол — наличие ближнего порядка и кинетическая стабильность (время жизни структурных элементов в стекле обычно существенно выше времени наблюдения). [c.25]

Аморфное состояние. Аморфные вещества отличаются от кристаллических изотропностью, т. е. подобно жидкости они имеют одинаковые значения данного свойства при измерении в любом направлении внутри вещества. Переход аморфного вещества из твердого состояния в жидкое не сопровождается скачкообразным изменением свойств-это второй важный признак. [c.169]

Аморфные вещества менее устойчивы, чем кристаллические. Любое аморфное вещество в принципе должно кристаллизоваться, и этот процесс должен быть экзотермическим. Поэтому теплота образования аморфного вещества всегда менее отрицательна, чем теплота образования кристаллического (из одних и тех же исходных веществ). Так, теплоты образования аморфной и кристаллической модификаций ВаО] из простых веществ равны соответственно -1254 и -1273 кДж/моль. Этот пример подтверждает также сравнительно небольшое различие в структуре кристаллов и аморфных веществ, а одинаковый порядок значений теплоты перехода из аморфного в кристаллическое состояние (в данном примере она равна -19 кДж/моль) с теплотами кристаллизации подтверждает сходство аморфного состояния с жидким. [c.170]

Глава вторая ЖИДКОЕ И АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЯ [c.276]

Аморфные тела по макроскопическим признакам относятся к твердым, но в отличие от кристаллических они не имеют решетки. По структуре аморфное состояние эквивалентно жидкому, а по характеру теплового движения — кристаллическому. [c.302]

В отличие от аморфных тел монокристаллы обладают анизотропными свойствами, т. е. величина того или иного параметра в кристалле будет различной в направлении разных его осей. Переход из кристаллического твердого в жидкое агрегатное состояние осуществляется скачкообразно при постоянной температуре, называемой температурой плавления. [c.73]

Тепловые эффекты перехода из одного агрегатного состояния в другое АЯф п обычно значительно меньше таковых для химических процессов. В частности, теплоты парообразования АЯпар (при 1 атм) составляют величины порядка 10 (реже нескольких десятков) ккал/моль, теплоты плавления АЯ ,, перехода из аморфного состояния в кристаллическое и превращения одной модификации в другую — порядка 1—5 ккал/моль (см. рис. 3). Эти величины для ряда веществ приведены в табл. 3. Из нее видно, что лишь тогда, когда температура фазового превращения под атмосферным давлением сильно отличается от комнатной (например, для Ag), различием в теплотах парообразования, а поэтому и сублимации, т. е. непосредственного перехода из кристаллического состояния в газообразное, минуя жидкую фазу, нельзя пренебречь. Велики они и для тугоплавких (высококипящих) веществ. Так, для ( 0 = 1 атм) АЯ ар 184 ккал/моль. [c.19]

Отличие аморфного состояния от жидкого заключается в том, что в жидкости происходит интенсивный обмен местами между соседними атомами или молекулами (самодиффузия), замедляющийся с увеличением ее вязкости. Поэтому твердое вещество в аморфном состоянии обычно рассматривают как переохлажденную жидкость с очень большим коэффициентом вязкости. [c.139]

Как известно, вещества могут находиться в трех фазовых состоя- ниях — газообразном, жидком (аморфном) и кристаллическом. Все эти состояния определяются различной степенью упорядоченности в расположении частиц, из которых состоит данное вещество. Кристаллическое фазовое состояние характеризуется опре-/ еленным порядком в расположении молекул, атомов или ионов ( дальний порядок ). Газообразное состояние, наоборот, отличается полным беспорядком в расположении частиц. По этому признаку жидкое (аморфное) состояние занимает промежуточное положение между кристаллическим состоянием и газообразным, В жидкостях наблюдается некоторая упорядоченность в распо- ложении частиц даже при сравнительно высоких температурах [( ближний порядок ). [c.245]

Кристаллическое состояние линейного полимера характеризуется дальним порядком в расположении цепей и звеньев. В аморфном состоянии ориентации звеньев беспорядочны, цепи изогнуты в расположении цепей имеется только ближний порядок. Промежуточным является состояние с упорядоченным расположением цепей, но беспорядочными ориентациями звеньев (рис. IV. 16), Кристаллические полимеры обладают регулярной плотнейшей упаковкой цепей, аморфные — случайной плотнейшей. При кристаллизации жидкого полимера цепи должны вытянуться и выстроиться параллельно друг другу. Однако увеличение вязкости с понижением температуры затрудняет этот процесс. Система может заморозиться в неупорядоченном состоянии, в особенности, если охлаждение происходит быстро, так что цепи не успевают перестраиваться. Так, натуральный каучук легко кристаллизуется при —25°С. но, будучи быстро охлажден до —50°С или ниже, сохраняется в аморфном состоянии. Кристаллизации способствует механическое растяжение полимера, которое приводит к вытягиванию цепей. [c.196]

При написании книги использованы оригинальные исследования преподавателей вузов, ведущих ученых страны и зарубежных исследователей, работающих в области физики жидкого и аморфного состояний вещества. Помимо литературных данных книга содержит результаты исследований автора. Структурные особенности тех или иных веществ анализируются в тесной связи с их свойствами, характером движения и взаимодействия атомов и молекул. Отмечается определяющее влияние структуры твердого состояния на формирование ближнего порядка в жидкости. Учебных пособий аналогичного содержания нет ни в отечественной, ни в зарубежной литературе, хотя потребность в них очевидна. На основе структурных данных, глубокого понимания природы, сил взаимодействия атомов и молекул можно прогнозировать пути и возможности создания новых материалов с заданными механическими, тепловыми, электрическими и оптическими свойствами. Знание атомной структуры, законов движения и взаимодействия частиц способствует формированию материалистического мировоззрения. [c.3]

Термодинамическая трактовка Я. И. Френкелем плотности, (или объема) ряда тел при переходе их из жидкого (аморфного) состояния в твердое (кристаллическое) может быть допущена в отношении нефтяных коксов при переходе их из аморфного состояния с неупорядоченной структурой в кристаллическое (графит) с упорядоченной структурой. При этом переходе происходит общее уменьшение теплосодержания (TdS) с временным возрастанием его в термодинамически неустойчя- [c.204]

Очевидно, что образование смол приведенного типа более вероятно, если исходное вещество находится в жидком (аморфном) состоянии, и может давать несколько ступеней полимеризации. Эти предпосылки особенно благоприятны для образования устойчивых твердо-жидких состояний (твердых растворов), т. е. образования смол сравнительно высокой стабильности. Примером такого типа веществ служат кумароновые смолы, получаемые из кумарона и индена. Однако и у смол этого типа не обнаруживается каких-либо особо ценных свойств по своему характеру оии сходны с канифолью, исключая специфическую особе И1юсгь канифоли — образование мыл . [c.34]

Таким образом, обычная форма существования полимеров ближе всего стоит к жидкому аморфному состоянию. С изменением температуры механические свойства ВМС существенным образом меняются. Поэтому различают три физических состояния полимеров стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее. Типичным примером служит поведение натурального каучука. При низких температурах твердый и даже хрупкий (—70°С), при комнатной температуре весьма эластичен, обратимо растягивается в 5—8 раз, при 160—180°С пластичен и даже течет под действием внешней нагрузки. Переходу из эластичного состояния в хрупкое и текучее отвечает соответстве1шо температура стеклования и температура течения. [c.255]

Соответственно степени беспорядка энтропия вещества в газовом состоянии значительно больше, чем в жидком, а тем более — чем в кристаллическом. Напрн.мер, стандартная энтропия воды 5 гая = = 69,96 Дж/град-моль, а водяного пара = 188,74 Дж/град-моль. У вещества в аморфном состоянии энтропия больше, чем в кристаллическом (более упорядоченном) состоянии, например для стекловидного и кристаллического Si02 стандартные энтропии равны 46,9 и 42,(19 Дж/град-моль соответственно. Стандартная энтропия графита (5,740 Дж/град-моль) больше, чем алмаза (2,368 Дж/град-моль), отличающегося особо жесткой структурой. При данном агрегатном состоянии энтропия тем значительнее, чем больше атомов содержится в молекуле. Так, энтропия Oj(r) (238,8 Дж/град моль) больше, чем газообразных Ог (205,03 Дж/град-моль) и [c.171]

Аморфное. состояние. Аморфные вещества отличаются от кристаллических изотропностью, т. е. подобно жидкости одинаковыми значениями данного свойства при измерении в любом направлении внутри вещества. Переход аморфного вещества из твердого состояния в жидкое не сопровождается скачкообразным изменением свойств — это второй важный признак, отличающий аморфное состояние твердого вещества от кристаллического состояния. Так, в отличиё от кристаллического вещества, имеющего определенную температуру плавления Тпл, при которой происходит скачкообразное изменение свойств (рис. 1.92а), аморфное вещество характеризуется интервалом размягчения Та — Т ь) и непрерывным изменением свойств (рис. 1.926). Этот интервал в зависимости от природы вещества может иметь значение порядка десятков и даже сотен градусов. [c.158]

Фазовые состояния. Полимеры могут существовать в кристаллическом, жидком (аморфном) и жидкокристаллическом (аморфнокристаллическом.) фазовых состояниях, различающихся степенью упорядоченности частей макромолекул в структуре полимера. При этом кристаллическая и аморфная фазы в полимере находятся в состоянии термодинамического равновесия [c.374]

При больших значениях сил внутреннего трения нз сложных структурных единиц или надмолекулярных структур, находящихся во взвешенном состоянии, формируются пространственные внутренние сетки (ячейки), в которых в иммобилизованном виде находится неструктурированная жидкость. На рис. 2 схематично показана ассоциация частиц при гелеобразовагши и коагуляции. При гелеобразовании жидкая нефтяная система приобретает твердое (аморфное) состояние без фазового перехода, так как порядок дальнодействия между молекулами и структурнььми единицами при этом не изменяется. Такие системы имеют ближний порядок, 1при котором расположение каждой молекулы в надмолекулярной структуре и сложных структурных единиц в системе определяется положением соседей и не зависит от положения структурных единиц на дальних расстояниях. Система теряет подвижность (образуется гель), но не расслаивается или расслаивается медленно, хотя термодинамически и неустойчива (см. рис. 2,г). [c.34]

Аморфное состояние. Аморфные вещества отличаются от кристаллических изотропностью, т. е., подобно жидкости, одинаковыми значениями данного свойства при измерении в любом направлении внутри вещества. Аморфная структура, так же как и структура жидкости, характеризуется ближним порядком. Поэтому переход аморфного вещества из твердого состояния в жидкое не сопровождается скачкообразным изменением свойств — вот второй важный признак, отличающий аморфное состояние твердого вещества от кристаллического состояния. Так, в отличие от кристаллического вещества, имеющего точку плавмния при которой происходит скачкообразное изменение свойств (рис. 156, а), аморфное вещество характеризуется интервалом размягчения -г-Тц и непрерывным изменением свойств (рис. 156, б). Этот интервал в зависимости от природы вещества может иметь величину порядка десятков и даже сотен градусов. Наличие интервала размягчения, в котором аморфное вещество находится в пластичном состоянии, непосредственно свидетельствует о структурной неэквивалентности его частиц и, как следствие, лишь [c.285]

Изменение взаимного расположения частиц при повышении или понижении температуры приводит к изменению фазового состояния вещества. Фазовые состояния кристаллическое, жидкое (аморфное) и газообразное, в которых могут находиться вещества, - отличаются друг от друга лишь взаимным расположением частиц - атомов, молекул (их порядком ). Порядком во взаимном расположении частиц называется максимальная вероятность нахождения центра тяжести данной частицы на расстоян1ШХ, равных или кратных диаметру частицы, от центра тяжести которой ведется отсчет. [c.124]

При нарущении координационного дальнего порядка образуется состояние, промежуточное между кристаллическим и аморфным, - мезофазное самоупорядочение [от мезо (феч.) -промежуточное]. Для жидкого афегатного состояния оно проявляется как образование анизотропных жидкостей. Фазовое состояние таких жидкостей определяется термином жидкий кристалл . [c.149]

Типичными аморфными телами являются силикатные стекла, поэтому часто аморфное состояние называют стеклообразнь1м, понимая -под стеклом аморфно (т. е. без кристаллизации) застывший расплав. Вследствие огромной вязкости стекол они сохраняются тысячелетиями без видймых признаков кристаллизации. В то же время многие жидкие вещества трудно получить в стеклообразном состоянии. [c.171]

Аморфное состояние. Аморфное состояние твердого вещества характеризуется двумя особенностями. Во-первых, его свойства (механические, электрические и т. п.) в естественных условиях не зависят от выбранного направления в веществе, т. е. они характеризуются изотропцостью. Во-вторых, при повышении температуры происходит размягчение аморфного вещества и постепенный переход его в жидкое состояние. При этом определенная точка плавления отсутствует. [c.138]

Аналогия между структурами аморфных тел и жидкостей не означает идентичности существующего в них ближнего порядка. Так, например, жидкий кремний и германий имеют ближний порядок, существенно отличный от блинснего порядка в аморфном состоянии. В то же время цепочная структура селена и теллура сохраняется при переходе из аморфного состояния в жидкое. [c.10]