Стекло строение

Важной характеристикой макромолекулы является величина отношения площади ее поверхности к размеру (массе). Молекулы, разумеется, не имеют поверхности. Таким образом, макромолекулами данного твердого вещества являются твердые тела одного и того же состава, строения и молекулярной массы не менее некоторой критической величины. Монокристаллы алмаза, граната, цеолитов представляют собой макромолекулы. Кусок каменного или древесного угля, стекла или других некристаллических твердых тел — тоже макромолекула соответствующего твердого вещества. [c.16]

Легко установить, что векториальность свойств кристаллов не обусловливается той или иной геометрической формой кристалла. Так, шар, выточенный из слюды, несмотря на полную симметричность его формы, сохраняет анизотропию, и наоборот, какой бы формы многогранник ни был отлит из обычного стекла, оно не приобретает от этого векториальности свойств. Как геометрическая форма, так и анизотропия кристаллов являются следствием особенности внутреннего строения кристаллов. Частицы, из которых состоит кристалл (молекулы, атомы или ноны), не беспорядочно, а закономерным образом расположены в пространстве. Упорядоченность расположения частиц была подтверждена экспериментально, когда после 1911 г. в результате разработки метода рентгеновского анализа открылась возможность определять расстояния между частицами в кристаллах на основе опытных данных. [c.123]

Напомним, что фазой называют совокупность однородных частей гетерогенной системы, обладающих одинаковыми термодинамическими свойствами, например, одинаковой теплоемкостью. Вещества в твердой фазе, естественно, находятся в твердом агрегатном состоянии. Но не всякое твердое вещество может быть отнесено к твердой фазе. Например, янтарь, стекло с термодинамической точки зрения представляют собой переохлажденную жидкую фазу. Вот почему вне термодинамики лучше пользоваться более широким понятием твердое вещество , чем специальным термодинамическим термином фаза . Как мы уже отмечали, совершенно недопустимо отождествлять твердую фазу с твердым соединением. Ведь твердая фаза может иметь переменный состав и включать в себя сколько угодно твердых тел разной массы. Твердое же соединение представляет собой совокупность твердых тел одинакового состава, строения и молекулярной массы (см. гл. П). [c.144]

Основные положения современных представлений о внутреннем строении стекол были высказаны впервые А. А. Лебедевым (1921), который в результате изучения процессов отжига и закалки стекол пришел к выводу о наличии в структуре силикатного стекла микрокристаллических образований. Последующие исследования подтвердили этот вывод и привели к дальнейшему развитию этой теории. В результате изучения различных свойств [c.157]

Рис. 39. Строение ДЭС на поверхности стекла в воде до перезарядки (а) и после перезарядки поверхности трехвалентными ионами (б)

Согласно структурно-анионной кинетической концепции Н. М. Бобковой, силикатное стекло необходимо рассматривать как совокупность различных по составу и строению кремнекислородных комплексов, ио с преобладанием тех структурных группировок, которые отвечают наиболее термодинамически устойчивому соединению при переходе данного состава в расплавленное и стеклообразное состояние и находятся в соответствии с положением фигуративной точки состава на диаграмме состояния системы. Силикатным стеклам присуща микрогетерогенная структура как следствие неоднородности исходного расплава, предопределяемой кинетическими особенностями процесса стеклообразования. Структурная дифференциация в расплаве вызвана несовместимостью по структурно-геометрическим условиям образующихся кремнекислородных комплексов и определяется кристаллохимическими параметрами входящих в состав стекла катионов. С повышением величины [c.200]

В результате этого образуется твердое тело непериодического строения — стекло. Факт существования в расплаве многоатомных структурных единиц подтверждается опытом получения различающихся стекол из кристобалита и кварца, причем эти различия устраняются длительным нагреванием при высокой температуре. Очевидно, из расплава в структуру стекол переходят целые блоки соответствующих кристаллических решеток. Они полностью срастаются друг с другом, но ценой некоторого взаимного искажения структуры, в особенности на поверхности срастания. Размер подобных блоков — кристаллитов, как показывают рентгенограммы, [c.153]

И. Белов Н. В. Об атомной структуре стекла. Строение стекла. Труды совещания по строению стекла. Изд-во АН СССР, 1955. [c.220]

Гениальным Д.И. Менделеевым еще в 1888 г. было указано [1] на одно из фундаментальных свойств стекла ...строение кремнезема, есть полимерное сложное... . Его научное предвидение легло в основу представлений. о молекулярном строении стекол. [c.84]

Диоксид кремния ЗЮг существует в кристаллическом и аморфном состоянии. Кристаллические формы кремнезема могут находиться как в безводном, так и в гидратированном состоянии. Аморфный кремнезем может иметь безводные формы с микропористым анизотропным (волокнистый или пластинчатый кремнезем) или с микропористым изотропным строением, но изотропные формы могут также содержать воду (сюда относятся золи, гели и тонкодисперсные порошки). Кроме того, аморфный кремнезем может существовать в виде массивного кварцевого стекла. Строение поверхности кремнезема обычно аппроксимируют сочетанием различных типов поверхности кристаллических форм кремнезема, рассмотренных ниже. [c.38]

С )остом температуры синтеза исходного расплава в силикатном стекле снижается количество типов кремнекислородных группировок. Это происходит вследствие разрушения образовавшихся при твердофазовых реакциях группировок с повышенной долей ионных связей (островные, кольцевые, цепочные структуры) благодаря сдвигу равновесия в сторону образования более сложных и термодинамически более устойчивых комплексов слоистого и каркасного строения. [c.201]

Полимеры трехмерного строения. Высокомолекулярные вещества, обладающие трехмерным остовом, если это простые вещества, вроде алмаза, германия, кремния, или несложные соединения, вроде кварца 8162, представляют собой правильные кристаллы. Но уже такие соединения, как кремнезем, при сравнительно быстром отвердевании образуют аморфное вещество (стекло). Аморфное, стеклообразное состояние характерно для веществ, в строении которых имеется трехмерный остов, связанный прочными направленными межатомными связями. [c.42]

Твердые вещества некристаллического строения (например, стекло), которые, как и кристаллы соответствующего типа, построены из цепей, сеток или каркасов, конечно, имеют подобный же энергетический спектр, но состоящий из дискретных уровней, без единой зонной структуры, так как данные твердые вещества не имеют периодической структуры. [c.119]

Электронно-микроскопический анализ. Этот метод дает представление о строении кристаллических областей в асфальтенах и дает наглядную картину об их надмолекулярной организации. Исследования выполняются в просвечивающих и сканирующих (растровых)- электронных микроскопах [329, 330]. Просвечивающие электронные микроскопы позволяют одновременно получать как электронно-микроскопический снимок, так и электронограмму в области больших и малых углов. Разрешающая способность их составляет 15—2 нм, а для сканирующих микроскопов 3—5 нм. Пучок электронов вызывает значительный разогрев и даже плавление образцов, поэтому просвечивающая электронная микроскопия применяется для объектов, имеющих незначительную толщину,— несколько десятков нанометров. Для этого образцы специальным образом готовят получают либо тонкие пленки, либо с помощью ультрамикротомов готовят срезы толщиной 10—20 нм. Из косвенных методов для исследования структуры асфальтенов получил распространение метод реплик. Для исследования используют мелкодисперсные порошки асфальтенов [325] или растворы в бензоле [319]. В первом случае асфальтены помещают на угольную (аморфную) подложку на медной сетке. С целью определения фоновых микропримесей проводят контрольные съемки пустой подложки. Во втором случае бензольные 0,1 % растворы асфальтенов диспергируют на поверхность полированного стекла с частотой излучателя 35 кГц. Далее стекло.с пленкой асфальтенов помещают в вакуумный пост и растворитель откачивают в течение 20 мин. Для контроля сходимости результатов с поверхности пленки асфальтенов получают реплику двумя способами. Одноступенчатая реплика образовывается напылением угольной пленки, а двухступенчатая — чистого алюминия толщиной не менее 0,2 мм. Затем асфальтеновую пленку растворяют в бензоле и отдельную угольную реплику оттеняют платиной. Во втором случае на обратную сторону отдельной алюминиевой фольги напыляют платиноугольную реплику толщиной 20—30 нм, а алюминиевую фольгу затем растворяют в азотной кислоте [331]. [c.158]

Биополимеры составляют основу живой природы и имеют специфическое строение и свойства, выходящие за рамки курса физики и механики полимеров. В этом курсе обычно не рассматриваются ни неорганические полимеры, ни неорганические стекла, в связи с чем мы отошлем читателя к книге В. В. Тарасова [74] и к книге одного из авторов [6]. [c.11]

Жидкость Бернала — имеет структуру того кристалла, из которого она образовалась при плавлении. Переход кристаллов в жидкость происходит без разрыва связей, в результате постепенного преодоления сил сцепления. Жидкость лишена дефектов , разрывов и дырок . Она обнаруживает лишь незначительные отклонения от геометрии кристалла, из которого образовалась. Вблизи точки плавления обладает большой вязкостью. При переохлаждении легко образует стекла. К данному типу жидкости относятся многие расплавы силикатов и большинство стеклообразующих силикатных расплавов. Это свидетельствует о том, что аналогия в строении расплавленных и кристаллических силикатов очень велика. [c.183]

Позднее свои взгляды на вопросы строения стекла на основе кристаллохимических, ионно-координационных, валентно-химических, полимерных и кинетических представлений были высказаны [c.192]

Кристаллитная гипотеза строения стекла предложена советским ученым А. А. Лебедевым (первая публикация — 1921 г.). Он впервые высказал гипотезу о том, что стекло имеет геометрически упорядоченные области, близкие по своему строению к соответствующим кристаллическим фазам. [c.196]

В соответствии с гипотезой микронеоднородного строения Е. А. Порай-Кошица структуру стекла следует рассматривать только с позиций химической и структурной неоднородности. [c.200]

Наблюдаемые в стекле микронеоднородности обладают аморфным строением, их можно разделить на две группы [c.200]

Таким образом, строение стекла и его свойства определяются не только химическим составом стекла, по и строением исходного расплава, зависящим от условий синтеза, а также его тепловым прошлым. [c.201]

Главная особенность ситаллов — тонкозернистое строение. Размеры кристаллов обычно не превышают 1 мкм. Кристаллики соединены друг с другом прослойками стекла. Это сообщает материалу повышенные термомеханические свойства. Соотношение между образовавшейся кристаллической и остаточной стекловидной фазами различно, но практически минимальное количество последней — 10-15%. [c.203]

Бобкова И. М. О строении однофазных стекол.— В сб. VI Всесоюзное совещание по стеклообразному состоянию и семинары по стеклу Института химии силикатов АН СССР. Л., 1975, с. 18—20. [c.251]

Помимо природных высокомолекулярных веществ в настоящее время в технике и быту применяют ряд синтетических высокомолекулярных продуктов. Сюда следует отнести синтетические каучуки и различные синтетические полимеры. Эти продукты, чрезвычайно разнообразные по химическому строению и свойствам, не только являются полноценными заменителями природных высокомолекулярных веществ, но и получают часто совершенно новое применение. Так, их используют для получения разнообразных пластмасс, в виде органического стекла, в качестве ионообменных материалов (ионитов) для очистки воды и выделения индивидуальных веществ из смесей, для изготовления деталей самолетов и автомобилей и даже корпусов малотоннажных судов. Показательно, что производство синтетических высокомолекулярных веществ значительно превысило производство не только традиционных конструктивных материалов, но и таких сравнительно новых материалов, как алюминиевые и магниевые сплавы, [c.419]

Одно и то же твердое вещество в зависимости от условий синтеза может получаться в разных энергетических состояниях, каждому из которых соответствует своя структура. Твердое вещество может иметь в высшей степени большое число энергетических состояний. Поскольку межатомные расстояния и углы между связями могут изменяться в довольно широких пределах, в таких же пределах происходит изменение энергии связи и, следовательно, энергетического состояния вещества, которое зависит от энергии валентных электронов. Но изменение межатомных расстояний и угла между связями только для двух соседних атомов, находящихся в структуре твердого тела, влечет за собой некоторое изменение всех длин и углов связей, вообще некоторое изменение взаимного положения всех атомов данного твердого тела, и, следовательно, имеет своим конечным результатом образование видоизмененной структуры соответствующего вещества. Таким образом, существует в высшей степени большое количество вариантов структуры твердого вещества данного состава. В процессе кристаллизации обычно можно получить только довольно ограниченное число модификаций, отвечающих в данных условиях наиболее бедным энергией состоянием данного вещества. Отвердевание атомных соединений, ведущее к образованию аморфного вещества, в зависимости от условий, в которых оно протекает, позволяет получать то одни, то другие непериодические структуры. Очевидно, существует огромное количество аморфных твердых тел одинакового состава, но разного строения. Это обстоятельство обычно ускользает из поля зрения исследователей. Но более точное изучение строения различных стеклообразных веществ (таких как кварцевое стекло, халькоге-нидные стекла или органическое стекло), а также гелей показало, что несмотря на один и тот же состав отдельные образцы подобных веществ, полученные ири различных условиях, имеют различную структуру. Так, различна структура стекол, полученных при различных температурах и давлениях гели одного и того же состава часто имеют неодинаковую пористую структуру, например неодинаковое распределение по объему геля микро- и макропор ири постоянном соотношении объемов последних. Вообще, варьируя давление и температуру, можно получать твердые вещества одного и того же состава, но различной плотности и, следовательно, различного строения. Кварцевое стекло, полученное иод высоким давлением, приближается по плотности к кварцу. Насколько далеко может заходить ири этом превращение вещества, видно из факта получения таких совершенно непохожих друг на друга модификаций кремнезема, как кварц, тридимит, кристобалит, а также стешовит. Расчеты показывают, что при определенных высоких [c.156]

По структуре стекла представляют собой переохлажденные системы. Катионы и анионы вещества стекла расположены друг относительно друга как в жидкости, т. е. с соблюдением лишь ближнего порядка (см. 53). В то же время тип движения ионов в стеклах — в основном колебания — характерен для твердого состояния. Такое строение находит отражение в том., что в отличне от веществ, находящихся в кристаллическом состоянии, стекла не имеют четких температур плавления и затвердевания. При нагревании стекло размя1чается, иостеиенио переходя в жидкое состоящее. При охлаждении расплавленного стосла затвердевание тои<е происходит постепенно. [c.514]

Кристаллитная теория строения стекла получила дальнейшее развитие в работах И. В. Гребенщикова и К. С. Евстропьева, показавших различными методами микрогетерогенность структуры стекла. [c.158]

В результате применения рентгеновского анализа в работах В, И. Данилова и др. было установлено, что и в жидкостях при комнатных температурах может наблюдаться, некотор ая упорядочен н о с т ь в расположении частиц. Это явление было установлено при высоких температурах в стеклах (А. А. Лебедевым, 1921), а при комнатных температурах — в воде, бензоле, ртути и других жидкостях (принадлежащих к различным классам веществ). Имеются и другие наблюдения, подтверждающие ту или другую степень упорядоченности в расположении частиц, в особенности при температурах, не слишком отдаленных от температуры их отвердевания (А, 3. Голик и др.). Все это заставило в последнее время признать, что в подобных условиях внутреннее строение жидкостей оказывается более близким к строению кристаллов, чем к строению газов, и отличается от строения кристаллов главным образом тем, что упорядоченность расположения охватывает много меньшие элементы объема, чем в кристаллах (это называ10Т ближней упорядоченностью). [c.163]

В зависимости от вида исходного сырья различают ирозрач-ное и непрозрачное стекло. Прозрачное кварцевое стекло лишено видимых пузырьков воздуха. Получают его плавлением гор ного хрусталя и применяют в оптике н специальном npnoofto-строении. [c.370]

Рис. 122. Схема строения стекла по Захарнасеиу—Уоррену черные кружки — 1 светлые— —О, заштрихованные—Ма.

Стеклам в широком ошсле слова называют любое твердое вещество, инепцее аморфное ( стеклообразное ) строение. Как ухе отмечалось во введении, под термином "отекло" будем подразумевать минеральное аморфное вещество. [c.12]

Такие представления первоначально были развиты на основании данных по адсорбции и десорбции газов (паров) эти процессы были проведены на спрессованных и неспрессованных порошках из непористых шаровидных частиц, на непористых образцах кремнезема (кварц и кварцевое стекло) и на силикагелях [72]. В дальнейшем предложенная структура ксерогелей была многократно подтверждена с помощью электронно-микроскопических исследований [73—75]. С точки зрения корпускулярной теории строения скелета ксерогелей спекание катализатора при термопа-ровой обработке можно представить как результат изменения размеров, формы, взаимного расположения и связи первичных частиц, происходящего вследствие переноса вещества этих частиц [75]. Перенос происходит в направлении уменьшения свободной энергии дисперсной системы и приводит к сокращению поверхности, а, следовательно, к увеличению стабильности системы. [c.54]

Автором агрегативной гипотезы О. К. Ботвинкиным было высказано предположение, что сушествующие в жидкости при высокой температуре химические соединения сохраняют свою индивидуальность и в стеклообразном состоянии. По его представлениям, у любой жидкости, которая может переходить в стеклообразное состояние, всегда сушествуют мгновенно возникающие группировки сложных анионов, или агрегаты. Величина их примерно 0,10—0,13 нм. Если принять, что существующие в расплаве ионы 810з " и 31205 и т. п. могут разрастаться п цепочки и слои, то исходя из известного расстояния между атомами кремния в 0,25—0,29 нм, получим число тетраэдров в группах-агрегатах равным приблизительно 4, Отсюда следует, что агрегат — это обрывок цепи или слоя, состоящий из небольшого количества тетраэдров. Агрегат может обладать геометрически упорядоченным строением. Беспорядочные сочетания таких агрегатов и составляют каркас стекла. При стекловании вначале образуются агрегаты, а затем они соединяются в каркас. Процесс стеклования завершается тогда, когда агрегаты связываются в пространственный каркас. [c.198]

Как защитные покрытия большой интерес представляют силикатные материалы стекла и стеклоэмали. Силикатные стекла представляют собой неопределенные химические соединения кремнезема (8102) с другими неметаллическими окислами (ЫэзО.СаОЗзОз и др.). Основной составляющей химического состава стекол является кремнезем. Кварцевое стедсло целиком состоит из кремнезема.строение его молено представить как пространственную сетку,построенную из структурных единиц (8102)п(где п = 1, 2, 3. .. N1), которые связаны между собой кислородными мостиками -81-0-81-, угол связи в которых может менять значение от 90 до 180°. Такие структурные единицы могут образовать одно-, двух- и трехмерные каркасы, которые в той или иной мере деформированы во всех трех направлениях. [c.145]

Кварцевое стекло представляет собой переохлажденный расплав двуокиси кремния. Его строение можно схематически представить как пространственную сетку, построенную из структурных. единиц п8Ю4/, (где п=1, 2, 3,. .., Пг) таким образом, что ни в одном направлении нельзя найти периодического расположения атомов или других структурных единиц. Структурные единицы 5104/, связаны между собой кислородными мостиками 81 — О—81, угол связи в которых может менять значение от 90 до 180°. Мы уже знаем, что непериодическая структура может быть одно-, двух- и трехмерной, т. е. иметь вид цепи, сетки или каркаса, которые в той или иной мере деформированы во всех трех направлениях. Уже отсюда видно, что каждая такая структура определенным образом упорядочена. Подчеркнем, что вообще о хаотическом, т. е. совершенно беспорядочном, соединении каких бы то ни было атомов не может быть и речи. На увеличение порядка в расположении атомов при переходе вещества в твердое, хотя и аморфное состояние указывает понижение энтропии на 15—25 кал-моль 1-град 1. Некристаллические тела можно рассматривать как многоатомные молекулы, находящиеся в твердом состоянии. Многие из них — не что иное, как многоядерные комплексы, в которых электронные пары, связывающие соседние группы структурных единиц (ядра), занимают двухцентровые орбитали. [c.118]

Некоторые неорганические вещества имеют также полимерное строение, например аморфный 5102, природные и синтетические силикаты и алюмосиликаты общей формулы хЭгОз-уЗЮг-гНгО, где Э Na, А1, Mg и др. По типу полимеров построены и силикатные стекла, основной составной частью которых является 8102, а также цемент н бетон. [c.380]

Есть данные о существовании еще одной кордиеритоподобной неустойчивой фазы — ц-кордиерита, имеющего волокнистое строение и кристаллизующегося из стекла ниже 925°. Изоструктурен со сподуменом Ь120-Л120з-28102. Однако состав [х-кордиерита не постоянен и может варьировать от 2 2 5 до 2 2 6 (1 1 3). [c.138]

Современные представления о строении стекла обобщают большое количество гипотез стеклообразного состояния. Наиболее ранние взгляды на природу стеклообразного состояния были высказаны Д. И. Менделеевым, который считал стекло сплавом оксидов переменного состава, подобным металлическим сплавам, и Г. Там-маном, рассматривавшим стекло как переохлажденную жидкость. [c.192]

Стевелс, развивая представления Захариасена, ввел понятие о трех структурных параметрах, которые характеризуют строение стекла X — среднее число немостиковых ионов кислорода, приходящихся на один тетраэдр (химически связаны только с одним сет-кообразующг м атомом) У — среднее число мостиковых ионов кислорода на один тетраэдр (химически связаны с двумя сеткообразующими атомами) Я — среднее количество ионов кислорода на один сеткообразующий катион. Эти параметры связаны соотношениями А +У=4 Л +1/2У=/ , откуда Х=2Я—4 и У=8-2/ . [c.196]

Ренгеноструктурными исследованиями стекол под малыми углами Е. А. Порай-Кошиц показал, что даже однофазное кремнеземистое стекло имеет микронеоднородное строение, и микрогетерогенность структуры надо считать характерной чертой строения любых стекол. [c.200]

Минералы можно подразделить на три типа природные элементы, силикаты и не-силикатные соединения. Силикаты шире всего распространены в природе. Структурной основой этих миниралов являются силикатные тетраэдры 8104, которые путем обобществления атомов кислорода способны связываться друг с другом, образуя цепи, слои и каркасные структуры. Мы обсудили, каким образом макроскопические свойства некоторых силикатов, например способность к разрушению, отражают их молекулярное строение. Во многих минералах ионы 81 замещены ионами А1 , что приводит к образованию алюмосиликатов, к числу которых относятся полевые шпаты. Силикаты являются важными компонентами при получении стекла и цемента процессы получения этих веществ кратко рассматриваются в тексте главы. Однако силикаты в настоящее вре- [c.365]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология