силы связи в кристаллическом и стеклообразном

Расположение частиц (атомов, ионов, молекул) становится закономерным, упорядоченным, когда вещество переходит из аморфной фазы (газ, жидкость, стеклообразное состояние) в кристаллическую, соответствующую минимуму внутренней энергии при данных условиях (рис. 7). Закономерность расположения частиц, их природа, их энергетический спектр и силы связи между ними определяют физические свойства кристалла. [c.6]

Стеклообразным называется твердое состояние аморфных тел. Оно характеризуется наибольшей силой связи между молекулами. Типичным примером твердого аморфного тела является неорганическое силикатное стекло. Стеклообразные вещества обладают прочностью истинных твердых (кристаллических) тел, для которых характерно небольшое изменение объема от действия значительных сил (растяжения, сжатия). [c.59]

Характерной особенностью изученных стеклообразных сплавов является заметно меньшая величина вероятности эффекта Мессбауэра по сравнению с кристаллическими сплавами соответствующих составов, что свидетельствует об ослаблении силы связи атомов, имеющих место при переходе кристалл — стекло. [c.129]

В отличие от кристаллических полимеров, для которых возникновение упругой силы связано с межатомным взаимодействием, механизм действия (возникновения) упругих сил при растяжении аморфных полимеров обусловлен изменением потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия, преимущественно потенциальной энергии вращения вокруг ковалентных связей. Из сказанного ясно, что в первом приближении модуль упругости аморфных стеклообразных полимеров можно оценить, измеряя модуль упругости кристаллических полимеров в направлении, поперечном вытяжке, т. к. в этом направлении макромолекулы кристаллического полимера связаны лишь физическими межмолекулярными связями. Из табл. 4.3 следует, что в поперечном направлении значение модуля упругости кристаллических полимеров составляет 3-4 ГПа. Однако модуль упругости стеклообразных полимеров существенно ниже. Одно из вероятных объяснений этого несоответствия состоит в том, что даже в замороженных конформациях под действием приложенного напряжения возникает определенная подвижность сегментов и, следовательно, напряжение релаксирует. Напомним, что аналогичным является механизм вынужденной эластичности, рассмотренный выше. [c.166]

Существенное значение также имеет состояние поверхности стекла, которое сильно зависит от ее предварительной обработки и состава стекла. Поэтому обратимся к существующим представлениям о структуре стекла и его поверхностного слоя Простейшее стекло, или стеклообразный кремнезем, состоит из тетраэдров 81—О4, которые, соединяясь друг с другом, образуют пространственную решетку. В этом случае каждый атом кислорода связан с двумя атомами кремния, т. е. принадлежит одновременно двум тетраэдрам. В отличие от кристаллической модификации отдельные тетраэдры в стекле соединены между собой беспорядочно, т. е. угол между связями 81—0—31 различен для каждого атома кислорода. При наличии в стекле атомов щелочных и щелочноземельных металлов не все атомы кислорода связаны с двумя атомами кремния, но часть кислородных атомов связана с одним атомом 81 и одним атомом металла. Иначе говоря, структуру стекла можно представить как сетку, состоящую из атомов кремния и атомов кислорода, в пустотах которой расположены атомы щелочных и щелочноземельных металлов. Совершенно очевидно, что на свежеобразованной поверхности стекла имеются в результате разрыва связей свободные валентные силы, определяющие адсорбционные свойства поверхности. Таким образом, [c.448]

Необходимо сразу же сказать, что в области изучения закона трения твердых стеклообразных полимеров нет единого мнения относительно вида зависимости силы или коэффициента трения от нагрузки, нет и четких значений коэффициента трения. По нашему мнению, это связано с двумя обстоятельствами во-первых, с использованием различных методов исследования (режимы нагружения, скорости скольжения, внешние условия и т. п.) во-вторых, с сильным различием между исходными физико-механическими характеристиками у исследуемых полимеров. Возьмем в качестве примера хорошо исследованный фторопласт-4. Это материал, степень кристалличности которого колеблется в зависимости от технологии изготовления от 0,45 до 0,80 [29]. Принимая во внимание, что температура плавления этого материала равна 327° С, а температура стеклования аморфной части около —120° С, можно ясно видеть, в каком широком интервале могут меняться физические свойства в исходном состоянии. Фторопласт-4 имеет различные модификации кристаллической фазы [30]. Весьма важным его свойством является холодное течение под действием постоянного напряжения. Широкий диапазон физико-механических свойств имеют и другие полимерные материалы (см. гл. 1). Вполне понятно, что без учета особенностей строения и физико-механических свойств полимеров трудно разобраться в конкретных закономерностях и природе трения. [c.68]

Обратное явление наблюдается при охлаждении жидкостей. Кинетическая энергия движущихся частиц превращается в тепловую, скорость движения частиц уменьшается, в связи с чем в первую очередь утрачивается способность к возвратно-поступательному движению в пространстве. В это время между частицами проявляют свое действие силы взаимного притяжения, и вещество из жидкого состояния переходит в твердое. Последнее может быть кристаллическим, либо некристаллическим, т. е. аморфным, или стеклообразным. [c.127]

Фиг. 266. Зависимость силы связи В в кристаллическом стеклообразном материале одинакового молекулярного состава от числа связей N и их эаопределения (Weyl).

Аморфное, стеклообразное и кристаллическое состояние вещества. Само понятие аморфности предполагает отсутствие какой бы ни было структуры как в дальнем, так и ближнем порядках, полное статистическое разупорядочение частиц. Такое положение осуще ствимо, если сила связи между частицами меньше энергии теплового возбуждения. Такого рода бесструктурное состояние можно приписать разреженным газам, в меньшей мере молекулярным жидкостям, которые кристаллизуются в виде молекулярных кристаллов со слабым ван-дер-ваальсовым взаимодействием между молекулами. С этой точки зрения ни один металл в термодинамически стабильном состоянии не может быть бесструктурным, поскольку в твердом, а тем более в жидком состоянии сохраняется металлическая связь, осуществляемая делокализованными электронами. Таким образом, аморфное состояние в данном понимании исключает полупроводимость. [c.258]

Стеклообразные полимеры проявляют текучесть при температурах выше температуры тeклoвa n я, кристаллические переходят в текучее состояние при температурах выше температуры их плавления. Под действием внешних сил у полимеров в текучем состоянии возможно необратимое направленное перемещение" макромолекул относительно друг друга без наруп1ения целостности (сплошности) тела. У неструктурированных полимеров этот процесс течения не сопровождается разрывом химических связей, если энергия, необходимая для необратимого перемещения макромолекул, существенно мецьн1е энергии химических связей. Такое течение называется физическим в отличие от химического, сопровождающегося разрывом химических связей и, следовательно, изменением молекулярного веса полимера. Наиболее изучены закономерности физического течення полимеров, которые и будут рассмотрены ниже. [c.241]

Понятие о различных физических (или агрегатных) состояниях связано с соотношением энергий межмолекулярного взаимодействия и теплового движения. Полимеры могут находиться в трех физических состояниях твердом, высокоэластическом и жидком [18, с. 80]. Твердое состояние характеризуется наличием собственных объема и формы и стремлением сохранить их. Тела, находящиеся в этом состоянии, изменяют объем и форму только под действием внешних сил. К полимерам в твердом состоянии относятся кристаллические и стеклообразные полимеры. Полимеры в жидком состоянии также имеют собственные объемы. Они сопротивляются изменению собственного объема под действием внешних сил, но практически не оказывают сопротивления изменению формы, т. е. текут. Даже под действием силы тяжести с течением времени они -раетека отся по поверхности, на которой они лежат. Полимеры в высокоэластическом состоянии легко изменяют форму под действием внешних сил, но доля необратимой деформации несоизмерима с обратимой деформацией тела. [c.11]

Таким образом, значение с-с примерно в 10 раз больше значения стс-с. Для грубого определения стр (теор) можно исходить из этого соотношения и, измерив модули упругости вещества в стеклообразном и кристаллическом состоянии, оценивать ве личину Стр (теор). При расчетах следует иметь в виду, что работа затрачиваемая на разъединение элементов структуры, складыва ется из работы внешней силы и из энергии теплового движения способствующей разрыву связей между элементами структуры [c.51]

В результате всесторонних исследований связи между физико-химическими свойствами этого соединения и его структурой (см. А. II, 224), проведенных Фаянсом и Барбером , получены весьма ценные данные, подтверждающие предположение о существовании нейтральных комплексов в стеклообразном борном ангидриде. Анализ зависимости теплоемкости кристаллической борной кислоты (окиси бора) от температуры позволяет отчетливо выделить два рода действующих сил с одной стороны действуют межмолекулярные силы, которые можно считать слабыми, с другой — внутримолекулярные силы. Первые обусловливают низкую температуру плавления, вторые — низкую молекулярную рефракцию [c.146]

Энергия межмолекулярного взаимодействия. На определенных расстояниях между молекулами проявляются только силы притяжения, которые тем больше, чем полярнее молекулы. Повышенное межмолекулярное притяжение вызывает образование упорядоченных прочных агрегатов молекул, для разрушения которых требуется большая энергия теплового движения, т. е. более высокие температуры. Поэтому при одинаковых размерах молекул более полярные вещества имеют более высокую температуру кристаллизации. Например, тe lпepaтypa кристаллизации многоатомных спиртов выше, чем одноатомных, а температура кристаллизации одноатомных спиртов в свою очередь выше, чем углеводородов, молекулы которых имеют тот же размер. Однако влияние энергии межмолекулярного взаимодействия не однозначно. Сильное межмолекулярное взаимодействие обусловливает повышенную вязкость, которая затрудняет перегруппировку молекул. Поэтому присутствие в молекулах полярных групп, особенно групп, способных образовывать водородные межмолекулярные связи, например ОН-групп. значительно уменьшает скорость кристаллизации. Вещества, в молекуле которых содержатся такие группы, легко переходят в стеклообразное состояние. Этим объясняется то обстоятельство, что некоторые одноатомные спирты, гликоли, глицерины легко переохлаждаются и многие из них практически вообще невозможно получить в кристаллическом состоянии (бутиловый, амиловый спирты, пропиленгликоль, бутиленгликоль и [c.146]

Упругость валентных связей определяет механические свойства полимера при испытании вдоль осей молекул. Свойства же образца в направлении, перпендикулярном направлению ориентации, определяются межмолекулярными ван-дер-ваальсовыми силами, которые на несколько порядков меньше, чем силы главных валентностей. Силовые постоянные нерастянутых аморфных и частично кристаллических полимеров в стеклообразном состоянии всегда составляют величины порядка 10 ° дин/см . [c.299]

Область перехода из стеклообразного состояния в высокоэластическое подробно исследовалась Александровым, Кобеко и др. 2з,м Дрд низких температурах ориентирующая перестройка молекул каучука происходит очень медленно, высокоэластичная деформация оказывается подавленной, и деформация происходит, как обычный эластический процесс с высоким модулем Юнга (около 40 000 кг/см ). При комнатной температуре наблюдаемый модуль высокой эластичности каучука равен около 20 кг/см , т. е. в 2000 раз меньше. Это указывает, что деформация каучука при ком-натно11 температуре связана почти всецело с перестройкой молекул. Обычная эластическая деформация полимеров подчиняется общим законам, действительным для кристаллических тел и металлов, и при всякой температуре изменение эластического папрянгения с температурой пропорционально приложенной силе восстановление после удаления деформирующего усилия является мгновенным. Высокоэластичная деформация, с другой стороны, не реагирует непосредственно на изменения во внешней [c.74]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология