Хрупкое состояние стекла

Твердение обратимо, так как при нагревании наблюдается обратный процесс постепенного и непрерывного понижения вязкости, плавный переход от хрупкого к высоковязкому и затем жидкому, текучему состоянию. Поэтому стекла не имеют определенной температуры плавления, а обладают некоторым температурным интервалом размягчения. [c.190]

Если при снятии термомеханической кривой не происходит термодеструкция полимера, то при медленном охлаждении можно воспроизвести термомеханическую кривую образец переходит сначала в высокоэластическое, а затем в стеклообразное состояние (стеклуется). Очень важно то, что при температуре ниже температуры стеклования полимер, как правило, сохраняет некоторый комплекс свойств, присущий только полимерам. Мы говорим, что полимер застекловался, но он не стал хрупким, как обычное силикатное (оконное) стекло. Лист органического стекла (полиметилметакрилат, плексиглас) можно бросить на пол, и он не разобьется вдребезги. И все-таки стеклообразный полимер можно охладить до такой температуры, когда он будет легко разбиваться при ударе. Такая температура носит название температуры хрупкости Тхр-На термомеханической кривой она не проявляется в виде какой-либо характерной точки. Методы определения температуры хрупкости всегда так или иначе связаны с разрушением образца. [c.102]

Для каждого полимера в определенных границах температур принципиально возможны все три указанных состояния. Например, натуральный каучук при обычной температуре может обратимо растягиваться в 5—6 и более раз. При этой температуре каучук находится в высокоэластичном состоянии. Если же каучук охладить до температуры —73 °С, он становится твердым и хрупким, как стекло (стеклообразное состояние). При нагревании каучука до 180 °С он начинает обнаруживать пластические свойства и способность течь (вязко-текучее состояние). [c.250]

Нижняя температурная точка, отграничивающая зону размягчения от твердого (хрупкого) состояния стекла, имеет большое практическое значение для работы со стеклом. Эту точку называют точкой превращения, так как при этой температуре такие важные для вакуумной техники свойства стекла, как тепловое расширение и электрическое сопротивление, изменяются скачкообразно. Эта точка имеет важное практическое значение таюке и для закалки и отжига стекла. [c.274]

Вынужденная эластичность полимерных стекол. Характерной особенностью полимерных стекол с жесткими цепями является рыхлость структуры и принципиальная возможность движения нефиксированных звеньев даже в стеклообразном состоянии. Этим объясняется пониженная хрупкость подобных стекол по сравнению с низкомолекулярными, где небольшие молекулы могут взаимно перемещаться только как одно целое н где всякое заметное возрастание расстояния между макромолекулами или другими структурными элементами, превышающее границы межмолеку-лярного взаимодействия, означает, по существу, начало разделения образца на его составные части, его разрушение. Хрупкость обусловлена не столько пониженной прочностью материала, сколько неспособностью его даже к малым деформациям у эластичного каучука разрушающее напряжение даже ниже, чем у хрупкого силикатного стекла. [c.411]

Ряд аналогий, которые, несомненно, существуют между переохлажденными до совершенно хрупкого состояния расплавами силикатных стекол, с одной стороны, полимеризацией и конденсацией органических соединений, главным образом смол и пластмасс —с другой, наводит на мысль о возможности перенести результаты опытов с органическими полимерами на стекла . Филон и Гаррис на основании изучения деформаций, образующихся при растяжении стекол, пришли к выводу, согласно которому стекла состоят из двух различных фаз, подобно органическим коллоидам. Траверс описал аналогии, существующие между размягчающимся стеклом и ожижением коллоидного геля в золь. Этот переход от вязко-упругого состояния в размягченное и затем в жидкое состояние в обоих случаях имеет одинаковый характер. Эккерт заметил, что предварительная термическая обработка определяет в большой мере физические свойства системы. Гриффит предложил гипотезу о состоянии мягкого стекла, в котором [c.207]

Основная теория структурных условий, необходимых для протекания реакции в твердых веществах, была разработана Смекалом его теория структурных дефектов вызвала решающий прогресс в изучении реакций в твердом состоянии. К тому же, она имела огромное значение для понимания физических свойств стекла, особенно таких, как механическая прочность стекловидного волокна на разрыв, и электролитическая проводимость в хрупком состоянии (см. Е. I, 117 и Нй) . Принцип, положенный в основу теории структурных дефектов, заключается в том, что реальные кристаллы никогда не бывают идеально гомогенными они представляют собой мозаику , составленную из более мелких идеальных групп, между которыми рассеяны де-фекты . Для экспериментирования доступны лишь реальные кристаллы, хотя они и не обладают гомогенной структурой, как предполагается согласно геомет- [c.698]

Натуральный каучук можно закристаллизовать, охлаждая его ниже комнатной температуры или при комнатной температуре в условиях растяжения, а также путем охлаждения в нерастянутом состоянии. Рассмотрим сначала кристаллизацию лри охлаждении. Невулканизованный сырой натуральный каучук, выдержанный при низкой температуре (например, при 0°С) в течение нескольких дней, постепенно теряет свою эластичность и становится жестким и твердым. Одновременно он теряет прозрачность и внешне начинает напоминать желтоватый воск. В этом случае процесс затвердевания совершенно иной, чем при быстром охлаждении каучука ниже температуры стеклования. Последний протекает очень быстро, и каучук становится твердым и хрупким, как стекло. При кристаллизации же изменение свойств происходит постепенно и не столь глубоко так, наряду с возрастающей твердостью каучук все еще сохраняет некоторую гибкость, достаточную для того, чтобы его можно было согнуть пальцами без разрушения образца. [c.112]

Состояния, свойственные перечисленным группам полимерных материалов, реализуются в определенных температурных интервалах. Охлаждая эластичный полимер, можно довести его до температуры хрупкости, при которой он разрушается подобно стеклу. В хрупком состоянии прочность полимеров возрастает, но деформация резко падает, что обусловливает легкость измельчения любых полимерных материалов. [c.140]

Известно, что весьма большое число органических соединений при быстром охлаждении способно переходить из расплавленного состояния в стеклообразное. Методом падения шариков в вязких жидкостях (см. выше о вязкости глицерина) было найдено, что с увеличением степени переохлаждения расплава вязкость его, начиная от точки плав.ления веществ, увеличивается сначала медленно, затем быстро, что приводит к превращению жидкости в твердое и хрупкое органическое стекло. [c.82]

Наблюденные теми или иными способами температурные явления можно разделить на три группы в зависимости от того, какое состояние стекла они характеризуют — хрупкое, вязкое или область размягчения. [c.99]

Стекло не имеет температурной точки плавления оно размягчается постепенно. Это обусловлено тем, что его скрытая теплота плавления очень мала. Поэтому стекло из твердого хрупкого состояния переходит в жидко-текучее непрерывно вследствие необычайно большого уменьшения внутреннего трения (вязкости) при нагревании. Этим оно отличается от нормальных жидкостей, у которых вязкость уменьшается при нагревании на 100° в десятки раз. У стекла же она уменьшается в миллионы раз. Это и проявляется в их отвердевании. Переходы из стеклообразного состояния в жидкотекучее и обратно у типичных стекол вполне обратимы. [c.312]

Высокомолекулярные стекла, в отличие от низкомолекулярных, способны деформироваться на десятки и даже сотни процентов и переходят в хрупкое состояние лишь при температурах, иногда на много десятков градусов более низких, чем температура их стеклования. Считалось даже, что высокомолекулярные стекла обладают так называемой холодной текучестью. Однако было показано, что при нагревании до температуры, лишь незначительно превышающей Т , деформация в таком стекле после снятия нагрузки почти полностью исчезает. Так как подобного рода деформация в полимерном стекле не является истинно пластической, термин холодная текучесть искажает смысл явления. [c.135]

Стеклянная керамика. За последние годы значительный размах получили исследования, направленные на изыскание таких материалов, свойства которых мало подвержены влиянию высоких температур. В частности, в таких материалах очень нуждаются управляемые снаряды и космические корабли. Многие окислы, входящие в состав стекла, обладают превосходной температурной устойчивостью в кристаллическом состоянии. Стекло же представляет собой переохлажденное хрупкое вещество, по природе своей пе кристаллическое. Введением в состав стекла некоторых веществ, например двуокиси титана, можно добиться такого положения, при котором в стекле начнут зарождаться и расти кристаллы. Получающийся в результате такого процесса мелкокристаллический материал представляет собой стеклянную керамику, носящую название пирокерам . Некоторые сорта пиро- [c.172]

На рис. 1 представлена кривая ДТА стекла изучаемого состава. Температуру повышали со скоростью 6—6,5 град мин. Кривая ДТА имеет два экзотермических пика с максимумами при температурах 715 и 825° С и два эндотермических — при 620 и 925° С. Первый эндотермический эффект связан с повышением теплоемкости стекла при переходе его из хрупкого в высоковязкое состояние,и пик его соответствует температуре размягчения. Экзотермические эффекты при 715 и 825° С связаны с образованием по крайней мере двух кристаллических фаз. Глубокий последующий эндотермический эффект на кривой ДТА при температуре 925° С соответствует плавлению кристаллических фаз. Учитывая интенсивность пика, можно предположить исчезновение основной кристаллической фазы. [c.120]

Л атериал можно вывести из хрупкого состояния, изменив внешние условия. Например, хрупкое при обычных условиях стекло становится пластнчным при нагревании. Другие материалы будучи пластичными при обычных условиях, становятся хрупкими при понижении температуры. Так, резина при охлаждении становится хрупкой и легко разбивается. Таким образом, одни и те же материалы при разных условиях могут находиться или в хрупком, или в пластичном состоянии. Этим пользуются при формовке и обработке стекла, при изготовлении из него разных деталей и приборов. Различные сорта стекла при этод требуется нагреть до разной температуры. [c.12]

Рис. .1А. Диаграмма прочностных состояний в координатах а—/о полимерного стекла (ПММЛ) н хрупком состоянии для образца-полоски с краевой начальной трещиной длиной /о нри L 10 мм

Опишем, как работает современная хроматографическая установка [4]. Обш ий вид колонки представлен на рис. 33. Внутренний диаметр ее 2.5 см, длина — 1м. Такие колонки включаются по 5—6 параллельно. Внутри колонки номеш,а-ется насадка из твердых частиц. Применяются самые разнообразные типы насадо — кварцевый песок, дробленое стекло, стеклянные бусинки размером порядка 0.1 мм. Исследуемый полимер наносится в виде пленки на насадку, для чего пользуются различными приемами. Обычно растворяют полимер в хорошем растворителе, заливают насадку раствором и добавляют осадитель с более высокой точкой кипения. Полимер выпадает в виде пленок на поверхность твердых частиц, а после медленного высушивания получается насадка, покрытая тонким слоем полимера. Иногда, особенно когда приходится иметь дело с каучуками, частицы насадки легко слипаются друг с другом. В этом случае следует заморозить слипшуюся массу жидким азотом и раздробить ее в хрупком состоянии. Этот прием всегда позволяет получить нужную дисперсию полимера. [c.119]

Даже при наиболее высоких значениях вязкости и хрупком состоянии можно найти, согласно Гельхоф-фу указания на деформацию стекла под влиянием очень медленно действующих напряжений. Зальманг и Кернер продемонстрировали это, подвесив свободно стеклянный стержень за оба конца и нагрузив его в средней точке через год они обнаружили прогиб стержня в несколько миллиметров. Стекла ведут себя как типично хрупкие тела только под действием мгновенных сил (импульсов). Этот факт чрезвычайно важен для изучения механизма разлома и для определения энергии активации, свойственной ориентировке всей структуры стекла в целом. Тейлор показал, что нет единого характерного напряжения разлома для хрупких твердых тел, но что механизм разлома этих тел приноравливается к любому приложенному одностороннему давлению. Сед-дон , исследуя очень медленные изменения физического состояния стекла, выражавшиеся в микродеформациях, с достоверностью показал, что такие изменения представляют собой явления старения он показал изменения электропроводности, обусловленные старением. [c.112]

Обмен ионов натрия и серебра при электролизе-стекол происходит очень быстро и проявляется в обра-зующейся коричневой окраске стекла. Ионы калия (й31 растворов хлористого калия или из расплавов рода-нистого калия при температуре 265°С) значительн труднее ввести в стекло, причем оно становится очень-хрупким. Если электролизу подвергается чистое калиевое стекло, то перенос ионов калия происходит быстро и металл откладывается на катоде. Однако замещение-натрия ионами лития всегда сопровождается осложнениями стекло становится мутным и молочно-белым я неизбежно трескается, если электролиз продолжается достаточно долго. Но если мы имеем дело с литиевым стеклом, то электролиз протекает быстро. Кроме того, обмен ионов натрия и лития сильно изменяет внутреннее состояние стекла. Внешние проявления этих изменений настолько характерны, что Стюарт и Янг рекомендуют пользоваться ими как микрохимической реакцией для количественного определения лития до НО" г- [c.140]

После относительно подробного разбора вязкотекучего и хрупкого состояния, т. е. свойств, существенных для определения понятия стекла, отметим кратко причины его прозрачности. Согласно X. Хольшеру [32] их три. В стекле нет структурных агрегатов, размеры которых находятся в пределах видимости. В нем отсутствуют поверхности раздела, способные отражать, преломлять или рассеивать свет. Наконец, стекло не обладает свободными электронами, могущими взаимодействовать со световыми волнами. [c.81]

Обычный резиновый шар, если его охладить ниже — 70°С, становится настолько твердым и хрупким, что разобьется на куски, так же как и стеклянный шар, упав на твердую поверхность. Почему резиновый шар становится похожим на стекло при этой температуре Это происходит потому, что почти для всех аморфных полимеров (а также для многих кристаллических полимеров) существует температурная граница, только выше которой вещество делается мягким, гибким, эластичным, а ниже которой полимер становится твердым, хрупким и ломким. Эта температура, ниже которой полимер становится твердым и выше которой о1Г Шя1г аёгся, на- зьшается температурой перехода в стеклообразное состояние или температурой стеклования. Твердое, хрупкое состояние принято называть стеклообразным, а размягченное, гибкое состояние называют каучукообразным или вязкоупругим состоянием. При дальнейшем нагревании полимер (если он несшитый) становится очень вязкой жидкостью и начинает течь это состояние назьшается вязкотекучим, переход в это состояние происходит при температуре текучести Ту (рис. 6.1). [c.120]

Вернемся теперь к графическому изображению релаксационных состояний и релаксационных переходов, происходящих в пределах одного — жидкого — фазового состояния (рис. П. 2). Для этого воспользуемся рис. I.14, но дорисуем на плоскости д(х)—Г температурный спектр , эквивалентный (т). Напомним, что при подобном изображении релаксационного спектра система в зависимости от силы и энергии, связанных с воздействием, показываемым стрелкой действия, слева от стрелки действия даст неупругий, а справа — упругий отклик. Если спектр рис. II. 2 относится к одной какой-то полимерной системе (впрочем, приводимые соображения частично применимы даже при анализе сдвигового воздействия на кристаллы — см. [19]), то стрелке 1 будет соответствовать твердоподобное (вплоть до хрупкого) поведение, которое связано со стеклообразными свойствами, стрелке 2 — высокоэластическое, а стрелке 3 — вязкое поведение (т. е. необратимое течение). Опыты такого рода с неорганическими и органическими стеклами хорошо известны еще со времен работы Лазуркина и Александрова [39, с. 181]. [c.78]

Полимеры в стеклообразном состоянии обладают прочностью твердых тел если прилолсить значительную силу (при сжатии, растял ении, изгибе), они деформируются незначительно. Это объясняется тем, что в стеклообразном состоянии молекулы связаны наиболее прочно и наименее гибки. В сравнении с низко-молекулярными стеклами полимерные стекла могут несколько изменять свою форму под действием деформирующих усилий. Объясняется это тем, что часть звеньев сохраняет подвил<ность при наличии прочной связи на многих других участках макромолекулы. Низкомолекулярные стекла разрушаются без деформации или претерпевая едва заметную деформацию. В этом легко убедиться, если сравнить свойства органического стекла (поли-метилметакрилата) с обыкновенным (силикатным) стеклом. Чем нил<е температура в области стеклообразного состояния, тем меньшее число звеньев обладает подвилсностью, и при определенной температуре, называемой температурой хрупкости, полимерные стекла разрушаются без деформации, подобно низкомолекулярным стеклам. Более хрупки в равных температурных условиях стеклообразные полимеры, построенные из глобулярных частиц. Глобулярные молекулы теряют подвижность в целом, подобно молекулам низкомолекулярных соединений, и полимеры глобулярного строения раскалываются по линии раздела глобулярных частиц. Весьма валено поэтому в процессе переработки полимеров преобразовать глобулярную структуру в фибриллярную, что удается, например, при переработке поливинилхлорида. [c.17]

Стеклообразное состояние. Стеклообразное состояние аморфного вещества связано с потерей подвижности молекул. При понижеиии температуры умень-И1ается тепловая энергия молекул и они, в конце концов, оказываются зафиксированными силами межмолекулярного взаимодействия. Уменьщение подвижности молекул низкомолекуляриого вещества приводит и к изменению характера деформации — низкомолекулярным стеклам свойственна только упруга деформация. Следовательно, они являются хрупкими телами. [c.254]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология