Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu: Chất rắn ở trạng thái vô định hình và thủy tinh - Cao Xuân Việt

Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu: Chất rắn ở trạng thái vô định hình và thủy tinh - Cao Xuân Việt cung cấp cho học viên những kiến thức về khái niệm tinh thể lỏng, khái niệm độ nhớt, cấu trúc chất lỏng, biến đổi tính chất theo nhiệt độ của các chất tinh thể và thủy tinh,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu: Chất rắn ở trạng thái vô định hình và thủy tinh - Cao Xuân Việt CHẤT RẮN Ở TRẠNG THÁI VÔ ĐỊNH HÌNH & THỦY TINHCác dạng tồn tại của vật chấtChất rắn: tinh thể và vô định hìnhPhân biệt: X – rayXuất hiện tinh thể lỏngPhân biệt: độ nhớtNhững thuyết cấu trúc thủy tinhCác tính chất cơ bản của thủy tinhKHÁI NIỆM TINH THỂLỎNGTinh thể lỏng từ các hợp chất hữu cơ và là chất trung gian giữa trạng thái lỏngvà rắn của tinh thể. Đồng thời, tinh thể lỏng có thể chảy dòng giống chất lỏng,nhưng các phân tử của chúng có thể định hướng giống như trong tinh thể. Hiệntượng này đã phát hiện năm 1888 bởi nhà hóa học người Áo FrederichReinitzer.CHAÁT RAÉNlaø nhöõng chaát coù ñoä nhôùt töø 1012Pa.s trôû leân, coøn caùc chaát loûng coù ñoänhôùt nhoû hôn 1012 Pa.s.Tốc độ làm nguội:Nhanh? Tạo thủy tinhChậm? Kết tinhTốc độ tới hạnTốc độ làm nguội tới hạn (vượt trên tốcđộ này, chất lỏng sẽ tạo v.đ.h.):- H2O là 107 (0C/s),- Cu kim loại là 106 (0C/s),-SiO2 là 10-4 (0C/s),- thủy tinh công nghiệp 10-3 (0C/s) [36]. Khái niệm độ nhớt FMặt trên trướt với v=const, tương ứng với lực trượt: s = A Dx A F v y Dx A v= DtCó sự chênh lệch tốc độ. Quan hệ độ nhớt h với lực trướt s, và gradient tốcđộ: v Dx  s= h = h h Có thứ nguyên S.I. là Pa s. Dt y y Biến dạng trượt tăng với tốc độ không đổi: = s-1 tĐộ nhớt có thể xem như quan hệ lực trượt và diện tích trượt: Dx Dx  s =h =h = h = h Dt y y t t KHÁI NIỆM Vaät chaát: raén, loûng hoaëc khí (thường hoặc plazma). Loûng+Khí: phần tử lieân keát yeáu nhaát, chuyeån ñoäng töï do.-Loûng keát tinh: tinh theå loûng. Chaát raén: -Lieân keát chaët, hình daïng xaùc ñònh. -Tinh theå hoaëc voâ ñònh hình-tinh theå: caùc phaàn töû theo quy luaät ñoái xöùng, tuaàn hoaøn;-voâ ñònh hình: caùc phaàn töû hoãn ñoän, khoâng theo traät töï.Voâ ñònh hình traïng thaùi trung gian giöõa chaát raén vaø chaát loûng.-Töông töï chaát raén: khoâng bieán ñoåi hình daïng theo bình chöùa, nhöõng tính chaát vaät lyù nhö ñoä cöùng, tính ñaøn hoài, trong suoát...-Töông töï chaát loûng: ñoä ñoàng nhaát, baát ñoái xöùng.... CẤU TRÚC CHẤT LỎNG1- Chất lỏng không sai sót (Bernal):-Pha lỏng và tinh thể tương ứng có cùng cấu trúc (chất lỏng tinh thể).-Chuyển rắn - lỏng không đứt liên kết, chỉ định hướng lại lực tác dụng.-Ở Tnc, độ nhớt lớn. Các silicát lỏng thường là các chất lỏng Bernal.2- Chất lỏng có hướng (Stuwart):-Liên kết phân tử có hướng đặc trưng, độ bền liên kết trong phân tử rấtlớn nhưng độ bền liên kết giữa các phân tử yếu (chất lỏng vi tinh).-Các chất lỏng từ Se, B2O3 thuộc về loại này.3- Chất lỏng không trật tự (Frenkel):-Chất lỏng không từ các phức cao phân tử, mà từ các ion tích tụ, cấutrúc luôn biến đổi (chất lỏng không trật tự).-Khi nhiệt độ tăng, các sai sót tích tụ nhanh, các liên kết bị đứt, nhiều lỗ ĐỖxốp xuất hiện. Khi làm nguội, khó tạo thủy tinh. QUA-Các chất lỏng kim loại, clorit và nitrát (như NaCl, NaNO3) là các chấtNG MINlỏng không trật tự. H Bộ môn Silic at ĐHBBIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT THEO NHIỆT ĐỘ CỦA CÁCCHẤT TINH THỂ (1) VÀ THỦY TINH (2) ĐỖ QUA NG MIN H Bộ môn Silic at ĐHB KHOẢNG BIẾN MỀM Dấu hiệu nhiệt – vật lý quan trọng nhất phân biệt thủy tinh, tinh thểT T Chaûy loûng ...