5, trạng thái vô định hình

CHẤT RẮN Ở TRẠNG THÁI VƠ ĐỊNH HÌNH & THỦY TINH Các dạng tồn vật chất Chất rắn: tinh thể vơ định hình Phân biệt: X – ray Xuất tinh thể lỏng Phân biệt: độ nhớt Những thuyết cấu trúc thủy tinh Các tính chất thủy tinh KHÁI NIỆM TINH THỂ LỎNG Tinh thể lỏng từ hợp chất hữu chất trung gian trạng thái lỏng rắn tinh thể Đồng thời, tinh thể lỏng chảy dòng giống chất lỏng, phân tử chúng định hướng giống tinh thể Hiện tượng phát năm 1888 nhà hóa học người Áo Frederich Reinitzer CHẤT RẮN là chất có độ nhớt từ 1012 Pa.s trở lên, chất lỏng có độ nhớt nhỏ 1012 Pa.s Tốc độ làm nguội: Nhanh? Tạo thủy tinh Chậm? Kết tinh Tốc độ tới hạn  Tốc độ làm nguội tới hạn (vượt tốc độ này, chất lỏng tạo v.đ.h.): - H2O 107 (0C/s), - Cu kim loại 106 (0C/s), -SiO2 10-4 (0C/s), - thủy tinh công nghiệp 10-3 (0C/s) [36] Khái niệm độ nhớt Mặt trướt với v=const, tương ứng với lực trượt: A x y F s = A v A F x v= t Có chênh lệch tốc độ Quan hệ độ nhớt  với lực trướt s, gradient tốc độ: v x  s=  =  y t y  Có thứ nguyên S.I Pa s Biến dạng trượt tăng với tốc độ không đổi:   = t s-1 Độ nhớt xem quan hệ lực trượt diện tích trượt: x x  s = = =  =  t y y t t KHÁI NIỆM  Vật chất: rắn, lỏng khí (thường plazma)  Lỏng+Khí: phần tử liên kết yếu nhất, chuyển động tự -Lỏng kết tinh: tinh thể lỏng  Chất rắn: -Liên kết chặt, hình dạng xác định -Tinh thể vô định hình -tinh thể: phần tử theo quy luật đối xứng, tuần hoàn; -vô định hình: phần tử hỗn độn, không theo trật tự Vô định hình trạng thái trung gian chất rắn chất lỏng -Tương tự chất rắn: không biến đổi hình dạng theo bình chứa, tính chất vật lý độ cứng, tính đàn hồi, suốt -Tương tự chất lỏng: độ đồng nhất, bất đối xứng CẤU TRÚC CHẤT LỎNG 1- Chất lỏng khơng sai sót (Bernal): -Pha lỏng tinh thể tương ứng có cấu trúc (chất lỏng tinh thể) -Chuyển rắn - lỏng không đứt liên kết, định hướng lại lực tác dụng -Ở Tnc, độ nhớt lớn Các silicát lỏng thường chất lỏng Bernal 2- Chất lỏng có hướng (Stuwart): -Liên kết phân tử có hướng đặc trưng, độ bền liên kết phân tử lớn độ bền liên kết phân tử yếu (chất lỏng vi tinh) -Các chất lỏng từ Se, B2O3 thuộc loại 3- Chất lỏng không trật tự (Frenkel): -Chất lỏng không từ phức cao phân tử, mà từ ion tích tụ, cấu trúc biến đổi (chất lỏng không trật tự) -Khi nhiệt độ tăng, sai sót tích tụ nhanh, liên kết bị đứt, nhiều lỗ ĐỖ xốp xuất Khi làm nguội, khó tạo thủy tinh QUA NG -Các chất lỏng kim loại, clorit nitrát (như NaCl, NaNO3) MIN chất H Bộ lỏng không trật tự môn Silic at ĐHB BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT THEO NHIỆT ĐỘ CỦA CÁC CHẤT 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 phân biệt thủy tinh, tinh thể T T C ûy loûn g L o ûn g Tf K h oa ûn g b ie án m e àm M ie àn qu aùla ïn h T nc Tg R aén tin h the å R a én vo â định hình 10 10 12  T = T f - T g : kho a ûn g bie án m e àm a) T ính c át  (P a.s ) ( ) T nc : nhie ät đ o äno ùn g c hảy b) THŨY TINH KIM LOẠI, HỢP KIM T < Tx : Lỏng quá lạnh (vô định hình) Tốc độ làm nguội quá nhanh, các phần tử không kịp sắp xếp trật tự (kết tinh) Cấu trúc kim loại ở trạng thái vô định hình, nano tinh thể hoặc composite nano trường vô định hình