Некристаллическое состояние
Cтраница 2
Био сознавал важность этого открытия и указывал, что наблюдавшаяся ранее оптическая активность связана с особым строением кристалла и исчезает при разрушении кристаллической решетки в результате плавления или растворения, тогда как способность органических веществ вращать плоскость поляризации в некристаллическом состоянии является свойством самих молекул. [16]
Для такого коллоидногосостояния характерны следующие признаки: 1) в безводном состоянии такое коллоидное тело в воде нерастворимо; таков и глинозем; 2) в водном состоянии оно имеет вид студени, в воде нерастворимой, и 3) оно способно также являться и в растворах, из которых выделяется также в некристаллическом состоянии, образуя вещество, похожее на камедь. Эти состояния глинозем принимает легко и часто. Студенистый гидрат глинозема и есть его гидрогель. Он, как и все подобные гидрогели, не имеет следов кристаллизации, легко меняет многие из своих свойств с переменою содержания воды, при накаливании теряет воду и оставляет белый порошок безводной окиси. И кислоты, и щелочи растворяют гидрогель глинозема. Гидрогель глинозема получается также и при испарении растворов его в таких малоэнергических кислотах, как летучая уксусная. [17]
Некристаллические состояния различны в пленках, полученных золь-гель-методом и осаждением из газовой фазы. [18]
Если теория аморфной вязаной структуры в логичной форме расшифровывает состояние и свойства силикатных и им подобных неорганических стекол, то она не может дать правильного представления о структуре особых стекол - и производных тех веществ, глубокое переохлаждение которых возможно лишь при соблюдении специальных условий эксперимента. Многие вещества, находясь в твердом некристаллическом состоянии, не обладают свойствами стекла, например, способностью к постепенному размягчению. Еще задолго до размягчения они переходят в кристаллическое состояние. [19]
Автор монографии [66] сужает понятие о стеклах, исключая из них высокодисперсные порошки осаждаемых из растворов гидроксидов, оксидов, сульфидов, силицидов, промежуточные продукты твердофазных реакций. Он ограничивает рассмотрение стеклообразных и аморфных твердых фаз только теми, которые могут быть получены в микрокомпактной форме или в тонких слоях толщиной до нескольких микрометров Это утилитарное толкование, поскольку с научной точки зрения любое конденсированное твердое некристаллическое состояние вещества по существу является стеклообразным. [20]
Местоположение элементов на рис. 10 разделено на районы I-IV с определенными условиями образования некристаллических тел. Элементы на границах между районами относятся к району с более низким номером. Увеличение номера района соответствует увеличению сложности условий получения некристаллического состояния вплоть до отсутствия некристалличности. [22]
Таким образом, можно сделать вывод, что не только стеклообразные, но и ультрадисперсные некристаллические вещества образуются путем соединения структурных единиц, характерных для различных полиморфных кристаллических модификаций. Чем шире набор таких вариаций, тем легче образуется некристаллическое состояние. [23]
Аморфные полупроводники изготовляют в виде тонких пленок напылением или осаждением на подложку. Если температура подложки невысока, попадающие на нее атомы не имеют достаточной энергии для перемещения ( миграции) и не могут выстроиться в кристаллическую решетку. В результате образуются пленки с некристаллической структурой, характерной особенностью которых по сравнению со стеклами является отсутствие эффекта размягчения. В процессе нагрева такой материал при некоторой температуре переходит из твердого некристаллического состояния в кристаллическое. [24]
При этом следует учитывать, что процесс плавления высокомолекулярных веществ протекает всегда как кооперативный процесс. Вследствие существования валентных связей между звеньями цепи отдельное звено, находящееся на поверхности кристаллита, не может выйти из решетки, как молекула низкомолекулярного вещества. Напротив, для плавления ( п 1) - го звена необходимо, чтобы перед этим звеном участок цепи в п звеньев уже обладал подвижностью, соответствующей некристаллическому состоянию. На рис. 3 схематично представлены два возможных случая плавления: рис. 3, а соответствует плавлению цепи с одним подвижным концом, а рис. 3 6 - плавлению цепи, оба конца которой закреплены на поверхности кристаллита. [25]
Понятие о кинетически стабильных элементах структуры в полимерах, неспособных к образованию упорядоченных фаз или ме-зофаз, разумеется, не имеет количественного критерия. Просто чем больше т при прочих разных условиях, тем больше кинетическая стабильность. Практически под кинетически стабильными понимаются те флуктуационные структуры, время жизни которых превышает длительность исследуемого процесса. Нетрудно сообразить после этого, что все некристаллизующиеся гибкоцепные полимеры способны к образованию лишь флуктуационных структур, характеризуемых большей или меньшей кинетической стабильностью. Что касается кристаллизующихся, жесткоцепных гомополимеров или блоксополимеров, способных к образованию сверхкристаллов, то они ниже температуры перехода в некристаллическом состоянии термодинамически нестабильны, а их кинетическая стабильность определяется степенью переохлаждения. [26]
Заманчиво исследовать причины, почему такое ограниченное число элементов и соединений служит для образования стекла. В кристаллическом селене атомы соединены друг с другом прочными связями в спиральные цепочки, проходящие через весь кристалл, и упаковка их такова, что оси расположены параллельно ( см. стр. Силы взаимодействия между атомами различных цепочек значительно слабее, чем между соседними атомами данной цепочки, на что указывают соответствующие межатомные расстояния. Жидкий селен состоит, вепоятн из молеюгл Se. Сера не образует стекла, но при быстром охлаждении жидкости образуется пластическая сера. Теперь известно, что в растянутом кусочке серы существуют цепочки атомов серы, ориентированные в процессе вытягивания. В обычной пластической сере эти цепочки скручены и сплетены. При переходе от жидкой к ромбической сере двухатомные молекулы, существующие в жидкости, соединяются с образованием молекул S8, состоящих из прилегающих вплотную восьмичленных колец, из которых построены кристаллы. При образовании пластической серы такого замыкания в кольца одного размера не происходит и остается часть цепочек. Очевидно, что в случаях серы и селена основное значение имеет образование двух прочных связей; и если они уже образовались, то остальные детали расположения атомов имеют второстепенное значение. Каждый атом образует две такие связи только в кристаллических элементах ( не учитывая атомы Se на поверхности кристалла), но в стекловидном селене и в пластической сере большинство атомов связано, и поэтому такие некристаллические состояния оказываются достаточно устойчивыми. [27]
Страницы: 1 2