Amorphe

Non syndiqués et les non cristalline des matériaux de structure moléculaire, qui se fondent sur une large plage de température que les matériaux cristallins.

Un "solide amorphe est un solide dans lequel il n'ya pas d'ordre à longue distance de la position des atomes. (Solides dans lequel il est à long terme afin atomique sont appelés solides cristallins ou morphes). La plupart des classes de matériaux solides peuvent être trouvés ou préparés sous une forme amorphe. Par exemple, verre à vitre commun est un solide amorphe, de nombreux polymères (tels que le polystyrène) sont amorphes, et même des aliments comme les bonbons de coton sont des solides amorphes.

En principe, étant donné un taux suffisamment élevé de refroidissement, le liquide peut être transformé en un solide amorphe. Le refroidissement réduit la mobilité moléculaire. Si la vitesse de refroidissement est plus rapide que la vitesse à laquelle les molécules peuvent s'organiser en un état plus favorable thermodynamiquement cristallin, puis d'un solide amorphe sera formé. En raison de considérations d'entropie, de nombreux polymères peuvent être des solides amorphes par refroidissement, même à des vitesses lentes. En revanche, si les molécules ont suffisamment de temps pour s'organiser en une structure à l'ordre de deux ou trois dimensions, puis un cristallin (ou semi-cristallins) solides seront noués. L'eau est un exemple. En raison de sa petite taille moléculaire et la capacité de réorganiser rapidement, il ne peut pas être rendue amorphe sans avoir recours à des techniques spécialisées hypertrempe.

Matériaux amorphes peut également être produit par des additifs qui interfèrent avec la capacité de la composante principale de cristalliser. Par exemple, l'addition de soude aux résultats de dioxyde de silicium du verre à vitre, et l'ajout de glycols de l'eau résulte en un solide vitrifié.

Certains matériaux, comme les métaux, sont difficiles à préparer dans un état amorphe. Sauf si un matériau a une température de fusion élevée (que la céramique ne) ou une énergie de cristallisation faible (comme les polymères ont tendance à), le refroidissement doit être fait très rapidement. Comme le refroidissement est effectué, les changements importants à partir d'un liquide surfondu, avec des propriétés qu'on peut attendre d'un matériau état liquide, un solide. La température à laquelle cette transition se produit est appelée température de transition vitreuse Tg ou.

Définition

Il est difficile de faire une distinction entre vraiment solides amorphes et des solides cristallins si la taille des cristaux est très faible. Même les matériaux amorphes ont un peu d'ordre à courte portée à l'échelle atomique de longueur en raison de la nature de la liaison chimique. En outre, dans de très petits cristaux une grande partie des atomes sont situés à ou près de la surface du cristal; relaxation de la surface et les effets interfaciale fausser les positions atomiques, la baisse de l'ordre structurel. Même le plus avancé des techniques de caractérisation structurale, comme la diffraction des rayons X et microscopie électronique à transmission, ont de la difficulté à distinguer entre les structures amorphes et cristallins sur ces échelles de longueur.

Le passage de l'état liquide sur le verre, à une température inférieure au point de fusion à l'équilibre de la matière, est appelé la transition vitreuse. La température de transition vitreuse est d'environ la température à laquelle la viscosité du liquide dépasse une certaine valeur (environ 1012 Pa · s). La température de transition dépend de la vitesse de refroidissement, à la transition vitreuse se produisant à des températures plus élevées pour accélérer le taux de refroidissement. La nature précise de la transition vitreuse est l'objet de recherches en cours. S'il est clair que la transition de verre n'est pas une transition du premier ordre thermodynamique (tels que la fonte), il ya débat pour savoir si c'est une transition d'ordre supérieur, ou simplement un effet cinétique.