Amorfo

Desorganizada e não materiais cristalinos estrutura molecular, que derretem em uma gama mais ampla de temperatura do que materiais cristalinos.

Um "sólido amorfo" é um sólido no qual não há ordem de longo alcance das posições dos átomos. (Sólidos em que há longo alcance ordem atômica são chamados de sólidos cristalinos ou morphous). A maioria das classes de materiais sólidos podem ser encontrados ou preparado em uma forma amorfa. Por exemplo, a janela de vidro comum é um sólido amorfo, muitos polímeros (como o poliestireno) são amorfos, e até mesmo alimentos, como doces de algodão são sólidos amorfos.

Em princípio, dada uma taxa suficientemente alta de arrefecimento, o líquido pode ser transformado em um sólido amorfo. O resfriamento reduz a mobilidade molecular. Se a taxa de resfriamento é mais rápido que a taxa na qual as moléculas podem organizar-se em um estado mais cristalina termodinamicamente favorável, em seguida, um sólido amorfo será formada. Devido a considerações sobre a entropia, muitos polímeros podem ser feitas sólidos amorfos por resfriamento mesmo em baixas velocidades. Em contrapartida, se as moléculas têm tempo suficiente para organizar-se em uma estrutura com forma de duas ou três dimensões, em seguida, um cristalino (ou semi-cristalina) sólidos serão formados. A água é um exemplo. Devido ao seu pequeno tamanho molecular e capacidade de reorganizar rapidamente, não pode ser feita amorfa, sem recorrer a técnicas especializadas hyperquenching.

Os materiais amorfos também pode ser produzido através de aditivos que interferem com a capacidade do componente principal a se cristalizar. Por exemplo, a adição de soda com os resultados de dióxido de silício no vidro da janela, ea adição de glicóis de água resulta em um sólido vitrificado.

Alguns materiais, como metais, são difíceis de preparar em um estado amorfo. A menos que um material tem uma temperatura de fusão alta (como a cerâmica fazer) ou uma cristalização de energia baixa (como polímeros tendem a), o arrefecimento deve ser feito de forma extremamente rápida. Como o resfriamento é realizado, o material muda de um líquido super-resfriado, com propriedades que se esperaria de um material no estado líquido para o sólido. A temperatura na qual esta transição ocorre é chamada de temperatura de transição vítrea ou Tg.

Definição

É difícil fazer uma distinção entre verdadeiramente sólidos amorfos e sólidos cristalinos se o tamanho dos cristais é muito pequena. Mesmo materiais amorfos têm alguma ordem de curto alcance na escala atômica comprimento devido à natureza da ligação química. Além disso, em cristais muito pequenos uma grande fração dos átomos estão localizados em ou perto da superfície do cristal, o relaxamento da superfície, e efeitos interfaciais distorcer as posições atômicas, diminuindo a ordem estrutural. Mesmo as mais avançadas técnicas de caracterização estrutural, como a difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão, têm dificuldade em distinguir entre as estruturas cristalinas e amorfas sobre estas escalas de comprimento.

A transição do estado líquido para o vidro, a uma temperatura abaixo do ponto de fusão de equilíbrio do material, é chamado de transição vítrea. A temperatura de transição vítrea é aproximadamente a temperatura na qual a viscosidade do líquido excede um certo valor (cerca de 1012 Pa · s). A temperatura de transição depende da taxa de resfriamento, com a transição vítrea ocorrendo em temperaturas mais altas taxas de resfriamento mais rápido. A natureza exata da transição de vidro é o tema da investigação em curso. Embora seja evidente que a transição de vidro não é uma transição de primeira ordem termodinâmico (como fusão), não há debate sobre se é uma transição de ordem superior, ou apenas um efeito cinético.