Аморфный

Неорганизованный и не кристаллических молекулярных материалов структуры, которые плавятся в более широком температурном диапазоне, чем кристаллических материалов.

"Аморфное твердое тело" является твердой, в которых нет дальнего порядка в расположении атомов. (Твердого тела, в котором есть дальнего атомного порядка называются кристаллических твердых тел или morphous). Большинство классов твердых материалов может быть найден или подготовленные в аморфной форме. Например, обычное стекло окна аморфное твердое тело, многие полимеры (например, полистирол) являются аморфными, и даже продукты, такие как сахарная вата являются аморфные твердые тела.

В принципе, с учетом достаточно высокой скорости охлаждения, любые жидкости можно сделать в аморфное твердое тело. Охлаждение снижает молекулярной подвижности. Если скорость охлаждения быстрее, чем скорость, с которой молекулы могут объединяться в более термодинамически выгодным кристаллическом состоянии, то аморфное твердое тело будет сформирована. Из-за энтропии соображений, многие полимеры могут быть сделаны аморфные твердые тела при охлаждении даже на медленных темпов. Напротив, если молекулы имеют достаточно времени, чтобы организовать в структуре с двух-или трехмерной порядка, то кристаллических (или частично кристаллический) твердых будет сформирована. Вода является одним из примеров. Из-за своего малого размера молекул и способность быстро изменить, он не может быть аморфной, не прибегая к специализированным hyperquenching методов.

Аморфных материалов может осуществляться также посредством добавки, которые препятствуют способности основным компонентом для кристаллизации. Например, добавление соды на диоксид кремния результаты в оконное стекло, и того гликолей с водой приводит к остеклованных твердых.

Некоторые материалы, такие как металлы, которые трудно подготовить в аморфном состоянии. Если материал имеет высокую температуру плавления (как керамика делать) или низкой энергией кристаллизации (как правило, полимеры), охлаждение должно быть сделано очень быстро. Как охлаждение осуществляется, существенных изменений из переохлажденной жидкости, со свойствами, которые можно ожидать от жидкого состояния вещества, в твердом теле. Температура, при которой этот переход происходит, называется температурой стеклования и ТГ.

Определение

Трудно сделать различие между действительно аморфных тел и кристаллических твердых тел, если размер кристаллов очень мала. Даже аморфных материалов есть ближний порядок на атомном масштабе длины из-за природы химической связи. Кроме того, в очень маленьких кристаллов большая часть атомов находится на или вблизи поверхности кристалла; релаксации поверхностного и межфазного эффектов искажения атомных позиций, уменьшением структурного порядка. Даже самые передовые методы структурных характеристик, таких как рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии, испытывают трудности в различении между аморфным и кристаллическим структур на этих масштабах длин.

Перехода из жидкого состояния в стекло, при температуре ниже точки равновесия плавления материала, называется стеклования. Температура стеклования примерно температура, при которой вязкость жидкости превышает определенное значение (около 1012 Па · с). Температура перехода зависит от скорости охлаждения, с стеклования происходит при более высоких температурах для более быстрого охлаждения. Точная природа стеклования является предметом текущих исследований. Хотя ясно, что стеклования не первого порядка термодинамического перехода (такие как плавка), существует спор о том, что это более высокого порядка перехода, или просто кинетический эффект.