Иванова Екатерина 554 гр.

Аморфное и стеклообразное состояния. Аморфное состояние – это одно из физических состояний твердых тел, характеризующееся ближним порядком, т.е. отсутствием строгой периодичности в расположении атомов, присущей кристаллам. Частным случаем аморфного состояния вещества является стеклообразное. Стеклообразное состояние – это твердое аморфное состояние вещества, реализующееся при изобарическом (p - const) охлаждении или изотермическом (T - const) сжатии жидкостей.

Охлаждение расплава Низкая Тпл – высокая вязкость Т 0 =температура стеклования идеального стекла B 2 O 3 (T g =250°C, T 0 =60°C),оконное стекло (T g =550°C, T 0 =270°C) Распла в T,°C ή,П SiO ,7 B2O3B2O LiCl 6132*10 -2

Способы получения

Классификация стекол По типу связи: ковалентные (оксиды, элементы, органические полимеры) ионные (галогениды, нитраты) с водородной связью (водные растворы солей) молекулярная связь (органические жидкости металлическая связь (сплавы) По химическому составу: 1. Элементарные (S, Se, Te,…) 2. Оксидные (SiO 2, B 2 O 3, P 2 O 5,…) 3. Халькогенидные (As-S, As-Se, P-Se) 4. Галогенидные (BeF 2, ZnCl 2 ) 5. Нитратные (KNO 3 -Ca(NO 3 ) 2 ) 6. Смешанные (оксофторидные, галогенхалькогенидные) 7. Водные растворы (HCl, LiCl, KOH, H 2 O 2 ) 8. Металлические (Au-Si, Fe-B, Co-P) [2]

Основные свойства стекол: Вязкость (υ=,где υ – скорость,t-температура,ή- вязкость ) Поверхностное натяжение Кристаллизационная способность Электрическая проводимость (c = 1/r, удельное сопротивление натрий-кальций-силикатного стекла равно (10(11)-10(13) Ом.м ) Плотность Однородность Теплоемкость Теплопроводность (Теплопроводность промышленных стекол составляет 0,72-0,9 Вт/(м.°С). Термостойкость Оптические св-ва (прозрачность, отражательная способность) [3]

Структура стекла Схематическое изображение на плоскости строения кристаллического кварца (а), стеклообразного кварца (б) [4] а б

Структура стекла Халькогениды (1D) – линейные полимерные цепи – дефекты: разветвление цепей Бораты (2D) – треугольные бороксоловые группы BO 3 – дефекты: полиэдры BO 4 Силикаты (3D) – тетраэдры SiO 4 – дефекты: немостиковый Кислород [4]

Оптические волокна Состав: сердцевина- «проводник» фотонов и оболочка – отражатель фотонов (волокна на основе SiO 2, потери до 0.2 дБ/км, полоса пропускания до 100 ГГц/км) мкм Применение: передача информации на большие расстояния (телефон, ТВ,Интернет), оптоэлектроника, передача световой энергии (лазерная техника, световоды).[5]

Фотонные кристаллы Фотонные кристаллы (ФК) – это искусственные периодические диэлектрические структуры (материалы) с запрещенной зоной, препятствующей распространению света в определенном частотном диапазоне. Фотонные кристаллы не пропускают свет с длиной волны, сравнимой с периодом структуры фотонного кристалла. [6]

Литература 1. Презентация А. В. Шишкина Получение аморфных структур. 2. В. А. Хоник стекла: структура и структурные превращения. 3. Гулоян Ю. А. Физико-химические свойства и характеристики стекол 4. Шульц М. М. Стекло: структура, свойства, применения,Соровский образовательный журнал, 3, 1996; ;