玻璃的微觀結(jié)構(gòu)及特性

　　玻璃是一種非晶體材料，其分子不像晶體那樣在空間具有長程有序的排列，而近似于液體那樣具有短程有序。玻璃像固體一樣保持特定的外形，不像液體那樣隨重力作用而流動。所以玻璃有以下特性：

　　1)各向同性

　　玻璃的分子排列是無規(guī)則的，其分子在空間中具有統(tǒng)計(jì)上的均勻性。在理想狀態(tài)下，均質(zhì)玻璃的物理、化學(xué)性質(zhì)(如折射率、硬度、彈性模量、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱率、電導(dǎo)率等)在各方向都是相同的。

　　2)無固定熔點(diǎn)

　　因?yàn)椴Ａ腔旌衔铮蔷w，所以無固定熔沸點(diǎn)。玻璃由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w是一定溫度區(qū)域(即軟化溫度范圍)內(nèi)進(jìn)行的，它與結(jié)晶物質(zhì)不同，沒有固定的熔點(diǎn)。

　　3)亞穩(wěn)性

　　玻璃態(tài)物質(zhì)一般是由熔融體快速冷卻而得到，從熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，冷卻過程中黏度急劇增大，質(zhì)點(diǎn)來不及做有規(guī)則排列而形成晶體，沒有釋出結(jié)晶潛熱，因此，玻璃態(tài)物質(zhì)比結(jié)晶態(tài)物質(zhì)含有較高的內(nèi)能，其能量介于熔融態(tài)和結(jié)晶態(tài)之間，屬于亞穩(wěn)狀態(tài)。從力學(xué)觀點(diǎn)看，玻璃是一種不穩(wěn)定的高能狀態(tài)，比如存在低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢，即有析晶傾向，所以，玻璃是一種亞穩(wěn)態(tài)固體材料。

　　4)漸變性可逆性

　　玻璃態(tài)物質(zhì)從熔融態(tài)到固體狀態(tài)的過程是漸變的，其物理、化學(xué)性質(zhì)的變化也是連續(xù)的和漸變的。這與熔體的結(jié)晶過程明顯不同，結(jié)晶過程必然出現(xiàn)新相，在結(jié)晶溫度點(diǎn)附近，許多性質(zhì)會發(fā)生突變。而玻璃態(tài)物質(zhì)從熔融狀態(tài)到固體狀態(tài)是在較寬溫度范圍內(nèi)完成的，隨著溫度逐漸降低，玻璃熔體黏度逐漸增大，最后形成固態(tài)玻璃，但是過程中沒有新相形成。相反玻璃加熱變?yōu)槿垠w的過程也是漸變的。

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