Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Аморфное состояние

Аморфное состояние (далее А) (от греч. а - отрицательная частица и morphē - форма), твердое состояние вещества, обладающее двумя особенностями: его свойства (механические, тепловые, электрические и т. д.) в естественных условиях не зависят от направления в веществе (изотропия); при повышении температуры вещество, размягчаясь, переходит в жидкое состояние постепенно, т. е. в А отсутствует определенная точка плавления.

  Эти особенности обусловлены отсутствием в А дальнего порядка - характерной для кристаллов строгой повторяемости во всех направлениях одного и того же элемента структуры ( группы молекулы и т. п.) на протяжении сотен и тысяч периодов. В то же время у вещества в А существует ближний порядок - согласованность в расположении соседних частиц, т. е. порядок, соблюдаемый на расстояниях, сравнимых с размерами молекул (рис.). С расстоянием эта согласованность уменьшается и через 0,5-1 нм исчезает (см. Дальний порядок и ближний порядок).

  Ближний порядок характерен и для жидкостей, но в жидкости происходит интенсивный обмен местами между соседними частицами, затрудняющийся по мере возрастания вязкости, поэтому, с одной стороны, твердое тело в А принято рассматривать как переохлажденную жидкость с очень высоким коэффициентом вязкости. С другой стороны, в само понятие "А" включают жидкость.

  Изотропия свойств характерна так же для поликристаллического состояния (см. Поликристаллы), но последнее характеризуется строго определенной температурой плавления, что позволяет отличать его от А Отличие структуры А от легко обнаруживается с помощью рентгенограмм. Монохроматические рентгеновские лучи, рассеиваясь на образуют дифракционную картину в виде отчетливых линий или пятен (см. Дифракция рентгеновских лучей). Для А.с. это не характерно.

  Устойчивым твердым состоянием вещества при низких температурах является состояние. Однако в зависимости от свойств молекул, кристаллизация может потребовать больше или меньше времени - молекулы должны успеть при охлаждении вещества выстроиться в порядок. Иногда это время бывает очень большим, так что состояние практически не реализуется. В др. случаях А получается путем убыстрения процесса охлаждения. Например, расплавляя кварц и затем быстро охлаждая расплав, получают аморфное кварцевое стекло. Таким же образом ведут себя многие силикаты, которые при охлаждении дают обычное стекло. Поэтому А часто называют стеклообразным состоянием. Однако чаще всего даже самое быстрое охлаждение недостаточно быстро для того, чтобы помешать образованию В результате этого большинство веществ получить в А невозможно. В природе А менее распространено, чем В А находятся: опал, обсидиан, янтарь, смолы природные, битумы.

  В А могут находиться не только вещества, состоящие из отдельных и обычных молекул, как стекла и жидкости (низкомолекулярные соединения), но и вещества, состоящие из длинноцепочечных макромолекул - высокомолекулярные соединения, или полимеры.

  Структура аморфных полимеров характеризуется ближним порядком в расположении звеньев или сегментов макромолекул, быстро исчезающим по мере их удаления друг от друга. Молекулы полимеров как бы образуют "рои", время жизни которых очень велико из-за огромной вязкости полимеров и больших размеров молекул. Поэтому в ряде случаев такие рои остаются практически неизменными.

  Аморфные полимеры в зависимости от температуры могут находиться в трех состояниях, отличающихся характером теплового движения: стеклообразном, высоко-эластическом и жидком (вязко-текучем). При низких температурах сегменты молекул не обладают подвижностью и полимер ведет себя как обычное твердое тело в А При достаточно высоких температурах энергия теплового движения становится достаточной для того, чтобы вызвать перемещение сегментов молекулы, но еще недостаточной для приведения в движение молекулы в целом. Возникает высокоэластическое состояние, характеризующееся способностью полимера легко растягиваться и сжиматься. Переход из высокоэластического состояния в стеклообразное называется стеклованием. В вязко-текучем состоянии могут перемещаться не только сегменты, но и вся макромолекула. Полимеры приобретают способность течь, но, в отличие от обычной жидкости, их течение всегда сопровождается развитием высокоэластической деформации.

  Лит.: Китайгородский А. И., Порядок и беспорядок в мире М., 1966; Кобеко П. П., Аморфные вещества, М.- Л., 1952; Китайгородский А. И., Рентгеноструктурный анализ мелкокристаллических и аморфных тел, М.- Л., 1952. См. также лит. при ст. Полимеры.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 03.03.2024 05:23:41