Che ha scoperto corpi amorfi. Stati della materia amorfi e cristallini

A differenza dei solidi cristallini, non esiste un ordine rigoroso nella disposizione delle particelle in un corpo amorfo.

Anche se amorfo corpi solidi in grado di mantenere la loro forma, non hanno un reticolo cristallino. Una certa regolarità si osserva solo per molecole e atomi situati nelle vicinanze. Questo ordine è chiamato ordine a corto raggio . Non si ripete in tutte le direzioni e non persiste su lunghe distanze, come in corpi cristallini.

Esempi di corpi amorfi sono vetro, ambra, resine artificiali, cera, paraffina, plastilina, ecc.

Caratteristiche dei corpi amorfi

Gli atomi nei corpi amorfi oscillano attorno a punti che si trovano casualmente. Pertanto, la struttura di questi corpi ricorda la struttura dei liquidi. Ma le particelle in esse contenute sono meno mobili. Il tempo della loro oscillazione attorno alla posizione di equilibrio è più lungo che nei liquidi. Anche i salti di atomi in un'altra posizione si verificano molto meno frequentemente.

Come si comportano i solidi cristallini quando riscaldati? Cominciano a sciogliersi ad un certo punto punto di fusione. E per qualche tempo sono contemporaneamente allo stato solido e liquido, fino a quando tutta la sostanza non si è sciolta.

I corpi amorfi non hanno un punto di fusione specifico. . Una volta riscaldati, non si sciolgono, ma si ammorbidiscono gradualmente.

Metti un pezzo di plastilina vicino al dispositivo di riscaldamento. Dopo un po' diventerà morbido. Questo non accade istantaneamente, ma per un periodo di tempo.

Poiché le proprietà dei corpi amorfi sono simili a quelle dei liquidi, sono considerati liquidi superraffreddati ad altissima viscosità (liquidi solidificati). In condizioni normali, non possono fluire. Ma quando riscaldati, si verificano più spesso salti di atomi in essi, la viscosità diminuisce e i corpi amorfi si ammorbidiscono gradualmente. Maggiore è la temperatura, minore è la viscosità e gradualmente il corpo amorfo diventa liquido.

Il vetro ordinario è un solido corpo amorfo. Si ottiene fondendo ossido di silicio, soda e calce. Riscaldando la miscela a 1400 circa C, ottenere una massa vitrea liquida. Una volta raffreddato, il vetro liquido non si solidifica, come i corpi cristallini, ma rimane un liquido, la cui viscosità aumenta e la fluidità diminuisce. In condizioni ordinarie, ci appare come un corpo solido. Ma in realtà è un liquido che ha una viscosità e una fluidità enormi, così piccole che difficilmente si può distinguere dagli strumenti più ultrasensibili.

Lo stato amorfo della materia è instabile. Col tempo, da uno stato amorfo, si trasforma gradualmente in uno cristallino. Questo processo in diverse sostanze avviene a velocità diverse. Vediamo come i cristalli di zucchero ricoprono le caramelle di zucchero. Questo non richiede molto tempo.

E affinché i cristalli si formino nel normale vetro, deve passare molto tempo. Durante la cristallizzazione, il vetro perde forza, trasparenza, diventa torbido e diventa fragile.

Isotropia dei corpi amorfi

Nei solidi cristallini Proprietà fisiche differiscono in direzioni diverse. E nei corpi amorfi sono gli stessi in tutte le direzioni. Questo fenomeno si chiama isotropia .

Un corpo amorfo conduce equamente elettricità e calore in tutte le direzioni e rifrange la luce allo stesso modo. Il suono si propaga ugualmente nei corpi amorfi in tutte le direzioni.

Le proprietà delle sostanze amorfe sono utilizzate in moderne tecnologie. Di particolare interesse sono le leghe metalliche che non hanno una struttura cristallina e sono solidi amorfi. Sono chiamati occhiali di metallo . Le loro proprietà fisiche, meccaniche, elettriche e di altro tipo differiscono in meglio dalle proprietà simili dei metalli convenzionali.

Quindi, in medicina, vengono utilizzate leghe amorfe, la cui forza supera quella del titanio. Sono usati per realizzare viti o piastre che collegano le ossa rotte. A differenza degli elementi di fissaggio in titanio, questo materiale si disintegra gradualmente e nel tempo viene sostituito da materiale osseo.

Le leghe ad alta resistenza sono utilizzate nella produzione di utensili per il taglio dei metalli, raccordi, molle e parti di meccanismi.

In Giappone è stata sviluppata una lega amorfa ad alta permeabilità magnetica. Usandolo nei nuclei dei trasformatori invece delle lamiere di acciaio testurizzate, le perdite di correnti parassite possono essere ridotte di un fattore 20.

I metalli amorfi hanno proprietà uniche. Sono chiamati il materiale del futuro.

A differenza dei solidi cristallini, non esiste un ordine rigoroso nella disposizione delle particelle in un corpo amorfo.

Sebbene i solidi amorfi siano in grado di mantenere la loro forma, non hanno un reticolo cristallino. Una certa regolarità si osserva solo per molecole e atomi situati nelle vicinanze. Questo ordine è chiamato ordine a corto raggio . Non si ripete in tutte le direzioni e non si conserva su lunghe distanze, come nei corpi cristallini.

Esempi di corpi amorfi sono vetro, ambra, resine artificiali, cera, paraffina, plastilina, ecc.

Caratteristiche dei corpi amorfi

I corpi amorfi non hanno un punto di fusione specifico. . Una volta riscaldati, non si sciolgono, ma si ammorbidiscono gradualmente.

Metti un pezzo di plastilina vicino al dispositivo di riscaldamento. Dopo un po' diventerà morbido. Questo non accade istantaneamente, ma per un periodo di tempo.

E affinché i cristalli si formino nel normale vetro, deve passare molto tempo. Durante la cristallizzazione, il vetro perde forza, trasparenza, diventa torbido e diventa fragile.

Isotropia dei corpi amorfi

Nei solidi cristallini, le proprietà fisiche differiscono in diverse direzioni. E nei corpi amorfi sono gli stessi in tutte le direzioni. Questo fenomeno si chiama isotropia .

Un corpo amorfo conduce equamente elettricità e calore in tutte le direzioni e rifrange la luce allo stesso modo. Il suono si propaga ugualmente nei corpi amorfi in tutte le direzioni.

Le proprietà delle sostanze amorfe sono utilizzate nelle moderne tecnologie. Di particolare interesse sono le leghe metalliche che non hanno una struttura cristallina e sono solidi amorfi. Sono chiamati occhiali di metallo . Le loro proprietà fisiche, meccaniche, elettriche e di altro tipo differiscono in meglio dalle proprietà simili dei metalli convenzionali.

Le leghe ad alta resistenza sono utilizzate nella produzione di utensili per il taglio dei metalli, raccordi, molle e parti di meccanismi.

I metalli amorfi hanno proprietà uniche. Sono chiamati il materiale del futuro.

2009

corpi amorfi.

Facciamo un esperimento. Avremo bisogno di un pezzo di plastilina, una candela di stearina e un caminetto elettrico. Metti la plastilina e una candela a distanze uguali dal camino. Dopo qualche tempo, parte della stearina si scioglierà (diventerà un liquido) e parte rimarrà sotto forma di un pezzo solido. La plastilina per lo stesso tempo si ammorbidirà solo un po '. Dopo qualche tempo, tutta la stearina si scioglierà e la plastilina si "correggerà" gradualmente sulla superficie del tavolo, ammorbidendosi sempre di più.

Quindi, ci sono corpi che, una volta sciolti, non si ammorbidiscono, ma si trasformano immediatamente da uno stato solido in un liquido. Durante la fusione di tali corpi, è sempre possibile separare il liquido dalla parte del corpo ancora non fusa (solida). Questi corpi lo sono cristallino. Ci sono anche solidi, che, una volta riscaldati, si ammorbidiscono gradualmente, diventano sempre più fluidi. Per tali corpi è impossibile specificare la temperatura alla quale si trasformano in un liquido (sciolto). Questi corpi sono chiamati amorfo.

Facciamo il seguente esperimento. Gettiamo un pezzo di resina o cera in un imbuto di vetro e lasciamolo in una stanza calda. Dopo circa un mese, risulterà che la cera ha preso la forma di un imbuto e ha persino iniziato a defluire da essa sotto forma di "getto" (Fig. 1). A differenza dei cristalli, che mantengono la loro forma quasi per sempre, i corpi amorfi, anche quando non lo sono alte temperature avere fluidità. Pertanto, possono essere considerati liquidi molto densi e viscosi.

La struttura dei corpi amorfi. Ricerca utilizzando un microscopio elettronico, oltre a utilizzare raggi X indicano che nei corpi amorfi non esiste un ordine rigoroso nella disposizione delle loro particelle. Dai un'occhiata, la Figura 2 mostra la disposizione delle particelle nel quarzo cristallino e, a destra, nel quarzo amorfo. Queste sostanze sono costituite dalle stesse particelle: molecole di ossido di silicio SiO 2.

Lo stato cristallino del quarzo si ottiene raffreddando lentamente il quarzo fuso. Se il raffreddamento del fuso è veloce, le molecole non avranno il tempo di "allinearsi" in file ordinate e si otterrà quarzo amorfo.

Le particelle dei corpi amorfi vibrano continuamente e in modo casuale. È più probabile che le particelle di cristalli saltino da un posto all'altro. Ciò è facilitato dal fatto che le particelle dei corpi amorfi non sono ugualmente dense: ci sono dei vuoti tra di loro.

Cristallizzazione di corpi amorfi. Nel tempo (diversi mesi, anni), le sostanze amorfe si trasformano spontaneamente in stato cristallino. Ad esempio, lo zucchero candito o il miele fresco lasciati da soli in un luogo caldo diventano opachi dopo alcuni mesi. Dicono che il miele e le caramelle siano "canditi". Rompendo un lecca-lecca o raccogliendo il miele con un cucchiaio, vediamo davvero i cristalli di zucchero risultanti.

La cristallizzazione spontanea di corpi amorfi indica che lo stato cristallino della materia è più stabile dello stato amorfo. La teoria intermolecolare lo spiega in questo modo. Le forze intermolecolari di attrazione e repulsione fanno sì che le particelle di un corpo amorfo saltino prevalentemente dove ci sono i vuoti. Di conseguenza, si verifica una disposizione delle particelle più ordinata rispetto a prima, cioè si forma un policristallo.

Fusione di corpi amorfi.

Quando la temperatura aumenta, l'energia moto oscillatorio atomi dentro corpo solido aumenta e, infine, arriva un momento in cui i legami tra gli atomi iniziano a rompersi. In questo caso, il corpo solido passa allo stato liquido. Si chiama tale transizione fusione. A pressione fissa, la fusione avviene a una temperatura rigorosamente definita.

La quantità di calore richiesta per convertire una massa unitaria di una sostanza in un liquido al punto di fusione è chiamata calore specifico di fusione λ .

Per fondere una sostanza m la quantità di calore richiesta è:

Q = λm .

Il processo di fusione dei corpi amorfi differisce dalla fusione dei corpi cristallini. All'aumentare della temperatura, i corpi amorfi si ammorbidiscono gradualmente, diventano viscosi, fino a trasformarsi in un liquido. I corpi amorfi, a differenza dei cristalli, non hanno un punto di fusione definito. La temperatura dei corpi amorfi in questo caso cambia continuamente. Questo perché nei solidi amorfi, come nei liquidi, le molecole possono muoversi l'una rispetto all'altra. Quando riscaldati, la loro velocità aumenta, la distanza tra loro aumenta. Di conseguenza, il corpo diventa sempre più morbido fino a quando non si trasforma in un liquido. Durante la solidificazione dei corpi amorfi, anche la loro temperatura diminuisce continuamente.

Inviare il tuo buon lavoro nella knowledge base è semplice. Usa il modulo sottostante

Gli studenti, i dottorandi, i giovani scienziati che utilizzano la base di conoscenze nei loro studi e nel loro lavoro ti saranno molto grati.

postato su http:// www. tutto il meglio. it/

Materiali amorfi: loro proprietà, applicazione nella tecnologia moderna, metodi di ottenimento

Completato:

studente del gruppo 206 HFMM

Dorozhkin A.P.

Controllato:

capo reparto

chimica fisica

Tomilin O.B.

introduzione

Per molto tempo è sembrato che la cosa più interessante della Fisica fosse lo studio del microcosmo e del microcosmo. È stato lì che hanno cercato di trovare risposte alle domande più importanti e fondamentali che spiegano la struttura del mondo circostante. E ora è emerso un terzo fronte di ricerca: lo studio dei solidi.

Perché è così importante studiare i solidi?

Un ruolo enorme, ovviamente, è qui svolto dall'attività pratica dell'uomo. I solidi sono metalli e dielettrici, senza i quali l'ingegneria elettrica è impensabile, questi sono semiconduttori che stanno alla base dell'elettronica moderna, magneti, superconduttori, materiali strutturali. In una parola, si può sostenere che progresso scientifico e tecnico in gran parte basato sull'uso di solidi.

Ma non solo il lato pratico della questione è importante nel loro studio. La stessa logica interna dello sviluppo della scienza - la fisica dello stato solido - ha portato a comprendere l'importanza delle proprietà collettive dei grandi sistemi.

Un corpo solido è costituito da miliardi di particelle che interagiscono tra loro. Ciò provoca la comparsa di un certo ordine nel sistema e proprietà speciali dell'intero numero di microparticelle. Pertanto, le proprietà collettive degli elettroni determinano la conduttività elettrica dei solidi e la capacità di un corpo di assorbire calore - capacità termica - dipende dalla natura delle vibrazioni collettive degli atomi durante il movimento termico. Le proprietà collettive spiegano tutti i modelli di base del comportamento dei solidi.

La struttura dei corpi solidi è diversa. Tuttavia, possono essere divisi in due grandi classi: cristalli e corpi amorfi.

1. caratteristiche generali corpi amorfi

Non tutti i solidi sono cristalli. Ci sono molti corpi amorfi.

I corpi amorfi non hanno un ordine rigoroso nella disposizione degli atomi. Solo gli atomi più vicini - i vicini si trovano in un certo ordine. Ma non esiste un orientamento rigoroso in tutte le direzioni dello stesso elemento della struttura, che è caratteristico dei cristalli nei corpi amorfi.

Spesso la stessa sostanza può trovarsi sia in uno stato cristallino che amorfo. Ad esempio, il quarzo SiO2 può essere sia in forma cristallina che amorfa (silice). La forma cristallina del quarzo può essere schematicamente rappresentata come un reticolo di esagoni regolari. Anche la struttura amorfa del quarzo ha la forma di un reticolo, ma di forma irregolare. Insieme agli esagoni, contiene pentagoni ed ettagoni.

Nel 1959, il fisico inglese D. Bernal condusse esperimenti interessanti: prese molte palline di plastilina della stessa dimensione, le arrotolò in polvere di gesso e le premette in una grande palla. Di conseguenza, le palle sono state deformate in poliedri. Si è scoperto che in questo caso si formavano facce prevalentemente pentagonali e i poliedri avevano una media di 13,3 facce. Quindi c'è sicuramente un certo ordine nelle sostanze amorfe.

I corpi amorfi includono vetro, resina, colofonia, zucchero candito, ecc. A differenza delle sostanze cristalline, le sostanze amorfe sono isotropiche, ovvero le loro proprietà meccaniche, ottiche, elettriche e di altro tipo non dipendono dalla direzione. I corpi amorfi non hanno un punto di fusione fisso: la fusione avviene in un determinato intervallo di temperatura. La transizione di una sostanza amorfa da uno stato solido a uno liquido non è accompagnata da un brusco cambiamento delle proprietà. Non è stato ancora creato un modello fisico dello stato amorfo.

I corpi amorfi occupano una posizione intermedia tra solidi e liquidi cristallini. I loro atomi o molecole sono disposti in ordine relativo. Comprendere la struttura dei solidi (cristallini e amorfi) consente di creare materiali con le proprietà desiderate.

Sotto le influenze esterne, i corpi amorfi mostrano sia proprietà elastiche, come i solidi, che fluidità, come i liquidi. Quindi, con impatti a breve termine (impatti), si comportano come corpi solidi e, con un forte impatto, si rompono in pezzi. Ma con una lunghissima esposizione scorrono corpi amorfi. Seguiamo un pezzo di resina che giace su una superficie liscia. A poco a poco, la resina si diffonde su di essa e maggiore è la temperatura della resina, più velocemente ciò accade.

I corpi amorfi a basse temperature assomigliano ai corpi solidi nelle loro proprietà. Non hanno quasi fluidità, ma all'aumentare della temperatura si ammorbidiscono gradualmente e le loro proprietà si avvicinano sempre di più a quelle dei liquidi. Questo perché all'aumentare della temperatura, i salti di atomi da una posizione all'altra diventano gradualmente più frequenti. I corpi amorfi, a differenza di quelli cristallini, non hanno una certa temperatura dei corpi.

Quando una sostanza liquida viene raffreddata, non sempre cristallizza. in determinate condizioni si può formare uno stato solido amorfo (vetroso) di non equilibrio. Allo stato vetroso possono esserci sostanze semplici (carbonio, fosforo, arsenico, zolfo, selenio), ossidi (ad esempio boro, silicio, fosforo), alogenuri, calcogenuri, molti polimeri organici.In questo stato, la sostanza può essere stabile per un lungo periodo di tempo, ad esempio, alcuni vetri vulcanici hanno milioni di anni. Fisico e Proprietà chimiche le sostanze allo stato amorfo vetroso possono differire significativamente dalle proprietà sostanza cristallina. Ad esempio, il biossido di germanio vetroso è chimicamente più attivo del cristallino. Le differenze nelle proprietà dello stato amorfo liquido e solido sono determinate dalla natura del movimento termico delle particelle: nello stato amorfo, le particelle sono in grado solo di vibrare e movimenti di rotazione, ma non può muoversi nello spessore della sostanza.

Sotto l'azione di carichi meccanici o al variare della temperatura, i corpi amorfi possono cristallizzare. La reattività delle sostanze allo stato amorfo è molto più elevata che allo stato cristallino. caratteristica principale stato della materia amorfo (dal greco "amorphos" - informe) - l'assenza di un reticolo atomico o molecolare, cioè una periodicità tridimensionale della struttura caratteristica dello stato cristallino.

Ci sono sostanze che in forma solida possono essere solo in uno stato amorfo. Questo vale per i polimeri con una sequenza irregolare di collegamenti.

2. Leghe metalliche amorfe

Le leghe metalliche amorfe (vetri metallici) sono solidi metallici in cui non esiste un ordine a lungo raggio nella disposizione degli atomi. Questo dà loro una serie di differenze significative rispetto ai metalli cristallini convenzionali.

Le leghe amorfe furono ottenute per la prima volta nel 1960 da P. Duvez, ma la loro vasta ricerca e uso industriale iniziò un decennio dopo, dopo che il metodo di filatura fu inventato nel 1968. Attualmente sono noti diverse centinaia di sistemi di leghe amorfizzanti, la struttura e le proprietà dei vetri metallici sono state studiate in modo sufficientemente dettagliato e l'ambito della loro applicazione nell'industria è in espansione.

2.1 Metodi per ottenere leghe amorfe

È possibile realizzare velocità di raffreddamento ultra elevate del metallo liquido per ottenere una struttura amorfa diversi modi. Ciò che li accomuna è la necessità di garantire una velocità di raffreddamento di almeno 106 gradi/s. Sono noti metodi per espellere una goccia su una piastra fredda, spruzzare un getto con un gas o un liquido, centrifugare una goccia o un getto, fondere un film sottile della superficie metallica con un laser con rapida rimozione del calore dalla massa della base metallo, raffreddamento ultrarapido da un mezzo gassoso, ecc. L'uso di questi metodi consente di ottenere un nastro di varie larghezze e spessori, filo e polveri.

Più modi efficaci produzione industriale di nastro amorfo sono il raffreddamento di un getto di metallo liquido sulle superfici esterne (tempra sul disco) o interne (tempra centrifuga) di tamburi rotanti o il rotolamento della massa fusa tra rulli freddi realizzati con materiali ad alta conducibilità termica.

Fig. 1. Metodi per ottenere una striscia sottile mediante tempra dalla massa fusa: a) tempra centrifuga; b) indurimento sul disco; c) laminazione a fusione; d) tempra centrifuga; e) tempra planetaria

La figura 1 mostra i diagrammi schematici di questi metodi. Il fuso ottenuto nel forno ad induzione viene spremuto dal gas neutro dall'ugello e solidifica al contatto con la superficie di un corpo rotante raffreddato (frigorifero). La differenza è che nei metodi di tempra centrifuga e tempra su disco, il fuso viene raffreddato solo su un lato.

Il problema principale è ottenere un sufficiente grado di pulizia della superficie esterna, che non viene a contatto con il frigorifero. Il metodo di laminazione a fusione permette di ottenere buona qualità entrambe le superfici del nastro, il che è particolarmente importante per i nastri amorfi utilizzati per le testine di registrazione magnetiche. Ogni metodo ha le proprie restrizioni sulla dimensione dei nastri, poiché ci sono differenze nel corso del processo di solidificazione e nella progettazione hardware dei metodi. Se, durante l'indurimento centrifugo, la larghezza del nastro è fino a 5 mm, mediante laminazione si ottengono nastri con una larghezza di 10 mm o più.

Il metodo di tempra del disco, che richiede apparecchiature più semplici, consente di variare la larghezza della striscia in un ampio intervallo a seconda delle dimensioni dei crogioli di fusione. Questo metodo consente di produrre sia nastri stretti con una larghezza di 0,1-0,2 mm, sia larghi - fino a 100 mm e la precisione di mantenimento della larghezza può essere di ± 3 micron. Sono in fase di sviluppo installazioni con una capacità massima del crogiolo fino a 50 Kg. In tutte le installazioni per tempra da stato liquido il metallo si solidifica rapidamente, diffondendosi in uno strato sottile sulla superficie del frigorifero rotante. Con una composizione costante della lega, la velocità di raffreddamento dipende dallo spessore della massa fusa e dalle caratteristiche del raffreddatore. Lo spessore della massa fusa sul dispositivo di raffreddamento è determinato dalla velocità della sua rotazione e dalla velocità di deflusso della massa fusa, ovvero dipende dal diametro dell'ugello e dalla pressione del gas sulla massa fusa. Grande importanza ha la corretta scelta dell'angolo di alimentazione del fuso al disco, che permette di aumentare la durata del contatto del metallo con il raffreddatore. La velocità di raffreddamento dipende anche dalle proprietà del fuso stesso: conducibilità termica, capacità termica, viscosità, densità.

Per ottenere un sottile filo amorfo, vengono utilizzati diversi metodi di trafilatura delle fibre dalla massa fusa.

Fig. 2 Metodi per ottenere filo sottile indurito dal fuso: a) trascinare il fuso attraverso il refrigerante (estrusione fusa); b) sfilare il filo dal tamburo rotante; c) stiramento della massa fusa in un capillare di vetro; 1 - sciogliere; 2 - liquido di raffreddamento; 3 - vetro; 4 - ugello; 5 - avvolgimento del filo

Nel primo metodo (Fig. 2, a), il metallo fuso viene trafilato in un tubo di sezione trasversale circolare soluzione acquosa sali.

Nel secondo (Fig. 2, b) - un getto di metallo fuso cade in un liquido trattenuto forza centrifuga sulla superficie interna del tamburo rotante: il filo temprato viene quindi svolto dal liquido rotante. È noto un metodo che consiste nell'ottenere un filo amorfo tirando il fuso il più rapidamente possibile in un capillare di vetro (Fig. 2, c).

Questo metodo è anche chiamato metodo di Taylor. La fibra si ottiene tirando il fuso contemporaneamente ad un tubo di vetro, mentre il diametro della fibra è di 2-5 micron. La difficoltà principale qui è la separazione della fibra dal vetro che la ricopre, che naturalmente limita la composizione delle leghe amorfizzate con questo metodo.

2.2 Proprietà meccaniche

La prima caratteristica da notare delle proprietà meccaniche delle leghe amorfe è la loro elevatissima resistenza. Come è noto, la forza teorica, cioè la sollecitazione richiesta per rompere tutti i legami interatomici nel piano di frattura, è 1~10E? (E è il modulo di Young). La forza dei metalli reali è inferiore di due o tre ordini di grandezza: solo la forza dei baffi (baffi) si avvicina a quella teorica.

Per le leghe amorfe sono tipici anche valori di 0.040.05Ey?... vicini alla resistenza teorica. Ciò è dovuto, in primo luogo, ai moduli elastici inferiori rispetto ai cristalli e, in secondo luogo, alle specificità dei meccanismi di deformazione e frattura. Il rapporto di Poisson delle leghe amorfe è solitamente vicino a 0,4: questo è un valore intermedio tra metalli cristallini (0,3) e liquidi (0,5). Una proprietà piuttosto inaspettata delle leghe amorfe è la loro capacità di scorrere plastica. Nei cristalli, come è noto, il comportamento plastico è fornito dal movimento delle dislocazioni. Ma in un corpo senza simmetria traslazionale, dislocazioni dentro comprensione classica sono impossibili e ci si aspetterebbe che le sostanze amorfe siano assolutamente fragili. I vetri inorganici si comportano in questo modo, tuttavia, nei metalli amorfi si verifica ancora la deformazione plastica.

La capacità di deformarsi è associata, come per i cristalli, al carattere non direzionale collettivizzato legame metallico. In questo caso, è possibile realizzare l'elevata resistenza inerente ai corpi amorfi, a condizione che la frattura fragile sia soppressa a sollecitazioni inferiori al limite di snervamento. La deformazione plastica delle leghe amorfe può essere omogenea, quando ogni elemento volumetrico è deformato e il campione subisce una deformazione uniforme, e disomogenea, quando il flusso plastico è localizzato in sottili bande di taglio.

La deformazione omogenea si verifica ad alte temperature (vicine alla temperatura di cristallizzazione) e basse sollecitazioni (0,01 Gf<, где G -- модуль сдвига). При этом скорость деформации пропорциональна приложенному напряжению. Вязкость з по мере развития деформации непрерывно растёт, и с повышением температуры этот рост ускоряется по аррениусовскому закону. Степень пластической деформации при гомогенном течении практически неограничена, и при правильно подобранных условиях можно добиться эффекта сверхпластичности с деформацией в сотни процентов. По-видимому, гомогенная деформация происходит за счёт непрерывной релаксации структуры, хотя она может протекать и после предварительного отжига при более высокой температуре.

Di conseguenza, le leghe di solito diventano fortemente fragili dopo una deformazione omogenea. Il flusso plastico disomogeneo si verifica a basse temperature e sollecitazioni elevate (cr0.8TT<0,02Gф>). È poco sensibile alla velocità di carico e praticamente non è accompagnato da incrudimento. A differenza della deformazione omogenea, la deformazione disomogenea provoca una diminuzione del grado di ordine in una struttura amorfa. Durante la deformazione disomogenea, il flusso si concentra in fasce di taglio, il cui numero determina la plasticità della lega. La plasticità varia notevolmente a seconda del modello di carico. In tensione, di solito è piccolo: la distruzione si verifica dopo una deformazione dell'1 ... 2%, mentre durante la laminazione è possibile ottenere deformazioni del 50 ... 60% e, durante la flessione, il raggio può essere paragonabile allo spessore di il nastro (30 ...

La distruzione delle leghe amorfe, oltre a quelle cristalline convenzionali, può essere fragile e duttile. La frattura fragile si verifica per scissione senza tracce esterne di flusso macroscopico e lungo piani perpendicolari all'asse di tensione. La frattura duttile si verifica dopo o contemporaneamente alla deformazione plastica. Si sviluppa lungo i piani dove agiscono le massime sollecitazioni tangenziali. Una caratteristica della frattura duttile delle leghe amorfe è la presenza di due zone sulla superficie di frattura: aree di clivaggio quasi lisce e aree in cui si osserva un sistema di "vene" intrecciate - tracce dell'uscita di regioni di flusso plastico fortemente localizzato con uno spessore di ~0,1 μm.

2.3 Proprietà fisiche

Prima di tutto, ci si dovrebbe soffermare sulle proprietà magnetiche delle leghe amorfe. Nello stato amorfo, nonostante la disposizione disordinata degli atomi, può verificarsi una disposizione ordinata dei momenti magnetici. Pertanto, molte leghe amorfe a base di ferro, cobalto, nichel e alcuni metalli delle terre rare sono ferromagnetiche. Il loro comportamento è qualitativamente simile al comportamento dei ferromagneti cristallini: in essi sorgono domini magnetici, si verifica un ciclo di isteresi durante l'inversione della magnetizzazione, c'è un punto di Curie sopra il quale scompare la magnetizzazione spontanea e così via. Nelle leghe amorfe, non esistono barriere al movimento delle pareti di dominio durante l'inversione della magnetizzazione come dislocazioni o bordi di grano; tuttavia, disomogeneità locali, magnetostrizioni dovute a sollecitazioni interne, ecc., possono fungere da barriere. La ricottura al di sotto della temperatura di cristallizzazione, che porta al rilassamento della struttura amorfa e ad una diminuzione delle sollecitazioni interne, di solito riduce la forza coercitiva. Tuttavia, in alcuni casi, al contrario, può portare all'espansione del ciclo di isteresi a causa della stabilizzazione dei confini del dominio.

La resistenza elettrica delle leghe amorfe è significativamente superiore a quella delle leghe cristalline a causa dell'assenza di ordine a lungo raggio. Inoltre, la loro resistenza elettrica varia poco con la temperatura. Esistono anche superconduttori amorfi.

2.4 Applicazione di leghe amorfe

1. Circa l'80% delle leghe amorfe industriali sono prodotte per le loro proprietà magnetiche. Sono usati come materiali magnetici morbidi che combinano proprietà isotropiche, elevata permeabilità magnetica, alta induzione di saturazione e bassa forza coercitiva. Sono utilizzati per la fabbricazione di schermi magnetici, filtri e separatori magnetici, sensori, testine di registrazione, ecc. I nuclei dei trasformatori in leghe amorfe sono caratterizzati da perdite di rimagnetizzazione molto basse dovute a un anello di isteresi stretto, nonché da un'elevata resistenza elettrica e da uno spessore ridotto, che riduce le perdite associate alle correnti parassite.

Sebbene i materiali amorfi siano chimicamente più attivi di quelli cristallini, se contengono cromo e altri elementi che contribuiscono alla formazione di un film passivante possono avere una resistenza alla corrosione eccezionalmente elevata ed essere utilizzati in ambienti aggressivi; ad esempio, la lega Fe45Cr25Mo10P13C7 supera persino il tantalio in termini di durata. Le leghe amorfe sono utilizzate anche come leghe ad alta resistenza (ad esempio come componente di materiali compositi e persino corde di pneumatici per auto). Alcune leghe amorfe presentano proprietà invar ed elinvar (cioè hanno un coefficiente di dilatazione termica vicino a zero o moduli di elasticità che dipendono debolmente dalla temperatura) e possono essere utilizzate in strumenti di precisione. Infine, le leghe amorfe vengono utilizzate per ottenere materiali nanocristallini. L'uso di leghe amorfe è ostacolato sia dai limiti tecnologici (basso spessore dei semilavorati ottenuti, completa non saldabilità) sia dalla bassa stabilità delle proprietà: la loro struttura e proprietà cambiano in modo significativo non solo durante il riscaldamento, ma anche durante il funzionamento in ambiente temperatura.

Nella regione di Chelyabinsk c'è un'impresa che produce leghe metalliche amorfe su scala industriale: questa è l'OAO "Ashinsky Metallurgical Plant". I primi lavori per ottenere leghe amorfe furono iniziati su di esso nel 1984 e nel 1989 fu costruita l'officina per la produzione di nastri amorfi (ESPTs-1).

Il nastro amorfo viene prodotto sulle unità Ural-100 colando un getto piatto di metallo liquido sulla superficie di un tamburo rotante raffreddato con un diametro di circa 1000 mm e una larghezza di 200 mm (vedi Fig. 1, a). Il nastro risultante ha una larghezza da 3 a 80 mm e uno spessore da 20 ... 30 micron. Vengono prodotte leghe magnetiche morbide amorfe a base di ferro 2НСР, 9КСР, 30КСР e cobalto 71КНСР, 86КГСР, 82К3ХСР, 84КХСР, nonché la lega nanocristallina di tipo finemet 5BDSR. (Le designazioni degli elementi nei gradi delle leghe sono le stesse degli acciai legati.) Le leghe vengono fornite ai consumatori sia sotto forma di una striscia avvolta in rotoli che sotto forma di prodotti finiti: nuclei magnetici. Oltre a circuiti magnetici intrecciati, schermi magnetici, nuclei di sensori magnetici e trasformatori, elementi resistivi, ecc. Possono essere realizzati da un nastro amorfo.

Il nastro viene fornito senza trattamento termico, tuttavia, i prodotti finiti della maggior parte delle leghe richiedono un trattamento termomagnetico obbligatorio (meno spesso, trattamento termico senza campo magnetico) a 400…460 °C per 10…60 min. Il trattamento termomagnetico della lega 5BDSR, accompagnato da nanocristallizzazione, viene effettuato a 520...550 °C. Senza trattamento termico, per gli schermi magnetici viene utilizzata solo la lega 71КНСР. Per ogni lotto di nastro, non solo viene controllata la composizione chimica, ma anche un intero insieme di caratteristiche magnetiche dopo il trattamento termico (termomagnetico).

Gli elinvar amorfi sono utilizzati per la fabbricazione di sensori sismici, membrane manometriche, sensori di velocità, accelerazione e coppia; molle del meccanismo dell'orologio, scale, comparatori e altri dispositivi a molla di precisione. In Germania è stata sviluppata una lega del marchio Vitrovac-0080, contenente il 78% di nichel, boro e silicio. La lega ha resistenza alla trazione = 2000 MPa, modulo di Young 1.5*105 MPa, densità 8 g/cm3, resistenza elettrica 0.9 Ohm*mm2/m, limite di resistenza alla flessione di circa 800 MPa basato su 107 cicli. La lega è consigliata per la fabbricazione di molle, membrane e contatti.

I materiali amorfi vengono utilizzati per rinforzare tubi ad alta pressione, produrre cavi d'acciaio per pneumatici, ecc. In futuro, è possibile utilizzare leghe amorfe per la produzione di volani. Tali volani possono essere utilizzati per immagazzinare energia e coprire i picchi di carico nelle centrali elettriche, per migliorare le prestazioni delle automobili, ecc.

Gli AMS a base di ferro sono utilizzati come materiali per i nuclei di trasformatori ad alta frequenza per vari scopi, induttanze e amplificatori magnetici. Ciò è dovuto alle basse perdite totali, che nei migliori AMS di questa classe sono di un ordine di grandezza inferiori rispetto agli acciai elettrici al silicio.

Le leghe Fe-Si-B con elevata saturazione magnetica sono state proposte per sostituire la tradizionale lega cristallina Fe-Si nei nuclei dei trasformatori, nonché le leghe Ni-Fe con elevata permeabilità magnetica. L'assenza di anisotropia magnetocristallina, unita ad una resistenza elettrica abbastanza elevata, riduce le perdite di correnti parassite, soprattutto alle alte frequenze. La perdita nei nuclei della lega amorfa Fe81B13Si4C2 sviluppata in Giappone è di 0,06 W/kg, cioè circa venti volte inferiore alla perdita nelle lamiere di acciaio per trasformatori a grano orientato. Il risparmio dovuto alla riduzione delle perdite di energia di isteresi quando si utilizza la lega Fe83B15Si2 al posto degli acciai per trasformatori ammonterà a 300 milioni di dollari/anno solo negli USA. Questo campo di applicazione dei vetri metallici ha una prospettiva ampia.

Oltre a una permeabilità magnetica iniziale estremamente elevata, soprattutto alle alte frequenze (10 kHz), nonché a magnetostrizione zero, i vetri metallici a base di cobalto hanno un'elevata durezza e buone caratteristiche di corrosione, quindi vengono utilizzati come materiali per testine di registrazione magnetiche. La lega Fe5Co70Si10B15 sviluppata in Giappone ha trovato elevate prestazioni e un'ampia applicazione. La tempra a rullo produce un nastro di 50 µm di spessore e 15 mm di larghezza con un'eccellente qualità su entrambe le superfici (rugosità ± 3 µm). A causa dell'elevata densità del flusso magnetico e dell'elevata resistenza all'usura, le testine di registrazione realizzate con tale nastro hanno caratteristiche complessive migliori rispetto alle testine in ferrite e permalloy. Questi materiali sono utilizzati in apparecchiature audio, video, computer e altre apparecchiature di registrazione.

Nastri in leghe di cobalto amorfo sono utilizzati nei nuclei di trasformatori ad alta frequenza di piccole dimensioni per vari scopi, in particolare per alimentatori secondari e amplificatori magnetici. Sono utilizzati nei rilevatori di dispersione di corrente, nei sistemi di telecomunicazione e come sensori (incluso il tipo fluxgate), per schermi magnetici e sensori sensibili alla temperatura, nonché trasduttori magnetici altamente sensibili. L'elevata resistenza unita alla resistenza alla corrosione consentono di utilizzare leghe amorfe per la fabbricazione di cavi operanti a contatto con l'acqua di mare, nonché prodotti le cui condizioni operative sono associate all'esposizione a mezzi aggressivi.

La combinazione di elevata resistenza, resistenza alla corrosione e resistenza all'usura, nonché proprietà magnetiche morbide, rende possibili altre applicazioni. Ad esempio, è possibile utilizzare tali vetri come induttori nei dispositivi di separazione magnetica. I prodotti tessuti con nastro adesivo venivano usati come schermi magnetici. Il vantaggio di questi materiali è che possono essere tagliati e piegati nelle forme desiderate senza comprometterne le caratteristiche magnetiche.

Poiché i vetri sono un liquido altamente superraffreddato, la loro cristallizzazione al riscaldamento avviene solitamente con una forte nucleazione, che consente di ottenere un metallo omogeneo a grana estremamente fine. Una tale fase cristallina non può essere ottenuta con metodi di lavorazione convenzionali. Ciò apre la possibilità di ottenere saldature speciali sotto forma di un nastro sottile. Questo nastro è facile da piegare e può essere tagliato e stampato per ottenere la configurazione ottimale. È molto importante per la saldatura che il nastro abbia una composizione omogenea e fornisca un contatto affidabile in tutti i punti dei prodotti da saldare. Le saldature hanno un'elevata resistenza alla corrosione. Sono utilizzati nella tecnologia aeronautica e spaziale.

In futuro è possibile ottenere cavi superconduttori per cristallizzazione della fase amorfa iniziale.

È anche noto utilizzare leghe amorfe come catalizzatori per reazioni chimiche. Ad esempio, una lega amorfa Pd - Rh si è rivelata un catalizzatore per la decomposizione di NaCl in NaOH e C12 e le leghe a base di ferro forniscono una resa maggiore (circa 80%) rispetto alla polvere di ferro (circa 15%) nel reazione di sintesi

4H2 + 2CO \u003d C2H4 + 2H2O - (12.1)

I metalli amorfi sono spesso chiamati i materiali del futuro, a causa dell'unicità delle loro proprietà che non si trovano nei metalli cristallini convenzionali. Le informazioni sui principali campi di applicazione dei materiali metallici amorfi sono contenute nella tabella 12.4.

L'uso diffuso di metalli amorfi è ostacolato dal costo elevato, dalla stabilità termica relativamente bassa e anche dalle piccole dimensioni dei nastri, dei fili e dei granuli risultanti. Inoltre, l'uso di leghe amorfe nelle strutture è limitato a causa della loro bassa saldabilità.

3. Materiali semiconduttori amorfi e vetrosi

Sostanze amorfe e vetrose che presentano proprietà semiconduttrici. Sono caratterizzati dalla presenza di ordine a corto raggio e dall'assenza di ordine a lungo raggio. Un materiale semiconduttore vetroso, che può essere considerato un tipo speciale di sostanza amorfa, è caratterizzato dalla presenza di un reticolo spaziale in cui, oltre agli atomi legati in modo covalente, sono presenti gruppi polari di ioni. In tali materiali, la connessione tra gruppi di atomi e ioni viene effettuata a causa delle forze covalenti di van der Waals a corto raggio. I semiconduttori vetrosi inorganici hanno conduttività elettronica.

A differenza dei semiconduttori cristallini, i semiconduttori vetrosi non hanno conduzione delle impurità. Le impurità nei semiconduttori vetrosi influenzano la deviazione dalla stechiometria e quindi cambiano le loro proprietà elettriche. Questi semiconduttori sono colorati e opachi in strati spessi. I materiali semiconduttori vetrosi sono caratterizzati da disorientamento della struttura e legami chimici insaturi.

In base alla loro composizione e struttura, i semiconduttori amorfi e vetrosi si dividono in ossido, calcogenuro, organico e tetraedrico.

I vetri contenenti ossigeno di ossido si ottengono fondendo ossidi di metalli con valenza variabile, ad esempio V2O5-P2O5-ZnO. Gli ossidi metallici che formano questi vetri hanno contemporaneamente almeno due stati di valenza diversi dello stesso elemento, che ne determinano la conducibilità elettronica. I vetri calcogenuri privi di ossigeno si ottengono fondendo calcogeni (S, Se, Te) con elementi dei gruppi III, IV, V del sistema periodico. I semiconduttori vetrosi calcogenuri si ottengono principalmente o per raffreddamento della massa fusa o per evaporazione sotto vuoto. Rappresentanti tipici sono il solfuro e il seleniuro di arsenico. Questi includono anche leghe vetrose bi e multicomponenti di calcogenuri (solfuri, seleniuri e tellururi) di vari metalli (ad esempio, Ge-S, Ge-Se, As-S, As-Se, Ge-SP, Ge-As-Se , As -S-Se, As-Ge-Se-Te, As-Sb-S-Se, Ge-S-Se, Ge-Pb-S). I vetri calcogenuri hanno un'elevata trasparenza nella regione IR dello spettro da 1 a 18 µm. I film amorfi di composti calcogenuri complessi hanno un grande potenziale per variare le loro proprietà fisico-chimiche.

I film amorfi di Si, Ge, GaAs e altre sostanze semiconduttrici non sono di interesse pratico a causa delle loro proprietà. L'assenza di un ordine a lungo raggio in questi semiconduttori e la presenza di un gran numero di difetti come i micropori porta alla presenza di legami penzolanti insaturi in molti atomi. La conseguenza di ciò è un'elevata densità di stati localizzati (1020 cm-3) nel gap di banda. A causa della natura specifica del processo di conduzione elettrica nei semiconduttori amorfi, è praticamente impossibile controllare le proprietà elettriche di tali materiali.

L'introduzione dell'idrogeno in film di silicio amorfo cambia significativamente le sue proprietà elettrofisiche. Dissolvendosi in silicio amorfo, l'idrogeno chiude i legami penzolanti (li satura), di conseguenza, in un tale materiale "idrogenato", chiamato Si:H, la densità degli stati nel gap di banda diminuisce drasticamente (a 1016-1017 cm-3) . Tale materiale può essere drogato con le impurità tradizionali del donatore (P, As) e dell'accettore (B), conferendogli un tipo di conducibilità elettronica o lacustre e creando in esso giunzioni pn. A base di silicio, sono stati sintetizzati numerosi semiconduttori amorfi idrogenati con interessanti proprietà elettriche ed ottiche Si1-xCx:H, Si1-xGex:H, Si1-xNx:H, Si1-xSnx:H.

L'applicazione pratica dei semiconduttori amorfi e vetrosi è varia. Il silicio amorfo ha agito come un'alternativa più economica al silicio monocristallino, ad esempio, nella produzione di celle solari basate su di esso. L'assorbimento ottico del silicio amorfo è 20 volte superiore a quello del silicio cristallino. Pertanto, un film -Si:H di 0,5-1,0 µm di spessore è sufficiente per un assorbimento significativo della luce visibile invece dei costosi substrati di silicio da 300 µm. Rispetto alle celle in silicio policristallino, i prodotti a base di -Si:H vengono prodotti a temperature più basse (300 °C).

Il silicio idrogenato è un materiale eccellente per creare elementi fotosensibili in xerografia, sensori di immagine primari (sensori), target videocon per tubi di trasmissione televisiva. I sensori ottici in silicio amorfo idrogenato vengono utilizzati per la registrazione di informazioni video nella memoria, ai fini della rilevazione dei difetti nell'industria tessile e metallurgica, nei dispositivi per l'esposizione automatica e il controllo della luminosità.

I semiconduttori vetrosi sono semiisolanti fotoconduttivi e vengono utilizzati nell'elettrofotografia, nei sistemi di registrazione delle informazioni e in una serie di altre aree. A causa della loro trasparenza nella regione a lunghezza d'onda lunga dello spettro, i semiconduttori vetrosi calcogenuri sono utilizzati nella costruzione di strumenti ottici, ecc.

4. Metodi generali per ottenere materiali amorfi

I metodi generali per ottenere materiali amorfi possono essere rappresentati sotto forma di figura.

amorfo metallico cristallino fisico

Conclusione

La duplice natura dei materiali amorfi è molto apprezzata dal punto di vista industriale. Il lavoro sperimentale e teorico sui corpi amorfi ha permesso di comprendere meglio la natura paradossale della struttura solida di questi materiali. Inoltre, perché c'era interesse per le leghe metalliche amorfe? Innanzitutto perché le leghe metalliche con un ordine di atomi a corto raggio sono ancora oggi oggetti molto interessanti della fisica della materia condensata.

Negli ultimi anni sono stati ottenuti importanti risultati nello studio delle proprietà meccaniche, elettriche e magnetiche dei materiali metallici amorfi. Tuttavia, il completamento completo della ricerca sulle strutture amorfe è ancora avanti. La questione della struttura dell'ordine a corto raggio secondo la realtà richiede una sua soluzione inequivocabile. E dopo tutto, le strutture amorfe sono le prossime nella fila, in cui non c'è nemmeno un ordine a corto raggio. Quindi lo studio delle proprietà utili dei materiali amorfi continua ancora oggi.

Elenco della letteratura usata

1. A. West Chimica dello stato solido, parte 2, M.: Mir, 1988

2. Zolotukhin IV Proprietà fisiche dei materiali metallici amorfi. M.: Metallurgiya, 1986. 176 pag.

3. B.V. Nekrasov, Fondamenti di chimica generale, M.: Khimiya, 1973.

4. Feltri A. Solidi inorganici amorfi e vetrosi / A. Feltri. - M.: Mir, 1986. - 556 pag.

5. Henney N. Chimica dello stato solido / N. Henney. - M.: Mir, 1971. -223 pag.

6. Leghe metalliche amorfe / V.V. Nemoshkalenko e altri / otv. ed. VV Nemoshkalenko. - Kiev: Naukova Dumka, 1987. - 248 pag.

7. Suzuki, K. Metalli amorfi / K. Suzuki, H. Fujimori, K. Hashimoto; ed. Ts. Masumoto. - M.: Metallurgia, 1987. - 328 p.

8. Ryabov, AV Metodi moderni di fusione dell'acciaio nei forni ad arco: libro di testo / A.V. Ryabov, IV Chumanov, MV Shishimirov. -- Chelyabinsk: Casa editrice di SUSU, 2007. -- 188 p.

9. Sito web di JSC "Ashinsky Metallurgical Plant": http://www.amet.ru.

10. Sito "Wikipedia": http://ru.wikipedia.org

Ospitato su Allbest.ru

...

Documenti simili

I polimeri come sostanze organiche e inorganiche, amorfe e cristalline. Caratteristiche della struttura delle loro molecole. La storia del termine "polymeria" e il suo significato. Classificazione dei composti polimerici, esempi delle loro tipologie. Applicazione nella vita quotidiana e nell'industria.

presentazione, aggiunta il 10/11/2010

Varietà di proprietà dei poliuretani (PU). Variazione dei componenti di poliolo e isocianato. Materie prime per la produzione di poliuretani: isocianati e alcoli polivalenti. Metodi per la sintesi di materiali vernicianti e intermedi PU. Moderni metodi di modifica.

abstract, aggiunto il 30/03/2009

Fasi gassose, condensate, liquide e amorfe delle sostanze. Descrizione della struttura delle fasi cristalline. Limiti di stabilità delle strutture cristalline. Difetti in un corpo solido. Interazione di difetti puntuali. Metodi per ottenere fasi solide non cristalline.

test, aggiunto il 20/08/2015

Caratteristiche generali dei materiali nanocompositi: analisi delle proprietà metafisiche, principali ambiti di applicazione. Considerazione delle caratteristiche dei metamateriali, metodi di creazione. Conoscenza delle proprietà fisiche, elettroniche e fotofisiche delle nanoparticelle.

abstract, aggiunto il 27/09/2013

La storia della creazione e dell'analisi delle proprietà fisiche e chimiche della gomma butilica, un materiale importante utilizzato per la produzione di varie gomme e altri materiali nell'industria automobilistica e chimica. Tecnologia per ottenere gomma butilica in sospensione.

abstract, aggiunto il 21/10/2010

Metodi comuni di modifica fisica dei polimeri per conferire loro proprietà specifiche. Analisi termogravimetrica dei magnetoplasti. Caratteristiche comparative dei materiali a base di caolino. Proprietà dei materiali di isolamento termico.

articolo, aggiunto il 26/07/2009

Lo studio delle proprietà fisiche e chimiche dei metalli, le caratteristiche della loro interazione con sostanze semplici e complesse. Il ruolo dei metalli nella vita umana e nella società. Distribuzione degli elementi in natura. Lo schema dei cambiamenti nelle proprietà dei metalli in un gruppo.

presentazione, aggiunta il 02/08/2013

Studio delle proprietà fisiche e meccaniche di miscele polimeriche. Lo studio dei principali metodi di stampaggio delle mescole di gomma. Miscelazione di materiali polimerici in fusione e in soluzione. Attrezzature per la produzione di miscele polimeriche. Valutazione della qualità della miscelazione.

abstract, aggiunto il 20/12/2015

Caratteristica strutturale delle poliolefine. Resistenza chimica comparativa delle poliolefine in vari ambienti aggressivi. Studio delle proprietà chimiche, fisiche, termiche, meccaniche, elettriche delle poliolefine. Caratteristiche e struttura del polibutilene.

tesina, aggiunta il 14/01/2012

Essenza e classificazione generale di carburanti e lubrificanti. Caratteristiche del carburante, oli. Valutazione delle proprietà e portata dei grassi. Condizioni di stoccaggio ottimali per vari tipi di combustibili e lubrificanti. Sviluppo e applicazione di nuove tecnologie nella loro produzione.

La struttura dei corpi amorfi. Gli studi che utilizzano un microscopio elettronico e raggi X indicano che nei corpi amorfi non esiste un ordine rigoroso nella disposizione delle loro particelle. A differenza dei cristalli, dove c'è ordine a lungo raggio nella disposizione delle particelle, nella struttura dei corpi amorfi ci sono chiudere l'ordine. Ciò significa che un certo ordine nella disposizione delle particelle viene mantenuto solo vicino a ogni singola particella (vedi figura).

La parte superiore della figura mostra la disposizione delle particelle nel quarzo cristallino, la parte inferiore mostra la disposizione delle particelle nella forma amorfa dell'esistenza del quarzo. Queste sostanze sono costituite dalle stesse particelle: molecole di ossido di silicio SiO2.

Come le particelle di qualsiasi corpo, le particelle di corpi amorfi vibrano continuamente e in modo casuale e più spesso di quanto le particelle di cristalli possano saltare da un luogo all'altro. Ciò è facilitato dal fatto che le particelle dei corpi amorfi non sono ugualmente dense: in alcuni punti ci sono spazi relativamente grandi tra le loro particelle. Tuttavia, questo non è lo stesso dei "posti vacanti" nei cristalli (vedi § 7-e).

Cristallizzazione di corpi amorfi. Nel tempo (settimane, mesi), alcuni corpi amorfi spontaneamente entrare in uno stato cristallino. Ad esempio, lo zucchero candito o il miele, lasciati soli per diversi mesi, diventano opachi. In questo caso si dice che il miele e le caramelle siano "canditi". Rompendo una caramella zuccherata o raccogliendo il miele con un cucchiaio, vediamo davvero i cristalli di zucchero formati, che in precedenza esistevano in uno stato amorfo.

La cristallizzazione spontanea di corpi amorfi lo indica lo stato cristallino della materia è più stabile dello stato amorfo. MKT lo spiega in questo modo. Le forze repulsive dei "vicini" fanno sì che le particelle del corpo amorfo si spostino principalmente dove ci sono grandi lacune. Di conseguenza, si verifica una disposizione più ordinata delle particelle, ovvero si verifica la cristallizzazione.

Mettiti alla prova:

Lo scopo di questa sezione è di introdurre...
Quale caratteristica comparativa abbiamo dato ai corpi amorfi?
Per l'esperimento utilizziamo le seguenti attrezzature e materiali: ...
Mentre ci prepariamo per l'esperienza, noi...
Cosa vedremo nel corso dell'esperimento?
Qual è il risultato dell'esperimento con una candela di stearina e un pezzo di plastilina?
A differenza dei corpi amorfi, i corpi cristallini...
Quando un corpo cristallino si scioglie...
A differenza dei solidi cristallini, amorfi...
I corpi amorfi includono i corpi per i quali ...
Cosa fa sembrare i corpi amorfi dei liquidi? Sono...
Descrivere l'inizio dell'esperimento per confermare la fluidità dei corpi amorfi.
Descrivere il risultato di un esperimento per confermare la fluidità dei corpi amorfi.
Formulare una conclusione dall'esperienza.
Come facciamo a sapere che i corpi amorfi non hanno un ordine rigoroso nella disposizione delle loro particelle?
Come intendiamo il termine "ordine a corto raggio" nella disposizione delle particelle di un corpo amorfo?
Le stesse molecole di ossido di silicio sono disponibili sia in cristallino che ...
Qual è la natura del movimento delle particelle di un corpo amorfo?
Qual è la natura della disposizione delle particelle di un corpo amorfo?
Cosa può succedere ai corpi amorfi nel tempo?
Come si può essere sicuri della presenza di policristalli di zucchero in una caramella o nel miele candito?
Perché crediamo che lo stato cristallino della materia sia più stabile dello stato amorfo?
In che modo MKT spiega la cristallizzazione indipendente di alcuni corpi amorfi?