|
Курс лекций
по
"Строительное материаловедение"
Аморфная
структура
Аморфная структура является одним
из физических состояний твердых тел, Аморфные вещества
характеризуются двумя особенностями. Во-первых, свойства таких
веществ при обычных условиях не зависят от выбранного
направления, т.е. они - изотропны. Во-вторых, при
повышении температуры происходит размягчение аморфного вещества
и постепенный переход его в жидкое состояние. Точное значение
температуры плавления отсутствует.
Общим для кристаллического и
аморфного состояний веществ является отсутствие поступательного
перемещения частиц и сохранение только их колебательного
движения около положения равновесия. Различие между ними состоит
в наличии геометрически правильной решетки у кристаллов и
отсутствии дальнего порядка в расположении атомов у аморфных
веществ.
Аморфное состояние вещества, по
сравнению с кристаллическим, всегда менее устойчиво и обладает
избыточным запасом внутренней энергии. В связи с этим, при
определенных условиях, самопроизвольно осуществляется переход из
аморфного состояние в кристаллическое.
Твердые тела в аморфном состоянии
можно получить двумя путями. Первый путь – быстрое охлаждение
расплавов кристаллических веществ, преимущественно ионного и
ковалентного строения. Типичный представитель таких аморфных тел
– силикатные стекла, битумы, смолы и пр.
Второй путь – диспергация
кристаллических структур. В результате диспергации
кристаллических тел образуются аморфизованные дисперсии в виде
коллоидов и растворов. Разрушаясь или конденсируясь, дисперсии
изменяют свое агрегатное состояние. Пересыщенные растворы,
например, могут превратиться в гель и образовать полимер или
кристаллизоваться.
Аморфные вещества подразделяют на
витроиды (стекла), дисперсные системы и полимеры.
Витроиды
– это твердые тела в аморфном
состоянии, имеющие стекловидную структуру. Как уже отмечалось,
стекла образуются в результате быстрого охлаждения,
преимущественно силикатных расплавов. Быстрое охлаждение
препятствует созданию упорядоченной структуры. Особенно, если
молекулы громоздки, а скорость охлаждения велика.
Дисперсные системы
– мельчайшие частицы размером 10-7-10-9
м. к ним относятся коллоиды, золи (органозоли, гидрозоли),
пасты, клеи мастики краски, латексы и пр. К дисперсным аморфным
системам относятся также некоторые горные породы (диатомит,
опоки), имеющие общую формулу
SiO2.nH2O;
а также активный кремнезем, который образуется в результате
разложения глин при их нагревании.
Полимеры
– вещества, характерной
особенностью которых является большой размер и большая
молекулярная масса молекул. Кроме того, молекулы объединены в
структурные единицы, включающих 103-105
молекул-мономеров.
|
