- Вязкость стёкол и расплавов
-
На эту статью не ссылаются другие статьи Википедии. Пожалуйста, воспользуйтесь подсказкой и установите ссылки в соответствии с принятыми рекомендациями.Вязкость стёкол и расплавов определяется уравнением:
η(T)=A•exp(Q/RT), где Q энергия активации вязкости (кДж/моль), T температура (К), R универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль К) и A некоторая постоянная.
Вязкое течение в стеклах и расплавах (т.е. аморфных материалах) характеризуется отклонением от закона Аррениуса: энергия активации вязкости Q изменяется от большой величины QH при низких температурах (в стеклообразном состоянии) на малую величину QL при высоких температурах (в жидкообразном состоянии). В зависимости от этого изменения аморфные материалы классифицируются либо как сильные, когда (QH - QL)<QL, или ломкие, когда (QH - QL)≥QL.
Ломкость аморфных материалов численно характеризуется параметром ломкости Доримуса RD=QH/QL: сильные материалы имеют RD<2 в то время как ломкие материалы имеют RD≥2.
Вязкость стёкол и расплавов весьма точно описывается двуэкспоненциальным уравнением:
η(T)=A1•T•[1+A2•exp(B/RT)][1+C•exp(D/RT)], с постоянными A1, A2, B, C и D, связанными с термодинамическими параметрами соединительных связей аморфных материалов.
В узких температурных интервалах недалеко от температуры стеклования Tg это уравнение аппроксимируется формулами типа VTF или сжатыми экспонентами Кольрауша.
Если температура существенно ниже температуры стеклования T << Tg двуэкспоненциальное уравнение вязкости сводится к уравнению типа Аррениуса
η(T)=A•exp(QH/RT), с высокой энергией активации QH = Hd + Hm, где Hd энтальпия разрыва соединительных связей, т.е. создания конфигуронов, а Hm энтальпия их движения. Это связано с тем, что при T < Tg аморфные материалы находятся в стеклообразном состоянии и имеют подавляющее большинство соединительных связей неразрушенными.
При T >> Tg двуэкспоненциальное уравнение вязкости также сводится к уравнению типа Аррениуса
η(T)=A•exp(QL/RT), но с низкой энергией активации QL = Hm. Это связано стем что при T >> Tg аморфные материалы находятся в расправленном состоянии и имеют подавляющее большинство соединительных связей разрушенными, что облегчает текучесть материала.
Литература
- R. H. Doremus. J. Appl. Phys., 92, 7619-7629 (2002).
- M. I. Ojovan, W.E. Lee. J. Appl. Phys., 95, 3803-3810 (2004).
- M. I. Ojovan, K.P. Travis, R.J. Hand. J. Phys.: Condensed Matter, 19, 415107 (2007).
Для улучшения этой статьи желательно?: - Переработать оформление в соответствии с правилами написания статей.
- Викифицировать статью.
- Проставить интервики в рамках проекта Интервики.
Категории:- Вискозиметрия
- Стекло
Wikimedia Foundation. 2010.