Особенности стеклообразного состояния
Стекла рентгеноаморфны, в них отсутствует дальний порядок расположения атомов. В отличие от кристаллов, структуру стекла нельзя создать повторением элементарных структурных единиц. Изучили рассеяние рентгеновских лучей кварцевым стеклом и кристаллическими модификациями SiO2 (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Рентгенограммы кристаллического кварца (а), кристобалита (б), кварцевого стекла (в) I – интенсивность рассеяния рентгеновских лучей веществом. q - угол скольжения.
Возможные направления возникновения максимумов интенсивности упруго рассеянного на кристалле рентгеновского излучения при дифракции рентгеновских лучей определяются уравнением Вульфа-Брэгга: n∙l = 2d∙sinq,
где n – порядок отражения; l – длина волны рентгеновского излучения; d – межплоскостное расстояние.
Дифракционные максимумы возникают в тех направлениях, в которых все отражённые атомными плоскостями волны находятся в одной фазе. Это соответствует углам 2q к направлению первичного луча, для которых разность хода между двумя лучами, отражёнными от соседних плоскостей, равная 2d∙sinq, кратна целому числу длин волн l. Уравнение позволяет определять межплоскостные расстояния в кристаллах, поскольку длина волны l обычно известна, а угол скольжения q (называемый также брэгговским углом) можно измерить экспериментально. Максимум аморфного гало в кварцевом стекле соответствует основному межплоскостному расстоянию в кристобалите. Однако в стекле частицы находятся не на строго определенных расстояниях, а на расстояниях больше или меньше некоторого среднестатистического расстояния. Отсутствие рассеивания рентгеновских лучей при малых углах свидетельствует об однородном и непрерывном строении стекла. Анализ кривых радиального распределения электронной плотности (рис. 1.3) позволил определить среднее число соседних атомов у некоторого произвольно выбранного атома кремния. , r – радиальная электронная плотность.
Рис. 1.3. Функция радиального распределения электронной плотности в стекле
Максимумы указывают на наличие ближнего порядка в стекле. Первый пик расположен на расстоянии 0,162 нм и характеризует межатомное расстояние между Si и O в кристаллических силикатах. По площади под первым максимумом рассчитали координационное число кремния. Оказалось, что в стекле атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода, то есть элементарная структурная единица силикатного стекла – это кремнекислородный тетраэдр SiO4. Следующие максимумы соответствуют расстояниям O-O и Si-Si. Однако на больших расстояниях кривая электронной плотности сглаживается, максимумы исчезают. Следовательно, при удалении от выбранного атома кремния в структуре стекла взаимная ориентация кремнекислородных тетраэдров меняется независимо от центрального атома. Стёкла изотропны, если они однородны по составу, не имеют дефектов и механических напряжений. Изотропия стёкол обусловлена отсутствием направленной в пространстве ориентации частиц. Свойства стекла одинаковы в любой точке. Свойства кристалла зависят от кристаллографического направления.
1.3. Интервал стеклования
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (433)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |