Welche Eigenschaften hat die Glastür des Kühlschranks?
Die molekulare Anordnung von isotropem Glas ist unregelmäßig, und seine Moleküle sind im Raum statistisch einheitlich. Im Idealfall sind die physikalischen und chemischen Eigenschaften eines homogenen Glases (wie Brechungsindex, Härte, Elastizitätsmodul, Wärmeausdehnungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit etc.) in allen Richtungen gleich.
Da Glas ein Gemisch ist und amorph ist, hat es keinen festen Schmelzpunkt und somit auch keinen festen Siedepunkt.
Die Umwandlung von Glas von fest zu flüssig erfolgt in einem bestimmten Temperaturbereich (dh Erweichungstemperaturbereich), der sich von kristallinen Materialien unterscheidet und keinen festen Schmelzpunkt hat. Der Bereich der Erweichungstemperatur ist TG – T1, TG ist die Änderungstemperatur, T1 ist die Liquidustemperatur, und die entsprechenden Viskositäten sind 1013,4 DPA·s bzw. 104–6 DPA·s.
Im Allgemeinen werden metastabile glasartige Materialien durch schnelles Abkühlen der Schmelze erhalten.
Wenn die Schmelze glasig wird, steigt die Viskosität beim Abkühlen stark an und die Partikel können sich nicht regelmäßig zu Kristallen anordnen, ohne die latente Kristallisationswärme freizusetzen. Daher haben glasartige Materialien eine höhere innere Energie als kristalline Materialien, und ihre Energie liegt zwischen dem geschmolzenen Zustand und dem kristallinen Zustand, der zum metastabilen Zustand gehört. Aus mechanischer Sicht stellt Glas einen instabilen hochenergetischen Zustand dar. Beispielsweise hat der niederenergetische Zustand eine Tendenz zur Veränderung, dh es besteht die Tendenz zur Kristallisation, Glas ist also ein metastabiler Festkörper.
Der Prozess vom geschmolzenen zum festen Zustand ist allmählich, und die Änderungen der physikalischen und chemischen Eigenschaften sind kontinuierlich und allmählich. Dies unterscheidet sich deutlich vom Kristallisationsprozess der Schmelze. Während der Kristallisation müssen neue Phasen entstehen, und viele Eigenschaften ändern sich abrupt um den Punkt der Kristallisationstemperatur herum.
Der Übergang glasartiger Materialien vom geschmolzenen in den festen Zustand erfolgt jedoch über einen weiten Temperaturbereich. Mit sinkender Temperatur wird die Glasschmelze allmählich viskoser und bildet dann ein festes Glas, wobei jedoch keine neuen Phasen gebildet werden. Im Gegensatz dazu ist der Prozess des Erhitzens und Schmelzens von Glas ebenfalls schrittweise.