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Welche Eigenschaften hat das Glas an der Glastür des Kühlschranks?
Isotrop: Die molekulare Anordnung von Glas ist unregelmäßig und seine Moleküle sind im Raum statistisch einheitlich. Im Idealzustand sind die physikalischen und chemischen Eigenschaften von homogenem Glas (wie Brechungsindex, Härte, Elastizitätsmodul, Wärmeausdehnungskoeffizient, Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit etc.) in allen Richtungen gleich.
Kein fester Schmelzpunkt: Da Glas ein amorphes Gemisch ist, hat es keinen festen Siedepunkt.
Der Übergang von Glas von fest zu flüssig erfolgt innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs (dh Erweichungstemperaturbereich), der sich von dem kristalliner Materialien unterscheidet und keinen festen Schmelzpunkt hat. Der Erweichungstemperaturbereich ist TG-T1, wobei TG die Übergangstemperatur ist, T1 die Liquidustemperatur ist und die entsprechenden Viskositäten 1013,4 DPA·s bzw. 104–6 dpa·s sind.
Metastabilität: Glasartige Materialien werden üblicherweise durch schnelles Abkühlen der Schmelze erhalten.
Wenn es von einem geschmolzenen Zustand in einen Glaszustand übergeht, steigt die Viskosität während des Abkühlens dramatisch an, die Partikel haben keine Zeit, sich regelmäßig auszurichten, um Kristalle zu bilden, und die latente Kristallisationswärme wird nicht freigesetzt. Daher hat das glasartige Material eine höhere innere Energie als der kristalline Zustand, und seine Energie liegt zwischen dem geschmolzenen Zustand und dem kristallinen Zustand, der zum metastabilen Zustand gehört. Glas ist aus mechanischer Sicht ein instabiler hochenergetischer Zustand, beispielsweise besteht die Tendenz zum Übergang in einen niederenergetischen Zustand, dh es besteht die Tendenz zur Kristallisation.
Daher ist Glas ein metastabiles festes Material.
Die Änderung des Gradienten ist reversibel: Der Prozess des glasartigen Materials vom geschmolzenen zum festen Zustand ist allmählich, und die Änderung seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften ist ebenfalls kontinuierlich und allmählich. Dies unterscheidet sich offensichtlich vom Kristallisationsprozess der Schmelze.
Während der Kristallisation treten neue Phasen auf und viele Eigenschaften ändern sich abrupt um den Punkt der Kristallisationstemperatur herum. Glasartige Materialien gehen über einen weiten Temperaturbereich vom geschmolzenen Zustand in den festen Zustand über. Beim allmählichen Absenken der Temperatur steigt die Viskosität der Glasschmelze allmählich an und es bildet sich dann ein festes Glas, jedoch werden dabei keine neuen Phasen gebildet.
Im Gegensatz dazu ist der Prozess des Erhitzens und Schmelzens von Glas ebenfalls schrittweise.
