冷蔵庫のガラス扉のガラスの特徴は?
等方性: ガラスの分子配列は不規則で、その分子は空間内で統計的に均一です。理想的な状態では、均質なガラスの物理的および化学的特性 (屈折率、硬度、弾性率、熱膨張係数、熱伝導率、電気伝導率など) は、すべての方向で同じです。
固定された融点がない: ガラスはアモルファス混合物であるため、固定された沸点がありません。
固体から液体へのガラスの転移は、一定の温度範囲 (すなわち、軟化温度範囲) 内で発生します。これは、結晶材料の温度範囲とは異なり、固定された融点を持ちません。軟化温度範囲は TG~T1 で、ここで TG は転移温度、T1 は液相線温度、対応する粘度はそれぞれ 1013.4 DPA・s と 104~6dpa・s です。
準安定性: 通常、ガラス状の材料は、溶融物を急速に冷却することによって得られます。
溶融状態からガラス状態に変化すると、冷却中に粘度が急激に上昇し、粒子が規則的に整列して結晶を形成する時間がなくなり、結晶化の潜熱が放出されません。したがって、ガラス状物質は結晶状態よりも高い内部エネルギーを持ち、そのエネルギーは溶融状態と結晶状態の間であり、準安定状態に属します。機械的な観点から見ると、ガラスは不安定な高エネルギー状態です。たとえば、低エネルギー状態に遷移する傾向があります。つまり、結晶化する傾向があります。
したがって、ガラスは準安定固体材料です。
勾配変化は可逆的です。溶融状態から固体状態へのガラス状物質のプロセスは緩やかであり、その物理的および化学的特性の変化も連続的かつ段階的です。これは、溶融物の結晶化プロセスとは明らかに異なります。
結晶化中に新しい相が現れ、多くの特性が結晶化温度付近で急激に変化します。ガラス状物質は、広い温度範囲で溶融状態から固体状態になります。温度を徐々に下げていくと、溶融ガラスの粘度が徐々に上昇し、固体ガラスが形成されますが、その過程で新しい相が形成されることはありません。
対照的に、ガラスを加熱して溶かすプロセスも緩やかです。