Структура аморфных тел

Специфика структуры аморфных тел оставляет проблематичным вопрос о применимости к ним фононной теории теплопереноса. Вместе с тем при отсутствии надежных модельных схем для аморфных тел имеет место удовлетворительное согласование положений фононной теории теплопереноса с экспериментальными данными, что позволяет основываться на представлениях, вытекающих из этой теории. За счет неупорядоченности структуры аморфные тела имеют ограниченную длину свободного пробега и вследствие этого значительное рассеяние фононов. Отсюда абсолютное значение теплопроводности аморфных тел значительно меньше, чем у кристаллических. [c.30]

Специфика структуры аморфного тела позволяет предполагать, что длина свободного пробега близка к межатомным расстояниям и практически не зависит от температуры. Экспериментально установлено, что с повышением температуры плотность аморфного тела уменьшается, скорость звука и удельная теплоемкость возрастают, причем удельная теплоемкость растет особенно интенсивно. Таким образом, согласно фононной теории теплопереноса см. формулу (1-29)] теплопроводность аморфного твердого тела при повышении температуры должна возрастать, что экспериментально подтверждается результатами работ [Л. 20, 21]. Реальным неметаллическим твердым телам присуще чередование областей с ближним и дальним порядком в расположении структурных элементов. Теплопроводность таких систем определяется соотношением аморфных и кристаллических структурных элементов. Установлено, что в случае преобразования кристаллической компоненты в диапазоне средних температур теплопроводность уменьшается с повышением температуры, и наоборот. При определенном соотношении компонент температурная зависимость теплопроводности носит постоянный характер в довольно широком диапазоне температур. [c.30]

МОДЕЛИ СТРУКТУР АМОРФНЫХ ТЕЛ [c.80]

Степень аморфности 110 Структура аморфных тел доменная 136, 139, 142, 173 случайная плотная упаковка 80, 107 ---твердых сфер 81, 107 [c.328]

Существуют тела аморфные и кристаллические. Структура аморфных тел состоит из хаотически. расположенных атомов. К таким телам относятся, например, стекло, янтарь, смолы и т. п. Кристаллические тела отличаются от аморфных тем, что атомы в них располагаются в геометрически правильном порядке. Металлы и металлические сплавы относятся к типичным кристаллическим телам. [c.29]

Если считать, что аморфное тело —это кристалл с бесконечным числом осей симметрии (как мы это делали для получения формулы рассеяния для аморфного тела из формулы, полученной для кристалла), то вследствие неупорядоченности структуры аморфного тела не учитываются флуктуации анизотропии, которые проявляются в виде узкого крыла. [c.335]

Аморфными называются тела, физические свойства которых одинаковы по всем направлениям. Примерами аморфных тел могут служить куски затвердевшей смолы, янтарь, изделия из стекла. Аморфные тела являются изотропными телами. Изотропность физических свойств аморфных тел объясняется беспорядочностью расположения составляющих их атомов и молекул. Твердые тела, в которых атомы или молекулы расположены упорядоченно и образуют периодически повторяющуюся внутреннюю структуру, называются кристаллами. [c.88]

Это обусловливает волновой характер пластического течения твердых тел. В общем случае в деформируемом теле возникает целый спектр волн пластической деформации различной длины, которые определяют иерархию структурных уровней деформации н заданной среде. Если в материале нет внутренней структуры (аморфное состояние), определяющую роль в распространении волны пластического течения играют боковые поверхности образца [195]. [c.347]

Несколько другое представление о структуре аморфных твердых тел было развито А. А. Лебедевым. Он предположил, что некристаллические вещества состоят из мельчайших кристаллитов или областей с максимально упорядоченным расположением атомов. [c.355]

В аморфных диэлектриках в широком диапазоне температур длина свободного пробега фононов ограничена рассеянием на дефектах структуры. Теплопроводность аморфных тел значительно меньше, чем теплопроводность кристаллов. Поликристаллические тела обладают промежуточной теплопроводностью между теплопроводностями монокристаллов и аморфных тел. [c.339]

Хотя экспериментальные данные в общем подтверждают изложенные выше соображения, однако для некоторых сплавов заметна тенденция к увеличению Яф с ростом температуры. Этот факт нуждается в подтверждении, но он может быть объяснен тем, что в сталях и сплавах (особенно высоколегированных) дальний порядок расположения атомов может быть серьезно нарушен, т. е. в какой-то мере структура сплава становится подобна аморфной. В то же время известно, что теплопроводность аморфных тел (степень дальнего порядка расположения ато- [c.118]

Рассматривая характерные особенности структуры аморфных твердых тел (рис. 3.7 или табл. 3.2), нельзя не задаться вопросом о том, какие же атомные конфигурации возникают в аморфных ме- [c.80]

Таким образом, дальнодействующие межатомные корреляции, которые, собственно, и обеспечивают сдвиговую жесткость (устойчивость кристаллов и вязкость жидкостей и аморфных тел), являющуюся фундаментальным признаком конденсированного состояния, обусловливают существование как минимум локального порядка в пределах радиуса корреляции. При этом в пределах радиуса корреляции локальные атомные конфигурации имеют вполне определенную симметрию, удовлетворяющую требованиям теоремы Федорова. Существование состояний с локальной федоровской структурой в неупорядоченных конденсированных системах надежно установлено при численном моделировании аморфных структур [459]. [c.284]

Для медленно охлаждающегося чистого металла кривая охлаждения будет иметь вид, показанный на рис. 1.8, а. Кривая охлаждения свидетельствует о том, что жидкий металл охлаждается равномерно до точки А. В точке А понижение температуры прекращается. Между точками А и Б находится участок так называемой критической температуры, при которой начинается и заканчивается кристаллизация металла. Далее температура вновь понижается равномерно. Кривая охлаждения сплава показана на рис. 1.8, в (она станет понятна после изучения аллотропических превращений). Охлаждение аморфного тела протекает плавно (рис. 1.8, б), так как оно постепенно отвердевает вследствие уменьшения подвижности частиц. Кажущееся твердым аморфное тело по структуре представляет собой переохлажденную жидкость. [c.13]

Молекулярная структура в твердом теле определяется сильным взаимодействием между молекулами, приводящим к колебаниям их около неподвижных центров, совпадающих с равновесными положениями молекул под действием силовых полей, образованных системой молекул. Эти неподвижные в пространстве положения равновесия являются устойчивыми. Они могут образовывать правильную, периодическую систему, что соответствует кристаллической решетке, свойственной микроструктуре кристаллических твердых тел, либо хаотически разбросаны в случае аморфного их состояния. В последнем случае из-за потери устойчивости возникает тенденция к переходу аморфной структуры в кристаллическую. Однако продолжительность этого перехода оказывается настолько значительной, что фактически наблюдаются как кристаллические, так и аморфные состояния твёрдых тел. Характерные свойства молекулярной (атомной) структуры твердого тела сохраняются по всей его протяженности, что позволяет говорить о наличии в этой структуре как ближнего, так и дальнего порядков. [c.12]

СТЕКЛОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРА — характеризует переход низко- или высокомолекулярных аморфных веществ при охлаждении в твердое или стеклообразное состояние. В расплавах и жидкостях скорость процессов перегруппировки атомов и молекул с понижением темп-ры уменьшается и при темп-ре стеклования Тg становится столь большой, что за время опыта не наблюдается изменений структуры в ближнем порядке и течения материала. Поэтому, начиная с Тg, структура аморфного вещества в процессе дальнейшего охлаждения не меняется и остается той, к-рая была заморожена при Tg. Т. о. в процессе структурного стеклования образуется стекло — твердое тело с определ. аморфной структурой, зависящей от Tg и природы вещества. Этот процесс стеклования рассматривается в отсутствии внешних сил. В отличие от других аморфных веществ, для полимеров имеется en e одно определение Tg в связи с испытаниями материала при механических периодических воздействиях. [c.264]

При другом процессе образования твердых тел — стекловании — при охлаждении ниже темп-ры стеклования Tg структура в ближнем порядке не успевает уста-навливаться, и в аморфном теле фиксируется структура, соответствующая Tg. [c.381]

В полимерах роль таких зерен играют различного рода надмолекулярные образования, в аморфных телах типа стекол — начальные флуктуации структуры, имеющие технологическое происхождение (например, трещины). Опыт показывает, что прочность твердого тела существенно зависит от характера и величины таких образований, размеры которых значительно больше среднего межатомного расстояния. [c.26]

Предпринимались разные попытки выявить характерные атомные конфигурации в зернограничной структуре, но пути решения этого вопроса удалось найти используя результаты геометрического анализа [164] и моделирования на ЭВМ [165-167], которые позволили выявить те кирпичики , из которых построена любая граница. Оказалось, что существует строго ограниченный набор координационных многогранников, по вершинам которых могут располагаться атомы в границе зерен. Эти многогранники совпадают с берналовскими полиэдрами, предложенными для описания структуры жидкостей и аморфных тел. В работе [168] показано, что многогранники можно разбить на тетраэдры и октаэдры, т. в. на основные элементы, характерные для кристаллической структуры металлов, однако искажения этих тетраэдров и октаэдров по сравнению с правильными формами довольно велики. В отличие от структуры аморфных тел, где атомные полиэдры расположены неупорядочено, в границе полиэдры располагаются в один слой, для них имеются жесткие граничные условия, обусловленные периодичностью кристаллов по обе стороны границы, что приводит к строго упорядоченному построению атомных групп в структуре границ. Упорядоченность структуры характерна для всех границ зерен. [c.89]

Понятие К. ч. применяется и при описании структуры аморфных тел и жидкостей. В этом случае оно является статистическим, поэтому К. ч. может ока-.заться не целым. Для жидкостей К. ч.— мера ближнего порядка по тому, насколько К. ч. жидкости близко к К. ч. кристалла, судят о близости её структуры к структуре кристалла. [c.461]

С3.6. Структура аморфных тел. У твердых аморфвых тел отсутствует дальвий порядок, но, как правило, сохраняется ближний порядок, присущий кристаллам данного вещества. [c.84]

Приложения эффекта Мёссбауэра многочисленны. Укажем на такие из них, как изучение структуры аморфных тел, катализаторов и поверхностей различных веществ. Он также используется при исследовании состава почвы, углей, нефтяных месторождений, донных отложений в озерах, морях и океанах, в физике полимеров. С его помощью также изучают фазовые и спиновые переходы, обмен электронами. Находит он применение и в некоторых биологических и медицинских исследованиях. Эффект Мёссбауэра используется (или может быть использован) в сочетании с разнообразнейшими ядрами — во всех случаях, когда речь идет о ядерных состояниях с достаточно большим временем жизни ( 1/2 > 10 ) и со сравнительно небольшой энергией возбуждения Ео < 200 КэВ). [c.196]

Как известно из общего курса физики, материальные тела обладают сложной молекулярной структурой, причем молекулы среды совершают тепловые движения хаотичные в газах, более или менее упорядоченные в жидкостях и аморфных телах и колебательные в кристаллических решетках твердых тел. Эти внутренние движения определяют физические свойства тел, которые в модели сплошной среды задаются наперед основными феноменологическими закономерностями (например, законы Бойля — Мариотта, Клапейрона — в газах, законы вязкости — в ньютоновских и неиыотоповских жидкостях, закон Гука — в твердых телах). [c.103]

Атомная структура металлических стекол. Как и в любом другом некристаллическом веществе, в аморфном металле отсутствует дальний порядок в расположении атомов. Данные по рассеянию рентгеновских лучей аморфными телами можно пытаться объяснить как в рамках микрокристаллитной структуры, так и в рамках модели непрерывной сетки. Исследования последних лет, в частности опыты по электрон-позитронной аннигиляции, дают веские основания считать, что в аморфном металле существует распределение атомов без каких-либо разрывов типа границ зерен и точечных дефектов, характерных для кристаллов. Предполагается, что в металлическом стекле существует хаотическое непрерывное распределение сферических частиц, характеризующееся плотной упаковкой. Координационные числа, определенные по площади под первым пиком функции радиального распределения, в большинстве случаев оказываются равными 12, т. е. они больше, чем для жидких металлов. [c.372]

Уже при нагреве до температуры 50 °С каучук размягчается п становится липким, а при низких температурах он хрупок. Каучук растворяется в углеводородах и сероуглероде. Раствор каучука в бензине, называемый обычно резиновым клеем, может применяться для прочного склеивания каучука и резины. Высокая эластичность каучука связана с зигзагообразной, шарнирной формой цепочек его молекул при действии на каучук растягивающего усилия ферма цепочки приближается к прямолинейной. Каучук — аморфное вещество, но в растянутом состоянии он дает рентгенограммы, характерные для кристаллических тел, имеющих упорядоченнее расположение молекул в пространстве. После снятия растягивающего усилия каучук вновь приобретает свойства аморфного тела. Из-за малой стойкости к действию как повышенных, так и пониженных температур, а также растворителей чистый каучук для пзгогпвлекия электрической изоляции не употребляют. Для устранения указанных выше недостатков каучук подвергают так называемой вулканизации, т. е. нагреву после введения в него серы. При вулкгишзации происходит частичный разрыв двойных связей цепочечных молекул и сшивание цепочек через атомы —S— с образованием пространственной структуры. [c.156]

В атомной структуре аморфных твёрдых тел (стёклах, аморфных металлах и сплавах, аморфных и стеклообразных полупроводниках) наблюдаются области размером с аномальным взаимным расположением и нлотиостыо атомов, обладающие собств. внутр. напряжениями, избыточным объёмом, подвижностью, т. е. рядом свойств точечных Д. и дислокаций. [c.597]

В К. исследуются строение и свойства разнообразных агрегатов из микрокристаллов (поликристаллов, текстур, керамик), а также веществ с атомной упорядоченностью, близкой к кристаллической (жидких кристаллов, полимеров). Симметрийные и структурные -закономерности, изучаемые в К., находят применение при рассмотрении общих закономерностей строения и свойств аморфных тел и жидкостей, полимеров, квази-кристаллов, макромолекул, надмолекулярных структур и т, п. (обобщённая К.). [c.511]

С помощью М. р. изучают строение биол. молекул в растворе, объёмные дефекты в кристаллич. веществах, кластерную структуру жидкостей я аморфных тел, поры в разл. пористых материалах и т. д. [c.41]

ЭР-100 4 ступени 25, 50, 75 и 100 кВ). Разрешающая способность Э. достигает Ю —10 нм и зависит от энергии электронов, сечения электронного пучка и расстояния от образца до экрана, к-рое в совр. Э. может изменяться в пределах 200—600 мм, Управление совр. Э., как правило, автоматизировано. Р. М. Имамов. ЭЛЕКТРОНОГРАФИЯ—метод изучения структуры вещества. основанный на исследовании рассеяния образцом ускоренных электронов. Применяется для изучения атомной структуры кристаллов, аморфных тел и жидкостей, молекул газов и паров. Физ. основа Э.— дифракция электронов при прохождении через вещество электроны, обладающие волновыми свойствами (см. Корпускулярно-волновой дуализм), взаимодействуют с атомами, в результате чего образуются дифрагированные пучки, интенсивность и расположение к-рых связаны с атомной структурой образца и др. структурными параметрами. Рассеяние электронов определяется эл.-статич. потенциалом атомов, максимумы к-рого отвечают положениям атомных ядер. [c.584]

На электронограммах, получаемых от молекул газов, а также паров оксидов, галогенидов и др. соединений, дифракц. пучки образуют диффузные кольцевые ореолы, диаметры и интенсивность к-рых определяются расположением атомов в молекуле и дифракц, характеристиками атомов (их атомными амплитудами упругого и neynpyrdro рассеяния). Методы газовой Э. позволяют определять структуры молекул с числом атомов до 10—20, а также характер их тепловых колебаний в пшроком интервале темп-р. Аналогичным методом проводят анализ атомной структуры ближнего порядка (см. Дальний и ближний порядок) в аморфных телах, стёклах, жидкостях. [c.585]

Известно, что традиционный метод рентгеиоструктурного анализа аморфных тел и метод описания их атомного строения с помощью функции радиального распределения (ФРР) или парной корреляционной функции позволяют получать информацию только о структуре, усредненной по большому объему. Поэтому важное значение для расшифровки деталей строения аморфных сплавов приобретают высокоразрешающие методы структурного анализа. Эти методы и ре- зультаты, полученные с их помощью, подробно описаны в гл. 3. [c.13]

В настоящей главе приводятся результаты расчетов плотности состояния электронов, основанные главным образом на моделях структуры аморфных твердых тел (см. 6.2.1). Далее (6.2.2 и 6.2.3) обсуждаются наиболее типичные экспериментальные результаты, полученные методами рентгеновской и ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии (РФС и УФС), позволяющими непосредственно наблюдать уровни энергии электронов, а также результаты анализа спектров испускания мягкого рентгеновского излучения (МРС). Кроме того, рассмотрены результаты экспериментов по комптоновскому рассеянию для определен1Ия волновых фунвдий элек1 ронов, находящихся в различ1ных электронных состояниях (см. 6.3.1) и результаты некоторых экспериментов по аннигиляции позитронов (см. 6.3.2). [c.178]

Поведение аморфных сплавов при деформации, как и кристаллических материалов, зависит от процессов, протекающих на микроуровне. Однако отсутствие дальнего порядка исключает протекание пластической деформации путем движения дислокаций, так как в структуре аморфных сплавов отсугствуют кристаллографические плоскости скольжения. В связи с этим для описания механизмов скольжения эффективны модели аморфных сплавов, предполагающие их поликластерное строение. В соответствии с этими моделями аморфные твердые тела образованы кластерами, имеющими произвольную форму и случайную упаковку, но сохраьгяющими достаточно большую общность. [c.128]

Характерной особенностью структуры аморфных сплавов является отсутствие кристаллографических плоскостей скольжения. В этой связи для описания механизмов скольжения эффективны модели аморфных сплавов, предполагающие их поликластерное строение. Бакай [419] разработал поликластерную модель аморфных твердых тел, основанную на конструктивном определении класса топологически разупорядоченных структур, сохраняющих достаточно большую общность. Предполагается, что границы кластеров обладают тем же атомным строением, что и слои скольжения. Однако в силу случайной упаковки кластеров и их произвольной формы сквозная трансляционно-инвариантная межкластерная граница отсутствует. С другой стороны, сдвиг по поверхности, отвечающей однородным сдвиговым напряжениям, невозможен без разрывов связей по кластерным границам. Поэтому скольжение путем движения дислокаций происходит вдоль тех участков кластерных границ, где касательные напряжения достигают критического уровня (при этом разрывы происходят в местах концентрации нормальных к границе растя- [c.259]

Квазижидкостные модели так или иначе вынуждены принимать ту или иную модель жидкости (расплава). При анализе структуры аморфных твердых тел часто используют модель жидкости по Берналу [452], согласно которой жидкость представляет собой систему сфер со случайной упаковкой. Ограниченность применения этой модели к аморфному состоянию твердых тел связана с тем, что в аморфных сплавах обнаруживается композиционное упорядочение, возможна перестройка атомных конфигураций, а, кроме того, корреляция во взаимном расположении атомов может простираться до пяти атомных диаметров [419]. [c.281]

К числу параметров термодинамического состояния в зависимости от необходимости учета различных процессов, протекающих в термодинамической системе, относят плотность, температуру, тензор деформаций и другие аргументы, а также параметры, учитывающие внутреннюю структуру рассматриваемого тела. В зависимости от внутренней структуры материала тела - кристаллической, аморфной, высокомолекулярной и т.п. - внешние воздействия вызывают соответствующие структурные изменения. На макроуровне эти изменения описываются конечным, хотя и, в общем случае, достаточно большим количеством скалярных, векторных и тензорных величин, называемых внутренними параметрами состояния системы. Характер этих параметров, как и их изменение, вследствие протекающих в теле термомеханических процессов, определяется макроструктурным анализом их микромеханизма [47]. [c.181]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...