СТЕКЛООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЕ,
твердое аморфное состояние в-ва, получающееся в результате глубокого
переохлаждения жидкости. С. с. неравновесное, однако в-во в этом состоянии может
существовать длит. время. При глубоком переохлаждении жидкости неограниченно
снижается подвижность составляющих ее частиц (атомов, молекул) и происходит
"замораживание" структуры ближнего порядка жидкости. Стеклообразные
в-ва в отличие от жидкостей сохраняют свою форму и не способны к необратимой
деформации под действием внеш. сил.
При охлаждении жидкости
подвижность составляющих ее частиц снижается постепенно, что проявляется в постепенном
росте вязкости жидкости. Интервал т-р, в к-ром происходит переход из жидкого
состояния в С. с., наз. интервалом стеклования. Т-ры верхней и нижней границ
интервала стеклования зависят от скорости охлаждения жидкости-они тем выше,
чем больше эта скорость. При скорости охлаждения 3 К/мин эти т-ры близки т-рам,
при к-рых h жидкости равна соотв. 1010 и 1014 Па·с.
Т. к. верхняя т-ра интервала
стеклования обычно намного ниже т-ры ликвидуса (см. Диаграмма состояния),
в С. с. могут переходить только в-ва, склонные к переохлаждению, т.е. способные
пройти при охлаждении подликвидусную область т-р без появления признаков кристаллизации.
В виду "замороженности" структуры в-во, перешедшее в С. с. и находящееся
при т-ре, существенно более низкой, чем т-ра ниж. границы интервала стеклования,
к кристаллизации не способно. Чем быстрее проводится охлаждение, тем больше
вероятность, что данная жидкость будет получена в С. с. Миним. скорость охлаждения
жидкости, к-рая еще обеспечивает получение С.с., наз. критич. скоростью охлаждения.
. Переход из жидкого в
С. с. и обратно сопровождается изменением температурных коэф. всех св-в в-ва.
При этом всегда наблюдается характерная петля гистерезиса (см. рис.). По пересечению
экстраполир. участков температурных зависимостей св-ва, полученных для жидкого
и С. с., определяется характеристич. т-ра интервала стеклования, наз. т-рой
стеклования Тg. Нередко т-рой стеклования называют т-ру, определенную
по кривой нагревания, - на рис. Т'g. Обычно Т'g
превышает Тg на 10-15 К.
Общий характер температурной
зависимости уд. объема V в-ва в интервале стеклования. Стрелки показывают
на правление изменения т-ры.
Среди неорг. в-в высокую
склонность к стеклообразова-нию проявляют SiO2, В2О3,
GeO,, BeF2, мышьяка халько-гениды и др. Легко переводятся
в С. с. расплавы разнообразных смесей оксидов в случаях, когда в этих смесях
значительно содержание перечисленных выше оксидов, а также Р2О5.
Высока склонность к стеклообразованшо у разл. жидких смесей галогенидов и халькогенидов,
а также орг. соединений (см. Стеклообразное состояние полимеров).
При скоростях охлаждения 105-107 К м. б. переведены
в С. с. даже мн. металлич. сплавы (металлич. стекла, аморфные металлы).
В-ва в С.с.-стекла-отличаются
от в-в в кристаллич. состоянии рядом характерных особенностей, в частности изотропностью,
постепенностью затвердевания и размягчения. Мн. стекла характеризуются высокой
прозрачностью в видимой части спектра. Эти и многие др. специфич. особенности
стекол и материалов на их основе определяют их разнообразное применение в стр-ве,
быту, электротехнике, электронике, хим. лабораториях и хим. пром-сти, оптике,
линиях связи и др. См., напр., Ситаллы, Стекло неорганическое, Стеклопластики,
Стеклянное волокно.
Иногда понятие С. с. распространяют
на все твердые аморфные тела. Б. ч., однако, в-вами в С. с. считаются лишь те
твердые аморфные в-ва, структура к-рых подобна структуре соответствующей жидкости.
Так, к в-вам в С. с. принадлежат в-ва, полученные по золь-гель технологии. В
то же время твердые аморфные тела, полученные конденсацией в-ва из паровой фазы,
электролитич. осаждением и т.д., не находятся в С. с. Нек-рые из них можно,
однако, перевести в С. с. путем нагрева до т-р, превышающих интервал стеклования,
с послед. охлаждением.
Лит.: Аппен А. А.,
Химия стекла, 2 изд., Л., 1974; Шульц М. М., Мазурин О. В., Современные
представления о строении стекол и их свойствах, Л., 1988. О. В. Мазурин.