Trạng thái thủy tinh thể: Đặc điểm, ví dụ và tính chất
Trạng thái thủy tinh xảy ra trong các cơ thể đã trải qua một trật tự phân tử nhanh chóng để có vị trí xác định, thường là do làm mát nhanh chóng. Các cơ quan này có một khía cạnh vững chắc với độ cứng và độ cứng nhất định, mặc dù trong ứng dụng của ngoại lực, chúng thường bị biến dạng đàn hồi.
Thủy tinh, không nên nhầm lẫn với thủy tinh, được sử dụng trong sản xuất cửa sổ, ống kính, chai, vv Nói chung, nó có vô số ứng dụng, cho cả cuộc sống trong nước và cho nghiên cứu và công nghệ; do đó tầm quan trọng của nó, và tầm quan trọng của việc biết các thuộc tính và đặc điểm của nó.
Mặt khác, điều quan trọng là phải hiểu rằng có nhiều loại kính khác nhau, có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo. Về sau, các loại kính khác nhau thường đáp ứng các nhu cầu khác nhau.
Do đó, có thể có được kính đáp ứng một số tính chất nhất định để đáp ứng các nhu cầu công nghệ hoặc công nghiệp nhất định.
Các tính năng
Về đặc điểm quang học của chúng, các vật thể thủy tinh này là đẳng hướng (nghĩa là tính chất vật lý của chúng không phụ thuộc vào hướng) và trong suốt chống lại hầu hết các bức xạ nhìn thấy, giống như cách xảy ra với chất lỏng.
Trạng thái thủy tinh thường được coi là một trạng thái vật chất khác ngoài ba trạng thái thường được biết đến, như chất lỏng, khí và chất rắn, hoặc trạng thái mới đã được phát hiện trong những thập kỷ gần đây, như plasma hoặc Bose ngưng tụ. Einstein
Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu hiểu rằng trạng thái thủy tinh thể là kết quả của một chất lỏng hoặc chất lỏng được làm lạnh có độ nhớt cao đến mức cuối cùng nó mang lại cho nó một vẻ ngoài rắn chắc mà không thực sự là nó.
Đối với các nhà nghiên cứu này, trạng thái thủy tinh thể sẽ không phải là trạng thái mới của vật chất, mà là một dạng khác trong đó trạng thái lỏng được trình bày.
Cuối cùng, điều dường như khá chắc chắn là các cơ thể ở trạng thái thủy tinh thể không thể hiện sự sắp xếp bên trong nhất định, trái ngược với những gì xảy ra với chất rắn kết tinh.
Tuy nhiên, cũng đúng là trong nhiều trường hợp, thứ được gọi là rối loạn trật tự được đánh giá cao. Có một số nhóm được sắp xếp nhất định được tổ chức không gian theo cách ngẫu nhiên hoàn toàn hoặc một phần.
Các loại kính
Như đã nói ở trên, thủy tinh có thể có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo. Một ví dụ về một cơ thể thủy tinh có nguồn gốc tự nhiên là obsidian, được tạo ra bởi sức nóng hiện diện bên trong núi lửa.
Mặt khác, cả hai chất có nguồn gốc hữu cơ và các chất vô cơ đều dễ bị nhiễm trạng thái thủy tinh thể. Một số chất này là:
- Các nguyên tố hóa học khác nhau, như Se, Si, Pt-Pd, Au-Si, Cu-Au.
- Các oxit khác nhau, chẳng hạn như SiO 2, P 2 O 5, B 2 O 3 và một số kết hợp của chúng.
- Các hợp chất hóa học khác nhau, như GeSe 2, As 2 S 3, P 2 S 3, PbCl 2, BeF 2, AgI.
- Các polyme hữu cơ, chẳng hạn như polyamit, glyxin, polyethylen hoặc polystyrenes và đường, trong số những loại khác.
Ví dụ
Trong số các loại kính phổ biến nhất có thể được tìm thấy, đáng để làm nổi bật những điều sau đây:
Silic thủy tinh
Silica là một oxit silic, trong đó, nói chung, phổ biến nhất là thạch anh. Nói chung, silica là thành phần cơ bản của thủy tinh.
Đối với trường hợp thạch anh, bạn có thể lấy thủy tinh thạch anh bằng cách nung nóng đến điểm nóng chảy của nó (1723 ° C) và tiến hành làm nguội nhanh.
Thủy tinh thạch anh có khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời và có thể được tắm trong nước khi trời nóng đỏ. Tuy nhiên, nhiệt độ nóng chảy cao và độ nhớt của nó làm cho nó khó khăn khi làm việc với nó.
Kính thạch anh này được áp dụng cả trong nghiên cứu khoa học và trong nhiều ứng dụng gia đình.
Thủy tinh silicat natri
Sản xuất của nó là do nó cung cấp các tính chất tương tự như thủy tinh thạch anh, mặc dù thủy tinh silicat natri rẻ hơn nhiều vì không cần thiết phải tạo ra nhiệt độ cao như trong trường hợp của kính thạch anh.
Ngoài natri, trong quá trình sản xuất, các kim loại kiềm thổ khác được thêm vào để tạo cho thủy tinh một số tính chất đặc biệt, như kháng cơ học, không phản ứng với các tác nhân hóa học ở nhiệt độ phòng (đặc biệt là nước), trong số các loại khác.
Tương tự như vậy, với việc bổ sung các yếu tố này, nó cũng được tìm cách duy trì tính minh bạch trong ánh sáng.
Tính chất của thủy tinh
Nói chung, các tính chất của thủy tinh có liên quan đến cả tự nhiên và nguyên liệu thô được sử dụng trong sản xuất, cũng như thành phần hóa học của sản phẩm cuối cùng thu được.
Thành phần hóa học thường được biểu thị bằng phần trăm khối lượng của các oxit ổn định nhất ở nhiệt độ phòng của các nguyên tố hóa học tạo ra nó.
Trong mọi trường hợp, một số tính chất chung của thủy tinh là nó không bị mất tính chất quang học theo thời gian, chúng có thể dễ uốn khi chúng trong quá trình đúc, màu của chúng phụ thuộc vào các vật liệu được thêm vào trong quá trình tổng hợp và chúng dễ dàng tái chế
Thủy tinh có khả năng phản xạ, khúc xạ và truyền ánh sáng, nhờ vào tính chất quang học của nó, mà không phân tán nó. Kính thông thường có chiết suất 1, 5 có thể thay đổi với các chất phụ gia khác nhau.
Tương tự như vậy, kính thông thường có khả năng chống ăn mòn và độ bền kéo của nó là 7 megapixel. Ngoài ra, màu sắc của kính có thể được sửa đổi bằng cách thêm các chất phụ gia khác nhau.
Tái chế thủy tinh
Một lợi thế quan trọng của thủy tinh so với các vật liệu khác là cả khả năng tái chế và khả năng tái chế không giới hạn của nó, vì không có giới hạn về số lần mà vật liệu thủy tinh tương tự có thể được tái chế.
Ngoài ra, trong sản xuất tiết kiệm năng lượng thủy tinh tái chế là 30% liên quan đến chi phí năng lượng liên quan đến sản xuất từ nguyên liệu thô. Tiết kiệm năng lượng này, cùng với việc tiết kiệm nguyên liệu thô, cũng có nghĩa là tiết kiệm đáng kể về kinh tế.
