Реферат Курсовая Конспект
Зонная теория. - раздел История, История развития стеклоделия Особенности Строения Внешних Зон И Характер Их Заполнения Электронами Позволя...
|
Особенности строения внешних зон и характер их заполнения электронами позволяет классифицировать вещества на изоляторы, полупроводники и проводники, а также уверенно предсказать оптические электрические, теплофизические и магнитные свойства веществ (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Положение верхних энергетических зон в твердых телах: а) проводники (металлы); б) полупроводники с примесной проводимостью р-, п-типа; в) диэлектрики.
У проводников электроны располагаются как в валентной зоне, так и в зоне проводимости. При взаимодействии полупроводников
с квантом энергии возможно: а) поглощение света и образование электрона и дырки; б) индуцированное излучение — переход электрона из валентной зоны в зону проводимости. В обоих случаях возникает полупроводниковая проводимость. Диэлектрики отличаются высокими значениями энергетического барьера (шириной запрещенной зоны), свободной от электронов.
Качественная характеристика свойств различных веществ в зависимости от особенностей их зонного строения дана в табл. 5.2.
Оксидные стекла - диэлектрики. Отличаются высокими значениями энергетического барьера (шириной запрещенной зоны) между валентной зоной и зоной проводимости, свободной от электронов. Тепловая энергия, а также энергия излучения в оптическом диапазоне длин волн оказываются недостаточными для возбуждения перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости. Этим обстоятельством объясняется высокая прозрачность, высокие электроизоляционные свойства, низкая теплопроводность оксидных стекол.
14. Свойства расплавов стекол.
14. Кристаллизационная способность.
Возможность кристаллизации расплава или, наоборот способность его к образованию стекловидного состояния зависит от состава расплава, его свойств и условий охлаждения.
Кристаллизация — это процесс, в ходе которого создается упорядоченная решетка кристалла из менее упорядоченной структуры жидкости (расплава).
В технологии стекла кристаллизация — это нежелательный процесс, приводящий к браку стекла(т.к. стекло застывает не в виде гомогенного стекла, а в виде неравномерных отличающихся по размеру кристаллов)— заруханию стекла. Его стараются всячески избежать.
Механизм кристаллизации стекол включает две стадии: образование центров кристаллизации (зародыша) и рост кристаллов на них.
Рис. 5.3. Зависимость скорости образования центров кристаллизации (СОЦК), линейной скорости роста кристаллов (ЛСРК) и вязкости стекломассы n от температуры
По Тамману, способность жидкости к стеклованию в области переохлаждения зависит от:
1. скорости образования центров кристаллизации (СОЦК);
2. линейной скорости роста кристаллов (ЛСРК);
3. вязкости (n)
Из приведенного графика (рис. 5.3) следует, что:
1) расплавы тем меньше склонны к кристаллизации, чем меньше ЛСРК и СОЦК и чем дальше расположены их максимумы;
2) вещество тем легче переходит в стеклообразное состояние, чем больше его вязкость и чем быстрее она увеличивается с падением температуры, что убедительно подтверждается твердением различных жидкостей, расплавов (табл. 5.3);
3) для получения вещества в стеклообразном состоянии необходимо проводить охлаждение с достаточно высокой скоростью, чтобы быстро миновать температуру оптимума кристаллизации.
Зависимость характера твердения жидкости от вязкости
Критическая скорость охлаждения представляет собой количественную характеристику склонности данного вещества к стеклообразованию. Обычно стеклообразующими веществами называют вещества, у которых критические скорости охлаждения оказываются меньше 1 К/с. Для веществ с высокой склонностью к стеклообразованию критические скорости составляют 10(-1) ...10(-2) К/с, а среди оксидных индивидуальных веществ есть такие, критическая скорость охлаждения которых составляет 10(3) ...10(6) К/с. Например, космонавтами Кизимом, Соловьевым и Атьковым был получен в условиях космоса металлический сплав в стекловидном состоянии при его охлаждении со скоростью 106 К/с. В настоящее время уже существуют в промышленных условиях установки Урал — 1, 2 и 3 по получению металлических стекол со специальными, значительно улучшенными свойствами на Ачинском металлургическом заводе Челябинской области.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Основы технологии стекла ситаллов и эмали... Стекло стеклообразное состояние... Строение стекла Кристаллохимическое описание строения стекла...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Зонная теория.
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов