Глава 1. СВОЙСТВА ОПТИЧЕСКИХ СРЕД

§ 1. СТЕКЛООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВ И СТЕКЛО

Процесс перехода стекло↔расплав

Если вещества, находящиеся в расплавленном жидком состоянии, охлаждать, то они затвердевают и могут кристаллизоваться или перейти в стеклообразное состояние (рис. 1).

По кривой графика 1 видно, что расплав переохлаждается, выделяется скрытая теплота кристаллизации и при температуре плавления Т_пл за некоторый промежуток времени вещество кристаллизуется, а затем охлаждается в твердом состоянии.

Кривая графика 2 не имеет изломов, что свидетельствует о постоянном и плавном изменении свойств вещества при застывании в твердое стеклообразное состояние. При этом нет определенной температуры плавления жидкости, процесс перехода стекло↔расплав является обратимым, частицы вещества не располагаются в определенную пространственную решетку. Стекловидное вещество становится твердым аморфным и изотропным.

Температура T_f соответствует вязкости 10⁴ Па·с, в стекле начинают появляться пластические свойства и оно может вытягиваться в тонкие нити.

Температура T_g соответствует вязкости 10¹⁰ Па·с, в стекле начинает появляться хрупкость.

Кривая 2 выше температуры размягчения T_f соответствует расплаву, а ниже температуры отжига T_g — твердому стеклообразному состоянию вещества.

Интервал T_g—T_f называют интервалом размягчения (рис.2), в котором расплав постепенно и непрерывно получает свойства твердого стеклообразного вещества.

Некоторые свойства (удельный объем и др.) вне интервала изменяются по прямолинейному закону, а в интервале между температурами T_f и T_g по криволинейному (см. кривую 1). Такие свойства, как например теплоемкость или коэффициент термиче­ского расширения, изменяются по кривой 2, являющейся первой производной функции, выраженной графиком 1. Наконец третья группа свойств (теплопроводность и др.) изменяется как вторая производная от функции, выраженной графиком 1. В интервале температур T_f—T_g вязкость расплава меняется настолько быстро, что ее только приблизительно отражает кривая 3 зависимости lgη=f(T).

Стекловидные вещества

Большинство веществ из жидкого состояния можно перевести в твердое и получить в стеклообразном состоянии, например серу, селен, окислы SiO₂, Р₂О₅, В₂О₃, халькогениды As₂S₃, As₂Se₃ и другие вещества. Вещества, находящиеся в стеклообразном состоянии, широко распространены, например смолы, глицерин, метилметакрилат, полиэтилен и т. д. Некоторые стекловидные вещества при комнатной температуре и обычном давлении могут находиться в твердом, жидком или пластическом состояниях.

Оптические среды — это оптическое стекло, пленки покрытий на оптических деталях, слои клеящего вещества, жидкости, газы и другие вещества, через которые распространяется свет в оптических приборах.

Дата добавления: 2014-10-10; просмотров: 365; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!