Viskoosi neste

Pääartikkeli: Hauraus

Kemisti Austen Angellin ansiosta laajalle levinneessä luokittelussa lasinmuodostavaa nestettä kutsutaan vahvaksi, jos sen viskositeetti noudattaa likimain Arrheniuksen lakia (log η on lineaarinen suhteessa 1/T ). Päinvastaisessa tapauksessa, jos neste ei käyttäydy selvästi Arreniuksen lailla, sitä kutsutaan hauraaksi. Viskoosivirtaukselle amorfisissa materiaaleissa on ominaista poikkeamat Arrheniuksen tyyppisestä käyttäytymisestä: viskositeetin aktivoitumisenergia Q muuttuu korkeasta arvosta QH matalissa lämpötiloissa (lasisessa tilassa) matalaan arvoon QL korkeissa lämpötiloissa (nestemäisessä tilassa). Amorfiset materiaalit luokitellaan sen mukaan, miten paljon niiden viskositeetti poikkeaa Arrheniuksen tyyppisestä käyttäytymisestä, joko vahvoiksi, kun QH-QL<QL, tai hauraiksi, kun QH-QL≥QL. Amorfisten materiaalien haurautta luonnehditaan numeerisesti Doremuksen hauraussuhteella RD=QH/QL . Vahvat sulat ovat sellaisia, joiden (RD-1) < 1, kun taas hauraat sulat ovat sellaisia, joiden (RD-1) ≥ 1. Hauraus liittyy lämpövaihteluiden aiheuttamiin materiaalien sidosten rikkoutumisprosesseihin. Sidosten katkeaminen muuttaa amorfisen materiaalin ominaisuuksia siten, että viskositeetti on sitä alhaisempi, mitä suurempi on konfiguroneiksi kutsuttujen katkaistujen sidosten pitoisuus. Materiaaleilla, joiden konfiguronien muodostumisen entalpia on suurempi verrattuna niiden liikkeen entalpiaan, on korkeampi Doremuksen haurausaste, ja päinvastoin sulat, joiden konfiguronien muodostumisen entalpia on suhteellisesti alhaisempi, ovat vähemmän hauraita.Viime aikoina hauraus on suhteutettu kvantitatiivisesti atomienvälisen tai molekyylienvälisen potentiaalin yksityiskohtiin, ja on osoitettu, että jyrkemmät atomienväliset potentiaalit johtavat hauraampiin nesteisiin.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.