Liquide visqueux

Article principal : Fragilité

Dans une classification répandue, due au chimiste Austen Angell, un liquide vitreux est dit fort si sa viscosité obéit approximativement à une loi d’Arrhenius (log η est linéaire en 1/T ). Dans le cas contraire d’un comportement clairement non-Arrhenius, le liquide est dit fragile. L’écoulement visqueux dans les matériaux amorphes est caractérisé par des écarts par rapport au comportement de type Arrhenius : l’énergie d’activation de la viscosité Q passe d’une valeur élevée QH à basse température (à l’état vitreux) à une valeur faible QL à haute température (à l’état liquide). Les matériaux amorphes sont classés en fonction de la déviation du comportement de type Arrhenius de leurs viscosités comme étant soit forts lorsque QH-QL<QL, soit fragiles lorsque QH-QL≥QL. La fragilité des matériaux amorphes est caractérisée numériquement par le rapport de fragilité de Doremus RD=QH/QL . Les fusions fortes sont celles dont (RD-1) < 1, tandis que les fusions fragiles sont celles dont (RD-1) ≥ 1. La fragilité est liée aux processus de rupture de liaison des matériaux causés par les fluctuations thermiques. La rupture des liaisons modifie les propriétés d’un matériau amorphe de sorte que plus la concentration de liaisons brisées appelées configurons est élevée, plus la viscosité est faible. Les matériaux avec une enthalpie de formation de configurons plus élevée par rapport à leur enthalpie de mouvement ont un rapport de fragilité de Doremus plus élevé, à l’inverse les fondus avec une enthalpie de formation de configurons relativement plus faible ont une fragilité plus faible.Plus récemment, la fragilité a été quantitativement liée aux détails du potentiel interatomique ou intermoléculaire, et il a été démontré que des potentiels interatomiques plus raides conduisent à des liquides plus fragiles.

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