![08-05 Enthalpy-temperature behavior of glasses 08-05玻璃的焓温行为](http://www.eurusdlive.com/wp-content/uploads/2022/08/08-05-Enthalpy-temperature-behavior-of-glasses.png)
[上图]不同退火玻璃在退火温度下的焓温行为示意图T一个.信贷:Schawe和Wrana,聚合物(cc by 4.0)
这个月的格拉斯:那时和现在的话题,玻璃放松是高度相关和互补的上个月的讨论粘度和温度。
就像上个月提到的,玻璃态是非平衡态。粘度的变化将玻璃状材料锁定在比材料在冷却过程中保持平衡更大的能量状态。随着时间的推移,高能量迫使原子和分子重新排列到更低能量(更稳定)的状态,即松弛。
我们的客座专栏作家,玻璃放松,Minoru Tomozawa来自伦斯勒理工学院。Tomozawa是ACerS的资深会员和杰出终身会员,在日本电气公司工作后,获得了宾夕法尼亚大学的博士学位(我在那里获得了硕士学位)。他在玻璃科学领域发表了大量论文,此前曾担任玻璃与光学材料部门的主席。
“玻璃是亚稳态材料,这意味着它们会随着时间的推移而变化。因为这些变化使眼镜朝着更稳定的结构移动,这个过程被称为松弛。
放松眼镜有很多种。最著名的是结构松弛和应力松弛。结构松弛涉及虚拟温度的变化,而应力松弛则降低了残余应力,这在玻璃退火过程中起着重要作用。
在很长一段时间内,这两种弛豫类型都会影响玻璃的粘度。结构弛豫的弛豫时间用体积粘度/体积模量表示,应力弛豫时间用剪切粘度/剪切模量表示。这些弛豫是通过在玻璃化温度附近进行的实验来测量的。
第三种松弛类型——机械松弛——发生在外加应力下,发生得比结构松弛和应力松弛快得多。机械松弛包括碱、碱土离子运动和混合碱离子运动,以及施加机械应力引起的水分子运动。这些机械松弛包括弹性常数的变化,可以在玻璃化转变温度下测量。
碱离子在外加电场作用下也能发生运动并达到介电弛豫。介电松弛涉及介电常数的变化。此外,机械松弛和介电松弛都涉及能量损失部分。
这些弛豫引起玻璃性质随时间变化。因此,为了理解玻璃性质的时间依赖性,理解这些弛豫动力学非常重要。”
- Minoru Tomozawa,伦斯勒理工学院
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