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玻璃是液体还是固体?

本站发布时间:2023-11-18 14:29:24

那么玻璃到底是什么呢;固体还是液体,或者介于两者之间的东西

宾夕法尼亚州立大学的材料科学家John Mauro在接受《现场科学》采访时表示:“它既不是真正的液体,也不是真正的固体,它具有两者的特性,但它有自己独特的物质状态。”。“技术定义是,玻璃是一种非平衡、非晶态的物质,在短时间内看起来是固体,但不断地向液态松弛。”,重要的是要记住,玻璃不仅仅是我们用来做窗户的透明材料。相反,它是一个材料家族,其中一些甚至还不清楚 

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“有各种不同类型的天然和人造眼镜,”Mauro说。“大多数日常玻璃都是所谓的钠钙硅酸盐玻璃,它是由沙子、石灰石和苏打灰在1500摄氏度(2732华氏度)左右熔化而成的。但也有其他类型的玻璃,如耐热耐热耐热玻璃或坚固可弯曲的大猩猩玻璃,它们含有其他化学物质,赋予它们特殊的性能。“

尽管玻璃的化学类型不同,但不同材料的结构有很多共同点。正是这种结构,即材料内部原子和分子的排列,导致了人们对玻璃结构以及它是固体还是液体的困惑。

”英国谢菲尔德大学玻璃研究中心的材料科学家约翰·帕克告诉《生活科学》:“另一方面,在液体中,原子遍布各处,可以很容易地重新排列。“

通常,当我们想到固体时,我们实际上指的是晶体材料,比如盐,它具有规则有序的结构。在熔点以下,这种固体晶体结构是最稳定的形式,而在熔点以上,液体形式变得更稳定。所有材料都希望采用其最稳定的形态,即所谓的平衡玻璃是不寻常的,因为它不存在于这种稳定的状态

帕克说,玻璃是通过熔化各种成分来获得非常粘稠的液体,比如糖浆,这种液体不容易流动。他解释道:“然后,它会很快冷却,但因为它太粘稠了,原子不能轻易地四处移动,重新排列成更有序的固体结构,它们会被困在无序的排列中。”。“这种材料在机械上是固体,但具有类似液体的无序结构。”

要达到平衡,玻璃需要“松弛”回到液态。但在室温下,粒子移动得太慢,这是不现实的。毛罗说:“这就是所谓的亚稳态平衡。”。“它看起来是固体,因为当我们与它相互作用时,它的时间尺度比回到液体的弛豫行为短得多。”

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