Температурный интервал перехода жидкость - стекло
Автор: Мантатов Владимир Владимирович
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Математика, информатика @vestnik-bsu-maths
Рубрика: Математическое моделирование и обработка данных
Статья в выпуске: 4, 2017 года.
Бесплатный доступ
Предлагается новый подход в рамках модели делокализованных атомов к интерпретации полосы температур, характеризующей температурный интервал перехода от жидкости к стеклу. В процессе стеклования наблюдается отклонение от экспоненциальной зависимости времени структурной релаксации с температурой. Поскольку в современных исследованиях в этой области применяются различные способы расчета с разным уровнем достоверности, то наиболее заслуживающим внимания будет уравнение, полученное Разумовской и Бартеневым. Использование этого уравнения с уравнением стеклования приводит к соотношению для полосы температур, линейно коррелирующей с температурой стеклования, в переходной фазе. С учетом коэффициентов выведенных в ходе исследования предлагаемое уравнение совпадает с известной формулой для полосы температур. В отличие от которой, полоса температур вычисляется из полученного соотношения непосредственно из экспериментальных данных. Показано, что предлагаемая формула не зависит от конкретного вида температурной зависимости времени структурной релаксации и от изменения энергии активации процесса стеклования с температурой. Представлена линейная корреляция полосы температур с температурой стеклования для ряда неорганических стекол и аморфных полимеров.
Уравнение стеклования, полоса температур, время структурной релаксации, уравнение вильямса-ландела-ферри, силикатные стекла, аморфные полимеры
Короткий адрес: https://sciup.org/14835240
IDR: 14835240 | УДК: 532.2 | DOI: 10.18101/2304-5728-2017-4-56-63
Temperature interval for the liquid-to-glass transition
In the framework of the delocalized atoms model a new approach to the interpretation of temperature strip characterizing the temperature interval for liquid-to-glass transition is proposed. In the process of vitrification a deviation from exponential dependence of the relaxation time with temperature is observed. Since modern studies in this area are based on different calculation methods with different levels of reliability, the equation obtained by Razumovskaya and Bartenev deserves special attention. The use of this equation with the vitrification equation results in relations for the temperature strip linearly correlated with the glass transition temperature in the transition phase. Taking into account the coefficients introduced in the course of the study, the proposed equation coincides with the well-known formula for the temperature strip. In contrast to this, the temperature strip is calculated directly from the obtained ratio and experimental data. It is shown that the proposed formula does not depend on the specific form of the temperature dependence of structural relaxation time and on the change in activation energy of the vitrification process with temperature. A linear correlation of the temperature strip with the glass transition temperature for a number of inorganic glasses and amorphous polymers is presented.
Список литературы Температурный интервал перехода жидкость - стекло
- Волькенштейн М. В., Птицын О. Б. Релаксационная теория стеклования. I. Решение основного уравнения и его исследование//ЖТФ. 1956. Т. 26, Вып. 10. С. 2204-2222.
- Мандельштам Л. П., Леонтович М. А. К теории поглощения звука в жидкостях//ЖЭТФ. 1937. Т. 7, № 3. С. 438-449.
- Бартенев Г. М. О зависимости между температурой стеклования силикатного стекла и скоростью охлаждения или нагревания//ДАН СССР. 1951. Т. 76, № 2. С. 227-230.
- Немилов С. В. Уравнение Максвелла и классические теории стеклования как основа прямого расчета вязкости при температуре стеклования//Физ. и хим. стекла. 2013. Т. 39, № 6. С. 857-878.
- Сандитов Д. С. О природе уравнения перехода жидкость -стекло//ЖЭТФ. 2016. Т. 150, Вып. 3(9). С. 501-515.
- Немилов С. В. Комментарий к статье Д. С. Сандитова «О природе уравнения перехода жидкость -стекло»//ЖЭТФ. 2017. Т. 151, Вып. 5. С.891-892.
- Сандитов Д. С. Об оценке параметра уравнения стеклования. Ответ на комментарий С. В. Немилова//ЖЭТФ. 2017. Т. 151, Вып. 5. С. 893-896.
- Ростиашвили В. Г., Иржак В. И., Розенберг Б. А. Стеклование полимеров. Л.: Химия, 1987. 192 с.
- Сандитов Д. С., Бартенев Г. М. Физические свойства неупорядоченных структур. Новосибирск: Наука, 1982. 259 с.
- Разумовская И. В., Бартенев Г. М. Структурное стеклование как «вымерзание» характерных акустических частот//Стеклообразное состояние. Тр. V Всес. совещ. Л.: Наука, 1971. С. 34-39.
- Williams М. L., Landei R. F., Ferry J. D. The temperature dependence of relaxation mechanisms in amorphous polymers and other glass-forming liquids//J. Amer. Chem. Soc. 1955. V.77, N 14. P. 3701-3707.
- Ferry J. D. Viscoelastic Properties of Polymers. New York.: Marcel Dekker, 1970. 671 p. (Ферри Дж. Вязкоупругие свойства полимеров. М.: ИЛ, 1963. 535 с.).
- Bestul В.А. Application of the Williams-Landel-Ferry Equation to Silicate Glasses//Glastechn. Ber. 1959. Bd. K32. S. 59-64.
- Сандитов Д. С., Доржиев Д. Б., Балданов Ж. П. Применение уравнения Вильямса -Ландела -Ферри к различным аморфным веществам//Журн. физ. химии. 1973. Т.47. №12. С. 2990-2994.
- Дуров В. А., Шахпаронов М. И. Теория коллективных реакций в жидкой фазе. VI. Уравнение Вильямса -Ландела -Ферри//Журн. физ. химии. 1979. Т. 53, № 10. С. 2456-2459.
- Angell C. A. Perspective on the glass transition//J. Phys. Chem. Solids. 1988. V.49, N 8. P. 836-871.
- MDL® SciGlass-7.8. (Institute of Theoretical Chemistry, Shrewsbury, Massachusetts, United States, 2012). www.sciglass.info.
