Внутреннее давление и вязкость стеклообразных твердых тел и их расплавов

• Автор: Цыдыпов, Шулун Балдоржиевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА
СТЕКЛООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА. АНАЛИЗ ДАННЫХ О ВЯЗКОСТИ И ВНУТРЕННЕМ ДАВЛЕНИИ СТЕКОЛ И ПОЛИМЕРОВ
1.1 Стеклообразное состояние
1.2 Уравнение состояния твердых тел. внутреннее давление
1.3 модельные теории твердых тел и жидкостей
1.3.1 Теория свободного объема
1.3.2. Дырочная модель жидкости
1.4. Вязкость стеклообразующих жидкостей и стекол
1.4.1 Активационные теории вязкого течения
1.4.2 Теории вязкого течения, основанные на концепции свободного объема
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Экспериментальная установка
2.2. Измерения скорости звука. Электронная часть установки
2.3. Акустическая ячейка, электроввод и автоклав
2.4. пьезометрические измерения
2.5. Термостатирование и измерение температуры
2.6. Погрешность измерений. Результаты контрольных измерений
2.7. Кварцевый вискозиметр
2.8. Методика измерения вязкости неорганических стекол
2.8.1 Расчетные формулы вязкости
2.9. Погрешность измерений вязкости
ГЛАВА
ВНУТРЕННЕЕ ДАВЛЕНИЕ СТЕКЛООБРАЗНЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
3.1. ВЫВОД УРАВНЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОГО ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ
3.2. Сравнение с экспериментальными данными
3.3. внутреннее давление и микротвердость стекол
3.4. Связь параметра Грюнайзена с коэффициентом Пуассона
3.5. ВНУТРЕННЕЕ ДАВЛЕНИЕ И ПРЕДЕЛ ПЛАСТИЧНОСТИ АМОРФНЫХ ПОЛИМЕРОВ
3.6. Внутреннее давление и скорость разрушения силикатных стекол
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 4.

ДЫРОЧНО-КЛАСТЕРНАЯ МОДЕЛЬ СТЕКЛООБРАЗНЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
И ИХ РАСПЛАВОВ
4.1 Дырочно-кластерная модель
4.2. Дырочно-кластерная модель и внутреннее давление
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА
ДЫРОЧНО - КЛАСТЕРНАЯ МОДЕЛЬ И ВЯЗКОСТЬ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СТЕКОЛ В ОБЛАСТИ СТЕКЛОВАНИЯ
5.1. ВЯЗКОСТЬ И СВОБОДНЫЙ ОБЪЕМ
5.2. ПРИМЕНЕНИЕ УРАВНЕНИЯ ВИЛЬЯМСА-ЛАНДЕЛА-ФЕРРИ (ВЛФ) К СИЛИКАТНЫМ СТЕКЛАМ
5.3. Скачок коэффициента теплового расширения при температуре СТЕКЛОВАНИЯ И ПРАВИЛО СИМХА-БОЙЕРА
5.4. О ПРИРОДЕ ФЛУКТУАЦИОННОГО СВОБОДНОГО ОБЪЕМА
5.4.1. Флуктуационный свободный объем и среднеквадратичные отклонения кинетических единиц
5.5. Акустические исследования жидкостей и стеклообразных полимеров
5.5.1. Термодинамические и акустические свойства жидкостей
5.5.2. Акустические свойства и молекулярное строение объектов исследования
5.5.3. Скорость звука в стеклообразных твердых телах
Выводы к главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ ЗА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.
В последнее время большое внимание уделяется новому направлению физики твердого тела - физике стеклообразных твердых тел. Это связано как с возросшим практическим применением стекол (в микроэлектронике, приборостроении, в волоконной оптике, космических аппаратах), так и с развитием физики конденсированного некристаллического состояния вещества.
У неорганических стекол обнаружены необычные деформационные, прочностные и другие физические свойства. Одно из интересных явлений заключается в том, что при испытаниях на микротвердость, а также при сжатии под высоким давлением силикатные и другие неорганические стекла ведут себя при 20°С как пластичные материалы (эффект пластичности стекла). Другие интересные свойства этих материалов - проявление сверхпрочности при определенных условиях. Так, путем удаления поверхностных микротрещин удается получить силикатные стекла, прочность которых при статических испытаниях значительно превышает прочность современных сталей. Получены стекла с необычными тепловыми, электрическими, оптическими и полупроводниковыми свойствами.
В этой связи весьма актуальное значение приобретает более глубокое знание природы стеклообразного состояния вещества.
В настоящее время нет хороших структурных методов для исследования некристаллических материалов. Такие известные для кристаллов прямые дифракционные методы, как рассеяние рентгеновских лучей и нейтронов, оказываются малоэффективными.
Вместе с тем накоплен обширный экспериментальный материал о свойствах стекол. Поэтому на данном этапе остается актуальным развитие модельных представлений о структуре стекол, основанных на анализе их свойств.
В связи с этим в данной работе проведено исследование таких структурно-чувствительных свойств как внутреннее давление, обусловленное межатомным взаимодействием, и вязкость в области

Шестиканальный электроввод высокого давления (Рис.2.5) состоит из корпуса 1, изготовленного из стали ХВТ, в котором сделаны шесть конических каналов для запрессовки токонесущих конусов 2, изолированных от корпуса пирофилитовыми втулками 3. На хвостовик 4 крепится акустическая ячейка или пьезометр.
Уплотнение к затвору и электровводы сделаны по принципу обращенного конуса или нескомпенсированной площади, предложенного еще Амага и Бриджменом [77-79]. В качестве уплотнительных колец к затворам применялись луженные медные и тефлоновые кольца.
Автоклав высокого давления представляет собой полый толстостенный цилиндр изготовленный из высокопрочной стали 18ХНВА с термообработкой НГс=45ч-48, закрываемый с одного торца затвором, к которому присоединяется капилляр высокого давления, рассчитанный на давление порядка 10 Кбар. В качестве затвора другого торца автоклава служит многоканальный электроввод. Подробное описание автоклава и затворов с электровводом можно найти в литературе [77-79].
Давление в измерительном автоклаве до 2500 ат создается и измеряется грузопоршневым манометром МП2500 (см. рис. 2.1). Для достижения более высоких давлений используется мультипликатор с соотношением площади большого и малого поршня 20:1. Измерение давления при этом осуществляется манганиновым манометром,
измерительная катушка которого находится в распределительной коробке мультипликатора.
Распределительная коробка, на которой прикреплена образцовая манганиновая катушка сопротивлением 100 Ом, термостатируется жидкостным термостатом. Сопротивление измерительной катушки определяется потенциометрическим методом, используя потенциометр Р=348.
Во избежание смешивания касторового масла - рабочей жидкости пресса МП2500 с керосином в мультипликаторе и автоклаве используется разделительная камера (рис. 2.1). Подробное описание мультипликатора можно найти в [78,81].