Hỏi: Chất rắn không kết tinh là gì?
Trả lời: Chất rắn không kết tinh là chất rắn vô định hình. Không giống như chất rắn kết tinh, chúng không có hình dạng hình học xác định. Các nguyên tử trong chất rắn xếp chặt chẽ hơn trong chất lỏng và chất khí. Tuy nhiên, trong chất rắn không kết tinh, các hạt có một chút tự do chuyển động vì chúng không được sắp xếp cứng nhắc như trong các chất rắn khác. Những chất rắn này hình thành sau khi chất lỏng nguội đột ngột. Các ví dụ phổ biến nhất là nhựa và thủy tinh.
Hỏi: Vật liệu không kết tinh là gì?
Trả lời: Trong vật lý vật chất ngưng tụ và khoa học vật liệu, chất rắn vô định hình (hoặc chất rắn không kết tinh) là chất rắn thiếu trật tự tầm xa đặc trưng của tinh thể. Thuật ngữ "thủy tinh" và "chất rắn thủy tinh" đôi khi được sử dụng đồng nghĩa với chất rắn vô định hình; tuy nhiên, các thuật ngữ này đề cập cụ thể đến các vật liệu vô định hình trải qua quá trình chuyển đổi thủy tinh. Ví dụ về chất rắn vô định hình bao gồm thủy tinh, thủy tinh kim loại và một số loại nhựa và polyme nhất định. Vật liệu vô định hình có cấu trúc bên trong bao gồm các khối cấu trúc liên kết với nhau có thể giống với các đơn vị cấu trúc cơ bản được tìm thấy trong pha tinh thể tương ứng của cùng một hợp chất. Tuy nhiên, không giống như các vật liệu kết tinh, không tồn tại trật tự tầm xa. Do đó, vật liệu vô định hình không thể được xác định bằng một ô đơn vị hữu hạn. Các phương pháp thống kê, chẳng hạn như hàm mật độ nguyên tử và hàm phân bố hướng tâm, hữu ích hơn trong việc mô tả cấu trúc của chất rắn vô định hình.
H: Chất vô định hình có đặc điểm gì?
Trả lời: Chất rắn vô định hình có hai tính chất đặc trưng. Khi bị tách hoặc gãy, chúng tạo ra các mảnh có bề mặt không đều, thường cong; và chúng có các mẫu không rõ ràng khi tiếp xúc với tia X vì các thành phần của chúng không được sắp xếp theo một mảng đều đặn. Chất rắn vô định hình, trong suốt được gọi là thủy tinh.
Hỏi: Làm thế nào để bạn mô tả các vật liệu vô định hình?
Trả lời: Phân tích nhiễu xạ tổng là một trong những phương pháp mô tả đặc tính chính để xác định cấu trúc cục bộ bên trong các vật liệu không kết tinh (chất rắn vô định hình). Nó sử dụng tín hiệu nhiễu xạ hoàn chỉnh từ một mẫu và xử lý từng điểm dữ liệu như một quan sát riêng lẻ.
H: Tính chất của chất vô định hình là gì?
A: Vật liệu vô định hình là một loại vật liệu không cân bằng; đặc điểm sắp xếp nguyên tử của nó giống chất lỏng hơn và không có tính tuần hoàn tầm xa. Khả năng tạo thủy tinh của hợp kim có liên quan chặt chẽ đến thành phần của nó và khá khác nhau ở các hợp kim khác nhau.
H: Tính chất của khoáng vô định hình là gì?
Trả lời: Chất rắn vô định hình có hai tính chất xác định. Chúng tạo ra các hạt có bề mặt kỳ lạ, thường bị xoắn khi bị tách hoặc gãy; và chúng có các mẫu được mô tả kém khi tiếp xúc với tia X, vì các thành phần của chúng không được sắp xếp theo một trình tự điển hình. Một chất trong suốt, vô định hình được gọi là rượu.
Hỏi: Đặc điểm chung của sợi vô định hình là gì?
Trả lời: Sợi thép siêu nhỏ vô định hình (AMS) được tạo ra bằng cách làm nguội gang lỏng rất linh hoạt, nhẹ và bền với sự ăn mòn, do đó tương thích với các trạng thái trộn có độ chảy cao và phân tán cũng như tính năng dẻo cao sau nứt để áp dụng trong vật liệu composite xi măng cốt sợi.
Hỏi: Đặc tính của polyme vô định hình là gì?
Trả lời: Các polyme vô định hình ở trạng thái thủy tinh dưới nhiệt độ chuyển thủy tinh Tg và ở trạng thái cao su ở trên nhiệt độ này. Dưới Tg, các tương tác phân tử tầm ngắn giữa các nguyên tử không liên kết rất mạnh và tải trọng cục bộ được truyền từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.
Hỏi: Vật liệu vô định hình có mạnh hơn không?
Trả lời: Nhưng mặt khác, các vật liệu vô định hình, đặc biệt là kính MQ, giòn hơn, yếu hơn (về độ bền cơ học) và mềm hơn so với các vật liệu tương tự của chúng—vật liệu tinh thể.
H: Thế nào là dạng vô định hình của vật chất?
Trả lời: Các dạng vô định hình, theo định nghĩa, là các vật liệu không kết tinh, không có trật tự tầm xa. Cấu trúc của chúng có thể được coi là tương tự như cấu trúc của chất lỏng đông lạnh với sự dao động nhiệt hiện diện trong chất lỏng bị đóng băng, chỉ để lại sự rối loạn cấu trúc "tĩnh".
Hỏi: Vật liệu vô định hình có dẻo không?
Trả lời: Tính chất dẻo của kim loại vô định hình, khả năng duy trì dòng chảy cục bộ ở ứng suất danh nghĩa cao, là do cơ chế làm giảm bớt các điều kiện ứng suất nghiêm trọng phổ biến gần các vết nứt phân cắt tiềm ẩn.
Hỏi: Những tính chất vật lý nào thường khác nhau giữa vật liệu kết tinh và vô định hình?
Trả lời: Tinh thể có điểm nóng chảy xác định và các thành phần của chúng được sắp xếp một cách có trật tự. Vật liệu vô định hình không có điểm nóng chảy xác định. Kết quả là chúng không ổn định. Điều này có nghĩa là chúng có thể dễ dàng bị hỏng và thường không thể tái sử dụng cho các quy trình công nghiệp.
Hỏi: Ví dụ về vật liệu vô định hình là gì?
A: Vật liệu vô định hình: Vật liệu vô định hình (AM) có cấu trúc không kết tinh khác với cấu trúc của chất lỏng đẳng hóa và không trải qua quá trình giãn cấu trúc và chuyển hóa thủy tinh khi đun nóng. Ví dụ như: Thủy tinh, Gel, nhựa, các loại polyme khác nhau, sáp, màng mỏng.
Hỏi: Vật liệu vô định hình có giòn không?
Trả lời: Việc không có ranh giới hạt, các điểm yếu của vật liệu kết tinh, dẫn đến khả năng chống mài mòn và ăn mòn tốt hơn. Kim loại vô định hình, về mặt kỹ thuật là thủy tinh, cũng cứng hơn và ít giòn hơn nhiều so với thủy tinh oxit và gốm sứ.
Hỏi: Vật liệu vô định hình có dẫn điện được không?
Đáp: Tuy nhiên, vẫn có những trường hợp ngoại lệ, chẳng hạn như một số loại silicon vô định hình có thể dẫn điện trong những điều kiện nhất định. Có, các biến thể kim loại làm được. Kim loại vô định hình, còn gọi là thủy tinh kim loại, là chất dẫn điện tốt và một số thậm chí còn là chất siêu dẫn ở nhiệt độ thấp.
Hỏi: Vật liệu vô định hình có khuyết tật không?
Trả lời: Ngược lại với các cấu trúc tinh thể nơi có thể phân loại nhiều loại khuyết tật khác nhau, khuyết tật phối hợp là loại khuyết tật chính duy nhất tồn tại trong các cấu trúc vô định hình. Khiếm khuyết phối hợp được định nghĩa là nguyên tử có sự phối hợp khác so với các nguyên tử cùng loại trong cấu trúc.
Hỏi: Tại sao vật liệu vô định hình lại giòn?
Trả lời: Chất rắn vô định hình biểu hiện quá trình chuyển đổi dẻo sang giòn khi độ ổn định động học của thủy tinh tĩnh tăng lên, dẫn đến hư hỏng vật liệu được kiểm soát bởi sự xuất hiện đột ngột của dải cắt vĩ mô trong các giao thức quasistatic.
Q: Vô định hình ảnh hưởng đến tính chất như thế nào?
Trả lời: Dưới đây là một số đặc tính chung của polyme vô định hình: Chúng có khả năng chịu nhiệt tương đối thấp. Bởi vì chúng có cấu trúc phân tử được sắp xếp ngẫu nhiên, không có điểm nóng chảy rõ rệt nên chúng mềm dần khi nhiệt độ tăng. Chúng không dễ bị co ngót khi nguội.
Hỏi: Hiện nay có những chất vô định hình nào?
Trả lời: Vật liệu vô định hình là những vật liệu không có cấu trúc tinh thể có thể phát hiện được. Vật liệu màng vô định hình có thể được hình thành bằng cách: Sự lắng đọng của vật liệu "thủy tinh" tự nhiên như chế phẩm thủy tinh. Sự lắng đọng ở nhiệt độ thấp nơi các nguyên tử không có đủ độ linh động để tạo thành cấu trúc tinh thể (làm nguội).
Hỏi: Sự khác biệt giữa vật liệu kết tinh và không kết tinh là gì?
Trả lời: Chất rắn kết tinh được sắp xếp theo kiểu đều đặn, còn chất rắn vô định hình không có sự sắp xếp đều đặn. Do sự sắp xếp này, chất rắn kết tinh có xu hướng có trật tự tầm ngắn và trật tự tầm xa, trong khi chất rắn vô định hình chỉ có trật tự tầm ngắn hơn.