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玻璃性能優(yōu)異,可應用于多種場(chǎng)合。在室內裝飾方面可以用彩繪玻璃與熱熔玻璃,風(fēng)格多變;在需要保護人身安全的場(chǎng)合適合用鋼化玻璃、夾膠玻璃等安全玻璃;需要調節亮度、保護隱私時(shí)不妨用磨砂玻璃與調光玻璃,便捷耐用。想了解玻璃是否是晶體,請看下文。
玻璃既不是晶態(tài),也不是非晶態(tài),也不是多晶態(tài),也不是混合態(tài)。理論名稱(chēng)叫玻璃態(tài)。玻璃態(tài)在常溫下的特點(diǎn)是:短程有序,即在數個(gè)或數十個(gè)原子范圍內,原子有序排列,呈現晶體特征;長(cháng)程無(wú)序,即再增加原子數量后,便成為一種無(wú)序的排列狀態(tài),其混亂程度類(lèi)似于液體。在宏觀(guān)上,玻璃又是一種固態(tài)的物質(zhì)。
玻璃就是這樣一種物質(zhì)。造成玻璃這種結構的原因是:玻璃的粘度隨溫度的變化速度太快,而結晶速度又太慢。當溫度下降,結晶剛剛開(kāi)始的時(shí)候,粘度就已經(jīng)變得非常大,原子的移動(dòng)被限制住,造成了這種結果。所以,玻璃態(tài)類(lèi)似于固態(tài)的液體,物質(zhì)中的原子永遠都是處于結晶的過(guò)程中。
因此,玻璃中的原子位置看似固定,但是原子間依然有作用力促使它具備重新排列的趨勢。并不是一個(gè)穩定的狀態(tài),這和石蠟中的原子狀態(tài)不同。所以,同樣不是晶體,常溫下,石蠟完全是固體,而玻璃卻可以被看作是粘度較大的液體。
①晶體和非晶體的區別:
a.單晶體都具有有規則的幾何形狀,例如,食鹽晶體是立方體、冰雪晶體為六角形等,而非晶體沒(méi)有一定的外形.
單晶體之所以有規則的外形,是由于組成晶體的物質(zhì)微粒依照一定的規律在空間排成整齊的行列,構成所謂的空間點(diǎn)陣.例如,實(shí)驗觀(guān)察到的食鹽晶體是由鈉離子和氯離子等距離交錯排列構成的.
b.單晶體具有各向異性的特性.例如,云母的結晶薄片,在外力的作用下,很容易沿平行于薄片的平面裂開(kāi).但要使薄片斷裂,則困難得多.這說(shuō)明晶體在各個(gè)方向上的力學(xué)性質(zhì)不同,而非晶體玻璃在破碎時(shí),其碎片的形狀是完全任意的.又如,在云母片上,涂上一層薄薄的石蠟,然后用熾熱的鋼針去接觸云母片的反面,則石蠟沿著(zhù)以接觸點(diǎn)為中心,向四周熔化成橢圓形,這表明云母晶體在各方向上的導熱性不同;如果用玻璃板代替云母片重做上面實(shí)驗,發(fā)現熔化了的石蠟在玻璃板上總成圓形,這說(shuō)明非晶體的玻璃在各個(gè)方向上的導熱性相同.
c.晶體必須達到熔點(diǎn)時(shí)才能熔解.不同的晶體,具有各不相同的熔點(diǎn).且在熔解過(guò)程中溫度保持不變.而非晶體在熔解過(guò)程中,沒(méi)有明確的熔點(diǎn),隨著(zhù)溫度升高,物質(zhì)首先變軟,然后逐漸由稠變稀.
②晶體和非晶體可以相互轉化.許多物質(zhì)既可以以晶體形式存在,又可以以非晶體形式存在.如把水晶的結晶溶化,再使它冷卻,可得非晶體的石英玻璃.而非晶體的玻璃,經(jīng)過(guò)相當長(cháng)的時(shí)間后,在它里面生成了微小的晶體,形成透明性減弱的模糊斑點(diǎn).這說(shuō)明晶體轉化為非晶體需要一定的條件,而非晶體經(jīng)過(guò)一定時(shí)間會(huì )自動(dòng)變成晶體.這是因為非晶體是不穩定的,所謂非晶體物質(zhì)并不是什么永不結晶的物質(zhì),而是在非晶體凝固過(guò)程中,分子還沒(méi)有來(lái)得及達到能量更低處,已過(guò)早地被一定大小的內摩擦粘住,凝成固體.分子將繼續向能量更小的方向運動(dòng),有逐漸變成晶體的趨勢
相關(guān)概念
晶體(crystal)即是物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)(分子、原子、離子)在三維空間作有規律的周期性重復排列所形成的物質(zhì)。從宏觀(guān)上看,晶體都有自己獨特的、呈對稱(chēng)性的形狀,如食鹽呈立方體;冰呈六角棱柱體;明礬呈八面體等。晶體在不同的方向上有不同的物理性質(zhì),如機械強度、導熱性、熱膨脹、導電性等,稱(chēng)為各向異性。晶體有固定的熔化溫度—熔點(diǎn)(或凝固點(diǎn))。晶體的分布非常廣泛,自然界的固體物質(zhì)中,絕大多數是晶體。氣體、液體和非晶物質(zhì)在一定的合適條件下也可以轉變成晶體。
非晶體是指組成物質(zhì)的分子(或原子、離子)不呈空間有規則周期性排列的固體。它沒(méi)有一定規則的外形,如玻璃、松香、石蠟等。它的物理性質(zhì)在各個(gè)方向上是相同的,叫“各向同性”。它沒(méi)有固定的熔點(diǎn)。所以有人把非晶體叫做“過(guò)冷液體”或“流動(dòng)性很小的液體”。晶體有自范性,非晶體無(wú)自范性,它是一個(gè)正在發(fā)展中的新的研究領(lǐng)域,并得到迅速的發(fā)展。
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