Переходные состояния кристаллов

03 Апреля в 9:19 636 0


При нагревании твердое вещество может подвергаться ряду превращений, самым легко распознаваемым из которых является состояние расплава. Переход кристаллического вещества от твердого состояния к жидкому, сопровождающийся изменением объема материала, известен под названием переход к кристаллическому расплаву. Для того, чтобы обнаружить такое превращение твердого вещества, достаточно проконтролировать изменение его объема.

 

Простым способом, позволяющим наглядно представить это превращение, является построение графика зависимости изменения удельного объема материала (т.е. объема единицы массы материала) от температуры. Кривая на графике будет иметь вид, представленный на Рис. 1.4.2, и в точке плавления кристалла (т.е. при строго определенной температуре) дискретный скачок в ходе кривой, который до этого момента имел плавный характер, соответствующий постепенному изменению удельного объема.

 stomatologicheskoe materialovedenie_1.4.2.jpg

Рис. 1.4.2. График перехода от твердого состояния к жидкому, где Т - температура плавления

 

Удельный объем является обратной величиной плотности. Характер зависимости удельного объема от температуры показывает, что единственным эффектом плавления кристалла является увеличение его объема. Это неудивительно, если подумать, что такой эффект заключается в переходе от упорядоченной кристаллической структуры твердого тела к хаотичной жидкости; плотность упаковки атомов у жидкости будет значительно меньшей, чем у кристаллического твердого тела.

 

На Рис. 1.4.3 представлена кривая зависимости удельного объема кристаллического оксида кремния (Si02) от температуры. В данном примере наблюдается целый ряд превращений в структуре твердого тела, а также рассмотренный нами ранее переход от твердого к жидкости. При комнатной температуре оксид кремния, Si02 существует в виде кварца; при повышении температуры до 870°С кварц превращается в тридимит.

 stomatologicheskoe materialovedenie_1.4.3.jpg

Рис. 1.4.3. Кристаллические ( аллотропические) превращения в твердой структуре оксида кремния (Si02)

Дальнейшая трансформация кварца происходит уже при температуре 147ГС — тридимит превращается в кристобалит. И, наконец, при температуре 1713°С кристобалит начинает плавиться. Таким образом, по изменению удельного объема мы можем определить не только точку перехода кристаллического Si02 из твердого состояния в жидкое, но и из твердого — в твердое.

Основы стоматологического материаловедения
Ричард ван Нурт

Похожие статьи
показать еще
 
Стоматология и ЧЛХ