什么是玻璃?

作者: 付洋

来源: 中国科学院理论物理研究所

发布日期: 2023-07-27 08:01:45

本文详细探讨了玻璃的物理性质、制备方法及其在不同科学领域中的应用。玻璃作为一种非平衡材料,具有独特的长期稳定性和多样化的组分,适用于多种实际应用。文章还讨论了玻璃的基础物理研究进展,以及如何通过改变组分和制备过程来优化玻璃的性能。此外,玻璃的物理性质在软凝聚态物理、生物物理和计算机科学等多个领域中也有广泛应用。

玻璃是远离平衡态的材料,可以通过避免热力学转变为有序的晶体结构来制备。理论上讲,如果等待足够长时间,玻璃最终将会达到它真正的平衡态——晶体。这里,我们在图中展示了几个从古至今仍然保持玻璃态的例子:埃及的陶罐(最右边)大约有2500年的历史;2000万年前的琥珀玻璃可能包含了恐龙时代的生命痕迹(左下),就像好莱坞大片中流行...(此处省略部分内容)。

考虑到玻璃的非平衡特性,它们的长期稳定性可能令人惊讶。这种稳定性,以及它们组分的多样性,使得玻璃适合作为核废料的储存介质...(此处省略部分内容)。

环境因素对玻璃的稳定性也很重要。地质玻璃经常因接触水而结晶;氧化环境有可能改变玻璃的化学性质,并导致结晶...(此处省略部分内容)。

虽然人类已经有超过3000年制作玻璃的历史,但对于玻璃基础物理的理解仍在不断深入研究中。制作玻璃最简单的方法是将材料从液态迅速降温到不再发生晶相成核和生长的状态...(此处省略部分内容)。

玻璃和其他无定形固体可以由原子、简单有机分子、较大分子(例如聚合物)或胶体粒子的集合构成...(此处省略部分内容)。

对于许多材料,制备玻璃并不困难,每分钟几个开尔文的降温速率足以避免结晶。然而,对于晶体成核效率高的材料,例如简单金属或具有高对称性的分子,就很难制备出玻璃了...(此处省略部分内容)。

就分子组成而言,玻璃状材料似乎是液态在低温下的延续...(此处省略部分内容)。

作为宏观各向同性固体,玻璃是许多应用的最佳材料,例如光纤和窗户...(此处省略部分内容)。

从基础研究的角度来看,玻璃也是一种非常迷人的材料,因为它代表了物质的非平衡无序状态...(此处省略部分内容)。

如何更好地制备玻璃?我们通常希望制备更好的玻璃,这里的“更好”可以指更硬,更能抵抗冲击,耐高温或其他一些性质...(此处省略部分内容)。

物质的真实状态在实际过程中,通常是从液态出发,使用有限降温速率制备玻璃,这种玻璃相对于过冷液体处于热力学非平衡态...(此处省略部分内容)。

玻璃包含缺陷吗?缺陷是有序凝聚态物理学的核心...(此处省略部分内容)。

其他科学领域中的玻璃物理玻璃性和无序结构阻滞态的物理性质与许多具有不同长度和时间尺度的材料有关...(此处省略部分内容)。

UUID: cb23e19e-0ef8-49d0-a6e6-1f5f6f485d62

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/返朴公众号-pdf2txt/2023/返朴_2023-07-27「转」_什么是玻璃?.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0114 元