Amorfinen materiaali

Amorfinen materiaali on aine , jossa atomit eivät kunnioita mitään järjestystä keskipitkällä ja pitkällä etäisyydellä , mikä erottaa sen kiteisistä yhdisteistä . Etäisyys on tärkeä, koska lyhyillä etäisyyksillä useimpien yhdisteiden rakenne on järjestetty Gillespien sääntöjen vuoksi. Lasit , elastomeerit ja nesteet ovat amorfisia yhdisteitä. Geotieteissä yleistä termiä mineraloidi käytetään osoittamaan näiden ei-kiteisten materiaalien luokka.

Jotkut materiaalit voivat esiintyä erilaisissa amorfisissa muodoissa, tämä on polyamorfismi .

• Lasit ovat enemmistönä amorfista kiintoainetta. Ne saadaan useimmiten jäähdyttämällä nestettä, joka ei ole kyennyt kiteytymään. Yleensä nesteen viskositeetti pienenee lämpötilan noustessa, ja tämä suhde on sitä vahvempi, mitä alhaisempi viskositeetti-indeksi on. Tietyissä olosuhteissa nesteen lämpötilaa voidaan laskea ilman, että kiteytyminen voi alkaa; väliaineesta tulee niin viskoosi , että nesteen ainesosilla (atomeilla, molekyyleillä, ioneilla) ei ole enää tarpeeksi liikkuvuutta saavuttaakseen minimienergian aseman, joka niillä olisi kiteisessä kiinteässä aineessa; he saavat kiinni on sotkuinen tilassa  ; neste on muuttunut ja jäykäksi; olemme läsnä amorfista kiinteää ainetta, jota voidaan pitää jäätyneenä nesteenä , jolla on valtava viskositeetti  ; tätä ainemuotoa kutsutaan lasiaistilaksi  ; kiinteä aine on lasi . Nykyään valmistamme mineraalilasit (tai epäorgaaniset), orgaaniset lasit (kuten PMMA ) ja metallilasit .
• Lasimainen orgaaninen polymeeri on kiinteä koostuu taitettu , sotkeutua , sotkuinen makromolekyyliketjuissa . Tätä amorfista rakennetta verrataan usein “ spagettiruokaan  ” (katso artikkeli:  Satunnainen pallo ).
• Joillakin amorfisilla kiintoaineilla, kuten silikageelillä , ei ole jäätynyttä nestemäistä rakennetta; ne eivät ole lasimaisessa tilassa.
• Elastomeerit (elastinen kutistuminen ja polymeeri) ovat amorfisia materiaaleja, joilla on hyvin spesifisiä ominaisuuksia. Ne saadaan nestemäisistä lineaarisista polymeereistä (hyvin viskooseista ) huoneenlämpötilassa. Niiden virtauksen estämiseksi polymeeriketjujen välille syntyy useita silta-sidoksia (suhteellisen pienellä silloitusnopeudella), mikä muuttaa ne materiaaleiksi, joille on tunnusomaista niiden kyky kokea suuria palautuvia muodonmuutoksia (suuri elastisuus ).

Joitakin amorfisten yhdisteiden fysikaalisia ominaisuuksia:

• lasimaisessa tilassa niiden viskositeetti on erittäin korkea  : nesteiden tapaan ne voivat virrata, mutta lasin havaittavan vaikutuksen havaitsemiseen tarvittava aika on suuruusluokkaa useita miljardia vuotta huoneenlämpötilassa (0,1 sekuntia lämpötilassa 600 ° C). 5 päivää 500 ° C: ssa, 32 vuotta 400 ° C: ssa). Vastoin legenda , emme voi selittää millään virtauksella sitä tosiasiaa, että joissakin vanhoissa kirkoissa lasimaalaukset ovat paksumpia pohjassa ja ohuempia ylhäällä. Muuten lasimaalausten kehykset (lyijyyn perustuvat) metallitiivisteet olisivat jo kadonneet, ennen kuin havaitsimme lasin virtauksen;
• niillä on paikallinen järjestys voidaan osoittaa kokeiden diffraktio on jauheet  : kun kide synnyttää diffraktiopiikkejä spatiaalisesti lokalisoitu, tuotteen amorfinen yhdiste suuri kuoppia. Ensimmäinen kohouma vastaa korrelaatioita välillä tietyn atomin ja sen lähimpien naapureiden, toinen vastaa väliset korrelaatiot tämän atomin ja sen toinen lähimmät naapurit jne. Leveys kuoppia kasvaa järjestyksessä naapureita, joka tarkoittaa sitä, että korrelaatiot tulee heikommaksi ja heikommaksi: paikallinen, jotta tietty atomi ei ylitä 5 : nnen tai 6 th  naapureita.

Aurinkosähkö

Jotkut aurinkosähköpaneelit käyttävät hydrattua amorfista piitekniikkaa . Näiden paneelien suorituskyky on vähemmän hyvä kuin monikiteisten tai yksikiteisten tekniikoiden. Amorfinen pii antaa kuitenkin mahdollisuuden valmistaa suurikokoisia paneeleja alhaisin kustannuksin pienellä raaka-aineella.

Huomautuksia ja viitteitä

Huomautuksia

1. Tämän viskositeetin arvo on tyypillisesti luokkaa 10 12  Pa s (10 13  poisia); Vertailun vuoksi veden viskositeetti ympäristön lämpötilassa ja paineessa on vain 10 −3  Pa s .

Viitteet

1. Jean P. Mercier, Gérald Zambelli Wilfried Kurz, Traite des Matériaux, Vol. 1 - Johdatus materiaalitieteiden , 3 rd painos, puristimet polytechniques et universitaire romandes , 1999 ( ISBN  2-88074-402-4 ) , s. 206.
2. Jean P. Mercier, Gérald Zambelli, Wilfried Kurz, op. cit., s. 64 ja s. 205 - 210.
3. Horst Scholze - Lasi - Toinen painos - Institut du verre - Pariisi (1980) s. 3 ja s. 106 - 108.
4. Christian Oudet - Polymeerit - Rakenne ja ominaisuudet - Johdanto - Masson (1993) s. 25, 45 ja 90-91.
5. "  Röntgendiffraktiosovellukset  " , osoitteessa univ-lemans.fr ( katsottu 14. huhtikuuta 2010 )

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

• Journal of Non-Crystalline Solids  (in) ( "  ei-kiteinen kiinteä aine Journal  " ), päiväkirja , joka onerikoistunut amorfiseen materiaaliin