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2017年12月16日 星期六

丁酉(鸡)年十月廿九

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非晶态固体结构特征 - 正文 [回目录]

  X射线衍射实验表明,非晶态固体(或称为无定形体、玻璃体)具有短程秩序,但完全不具有长程秩序。由附图看出:就每个原子周围零点几纳米内的情况而言,晶态与非晶态固体十分相似,即每个原子的最近邻原子的数目一定,化学键的键长相等,键角基本上一样。至于每个原子与相距在几纳米以外的原子的关系,则在晶体中与在非晶态固体中有本质的不同。晶体具有长程序,由其中一原子出发,只有在特定方向上和特定距离处才能找到其他原子。而在非晶态固体中,由一个原子出发,在任何方向、任何距离处找到其他原子的几率完全相同。气体则既无短程序,也无长程序。
  与晶体相比,非晶态固体结构的另一特点是:它的结构参数呈现着某种统计分布,而不像晶体中那样具有确定的数值。例如,在晶态中对于所有的原子,其键长、键角及配位数都是个确定的值,由原子和化学键所构成的封闭环中也具有确定数目(如为 6)的原子。而在非晶态中,键角的数值和类似的环中原子数目都明显地呈现着某种统计分布(见图)。

非晶态固体结构特征

  从热力学上讲,晶体结构处于平衡状态,而非晶态固体的结构则处于非平衡状态。后者有向平衡状态转变的趋势,但通常由于动力学原因,此种转变需时甚久,甚至于实际上难以实现。
  目前已对三类非晶态固体物质提出了较好的结构模型:①连续无规网模型,适用于通过共价键形成的玻璃体,如硅、二氧化硅、二氧化锗、二硫化锗、碲化硅等;②无规密堆积模型,适用于非晶态的金属和合金;③无规线圈模型,适用于柔顺性好的高聚物无定形固体。
  参考书目
 R.Zallen,The Physics of Amorphous Solids,John Wiley & Sons, New York, 1983.

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更新时间 : 2009-03-21

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