Material amorf

Un material amorf este o substanță în care atomii nu respectă nicio ordine la distanțe medii și mari , ceea ce îl deosebește de compușii cristalizați . Condiția distanței este importantă deoarece la distanțe scurte structura celor mai mulți compuși este ordonată din cauza regulilor lui Gillespie. Cei Ochelarii , cei elastomerii și fluidele sunt compuși amorfi. În geoștiințe, termenul generic mineraloid este utilizat pentru a desemna clasa acestor materiale necristaline.

Unele materiale pot exista sub diferite forme amorfe, acesta este poliamorfismul .

• De Ochelarii reprezinta majoritatea solidelor amorfe. Acestea se obțin cel mai adesea prin răcirea unui lichid care nu a reușit să cristalizeze. În general, vâscozitatea unui lichid scade odată cu creșterea temperaturii, iar această relație este mai puternică cu cât indicele de vâscozitate este mai mic. În anumite condiții, temperatura unui lichid poate fi redusă fără ca cristalizarea să poată începe; mediul devine atât de vâscos încât constituenții (atomii, moleculele, ionii) lichidului nu mai au suficientă mobilitate pentru a atinge poziția minimă de energie pe care ar avea-o în solidul cristalizat; se blochează într-o stare dezordonată  ; lichidul a devenit liniștit și rigid; suntem în prezența unui solid amorf care poate fi considerat ca un lichid înghețat , de vâscozitate enormă  ; această formă particulară de materie se numește starea vitroasă  ; solidul este un pahar . Astăzi producem pahare minerale (sau anorganice), pahare organice (cum ar fi PMMA ) și pahare metalice .
• Un polimer organic sticlos este un solid alcătuit din lanțuri macromoleculare pliate , încurcate , dezordonate . Această structură amorfă este adesea comparată cu un „vas de spaghete  ” (vezi articolul:  Minge aleatorie ).
• Unele solide amorfe, cum ar fi silicagelul , nu au o structură lichidă înghețată; nu se află într-o stare sticloasă.
• De elastomeri (contracție elastică și polimer) sunt materiale amorfe cu proprietăți foarte specifice. Se obțin din polimeri liniari lichizi (foarte vâscoși ) la temperatura camerei. Pentru a preveni curgerea acestora, se creează o serie de legături de punte între lanțurile polimerice (cu o rată de punte relativ redusă), care le transformă în materiale caracterizate prin capacitatea lor de a suferi deformări mari reversibile ( elasticitate ridicată ).

Unele proprietăți fizice ale compușilor amorfi:

• în stare sticloasă, au o vâscozitate foarte mare  : la fel ca lichidele , pot curge, dar timpul necesar observării unui efect vizibil pentru sticlă este de ordinul mărimii a câteva miliarde de ani la temperatura camerei (0,1 secunde la 600 ° C, 5 zile la 500 ° C, 32 de ani la 400 ° C). Contrar legendei , prin urmare, nu putem explica prin nici un flux faptul că în unele biserici vechi vitraliile sunt mai groase la bază și mai subțiri la vârf. În caz contrar, sigiliile metalice (pe bază de plumb) care încadrează vitraliile ar fi dispărut deja înainte de a observa un flux al sticlei;
• posedă o ordine locală poate fi demonstrată prin experimente de difracție pe pulberi  : în timp ce un cristal dă naștere la vârfuri de difracție localizate spațial, produs compus amorf umflături mari. Prima umflătură corespunde corelațiilor dintre un atom dat și vecinii săi cei mai apropiați, a doua corespunde corelațiilor dintre acest atom și al doilea vecin mai apropiat etc. Lățimea teșituri crește odată cu ordinea vecinilor, ceea ce înseamnă că corelațiile devin slăbind: ordinea locală pentru un anumit atom nu depășește 5 - lea sau 6 th  vecini.

Fotovoltaic

Unele panouri fotovoltaice utilizează tehnologia siliconului amorf hidrogenat. Performanța acestor panouri este mai puțin bună decât cea a tehnologiilor policristaline sau monocristaline. Cu toate acestea, siliciul amorf face posibilă producerea de panouri de suprafață mare la un cost redus folosind puțină materie primă.

Note și referințe

Note

1. Valoarea acestei vâscozități este de obicei de ordinul a 10 12  Pa s (10 13  poise); prin comparație, vâscozitatea apei la temperatura și presiunea ambiantă este de numai 10 −3  Pa s .

Referințe

1. Jean P. Mercier, Gérald Zambelli, Wilfried Kurz, Traite des Matériaux, Vol . 1 - Introducere în știința materialelor , 3 rd ed . , Prese polytechniques et Universitaire romandes , 1999 ( ISBN  2-88074-402-4 ) , p. 206.
2. Jean P. Mercier, Gérald Zambelli, Wilfried Kurz, op. cit., p. 64 și p. 205 - 210.
3. Horst Scholze - Sticlă - Ediția a doua - Institut du verre - Paris (1980) p. 3 și p. 106-108.
4. Christian Oudet - Polimeri - Structură și proprietăți - Introducere - Masson (1993) p. 25, 45 și 90-91.
5. „  Aplicațiile difracției cu raze X  ” , pe univ-lemans.fr (accesat la 14 aprilie 2010 )

Vezi și tu

Articole similare

• Jurnalul  solidelor necristaline (în) ( „  Jurnalul solidelor necristaline  ” ), un jurnal specializat în materialul amorf