EL ESTADO VÍTREO Y LA TRANSICIÓN VÍTREA

 = G    1013 - 1014 poise * ¿ Qué es un sólido ? INTRODUCCIÓN * ¿ Qué es un sólido ?  Un material que no fluye, es decir, su viscosidad será:   1013 - 1014 poise Ecuación de Maxwell para el tiempo de relajación “transversal”:  = G 

Tipos de desorden: desorden topológico desorden de spin desorden vibracional desorden substitucional

CRISTAL AMORFO

Differential Scanning Calorimetry Differential Thermal Analysis

sólidos amorfos que presentan DEFINICIONES Cristal perfecto: sólido en el que los átomos (o grupos de átomos) presentan una periodicidad perfecta, u orden traslacional a largo alcance, hasta el infinito. Sólidos desordenados SÓLIDOS NO CRISTALINOS = AMORFOS: los que no poseen orden traslacional a largo alcance VIDRIOS: sólidos amorfos que presentan “transición vítrea”

Tabla representativa de diferentes sólidos amorfos, sus tipos de enlace químico y sus temperaturas de transición vítrea:

 Glow-discharge decomposition  Chemical vapor deposition MÉTODOS DE PREPARACIÓN Y APLICACIONES DE LOS VIDRIOS Y LOS SÓLIDOS AMORFOS  Melt quenching  Splat cooling  Melt spinning  Thermal evaporation  Sputtering  Glow-discharge decomposition  Chemical vapor deposition  Sol-gel processes  Electrolytic deposition  Reaction amorphization  Irradiation  Pressure-induced amorphization  Solid-state diffusional amorphization

~ 10-3 K/s ~ 102 K/s ~ 105 K/s ~ 1010 K/s ~ 107 K/s melt quenching splat cooling thermal evaporation ~ 10-3 K/s ~ 102 K/s ~ 105 K/s ~ 1010 K/s ~ 107 K/s melt spinning

Continuous Random Network (Zachariasen, 1932) ESTRUCTURA DE LOS SÓLIDOS NO CRISTALINOS cristales amorfos a) A ; b) A2B3 Continuous Random Network (Zachariasen, 1932)

Función de distribución radial J (r) = 4 r 2  (r)

Geometría básica de los experimentos de difracción  = h c / E I (k)  = h / (2·m·E)1/2 k = (4 /  ) sen 

J (r) = 4 r 2  (r)

EL ESTADO VÍTREO Y LA TRANSICIÓN VÍTREA: ASPECTOS TERMODINÁMICOS Y CINÉTICOS

* ¿Es la transición vítrea una verdadera transición de fase termodinámica?  Tg depende de la velocidad de enfriamiento  Tg depende de la historia térmica

Relaciones de Ehrenfest El cociente de Prigogine-Defay debería ser =1 si fuera una transición de fase con un único parámetro de orden.

THE KAUZMANN PARADOX EXCESO DE ENTROPÍA: TK

W. Kauzmann, Chem. Rev. 43, 219 (1948)

THE KAUZMANN PARADOX

STRONG AND FRAGILE GLASS-FORMING LIQUIDS

STRONG AND FRAGILE GLASS-FORMING LIQUIDS C. A. Angell, J. Non-Cryst. Solids 102, 205 (1988)

TEORÍAS DE LA TRANSICIÓN VÍTREA Teoría del volumen libre Teoría entrópica de Adam y Gibbs Teoría del “mode coupling” * paradigma del Paisaje de Energías

Evolution of the self-intermediate scattering function for a supercooled Lennard-Jones binary mixture (molecular dynamics simulation for 1000 atoms).

THE ENERGY LANDSCAPE