Кварцевое стекло. Его свойства, производство и применение - Глаголев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
Мы уже отмечали выше, что для целого ряда тел представляет большие трудности открыть признаки их кристаллического строения. Даже такие типично кристаллические тела, как металлы, во многих случаях при поверхностном рассмотрении не обнаруживают следов анизотропной структуры. Лишь при более глубоком исследовании мы ¦начинаем замечать наличие мелких, подчас невидимых невооруженным глазом, кристалликов. Многие вещества, как например волокна органического происхождения, каучук, желатина, гель кремневой кислоты, ¦клетчатка и вообще почти все коллоиды (включая коллоидное состояние металлов), в течение долгого промежутка времени считались типичными представителями аморфного состояния вещества. Понятие ;«коллоид» являлось в то же самое время синонимом аморфного тела.
Положение вещей резко изменилось, когда исследователи получили в свои руки столь мощный метод исследования внутренней структуры тел, как рентгенографический акализ. Рентгеновский аппарат в соединении с фотографической пластинкой позволяет улавливать в исследуемом веществе малейшие следы внутренней симметричной, структуры. Рентгенограмма, т. е. фотографическое изображение пучка рентгеновских лучей, прошедших через исследуемый образец, дает возможность не только констатировать наличие кристаллических образований, но и вычислить их геометрические параметры.
I
Si
Ч
a b с -
Рис. 5. Рентгенограммы аморфного тела и некоторых органических жидкостей.
|оворящие, казалось, за то, что жидкость нельзя рассматривать как
'ело вполне изотропное, аморфное.
Сравнение рентгенограмм одного и того же вещества в твердом и кидком состоянии (Eastman3 —1924, Herzog u. Janke4 — 1927) выявило 'овые интересные подробности. Оказалось, что размытые круги, полу-енные для жидкости, соответствуют наиболее интенсивным кругам вердого тела. Таким образом создается впечатление, что кристалл ри плавлении хотя и теряет основные внешние особенности, но в то <е самое время не утрачивает полностью внутренней кристаллической^, труктуры. Все происходит так, как если бы жидкость содержала вку-мри себя кристаллические элементы — «кристаллические обломки», ¦ис. 5 дает ясное представление о характере рентгенограмм жидкого гла. Здесь а—рентгенограмма аморфного вещества, Ь и с — рентгено-
Каммы соответственно жидких циклооктанона и /3-метилциклопен-вдка'нона.
' По^мере того как рентгеновский луч отнимал свойства аморфного 1у все новых и новых веществ, возникала и крепла весьма радикаль-щ№ 'Теория, ставящая вообще под сомнение, существование истинно Щ^о^фного состояния материн помимо газов. «Если некоторые весьма рг*Чгочисленные тела и не обнаруживают- пока на рентгенограмме ристаллической структ^ы^^А4ШШШ1-<шшанники этого взгляда,—
Кварцеоое стекло. | 17
Посложк>птсявг[^с'"п"ро'ведотп1е изучения различных тел методами рентгенографического анализа в значительной степени расширило круг веществ, к которым в той или'иной степени примеоимо понятие упорядоченной структуры. Указанные! выше вещества (каучук, шелк, крем-негель, яичный альбумин и др.) одно за другим теряют право называться (чисто аморфными, обнаруживая на фотографическом снимке линии, указывающие на наличие правильной ориентации в расположении молекул.
Результаты исследования внутренней структуры коллоидов с помощью рентгеновских лучей как бы дополнили проделанную в значительной своей части еще раньше работу по изучению рентгенограмм жидко-' ст/и. Поскольку жидкое состояние считалось типичным представителем аморфного состояния вещества, были все основания ожидать, что »ти рентгенограммы будут лишены линий, характеризующих упорядо-екное внутреннее строение. Однако действительность опровергла эти Гчидания, и на фотографической пластинке, поставленной на пути ;8 чей, прошедших сквозь тонкий слой жидкости, можно было заме-1 ть ясно выражениые, хотя и размытые интерференционные круги,
Л6
то это еще отнюдь не значит, что такая структура не будет обнаружена Щ| в результате уточнения методов исследования». В подтверждение этой щ: мысли приводились известные факты, когда вещество с явно кристаллическим строением (гемоглобин) не дает по чисто техническим причи- ф нам на снимке резких линий, характеризующих наличие кристаллов, или когда эти линии делаются расплывчатыми благодаря малому размеру кристалликов, образующих тело.
Оправданность подобного категорического утверждения целиком и полностью зависит от того, какой смысл придается понятиям «кристаллический» и «аморфный» и на основе каких признаков производится классификация состояний вещества. Совершенно бесспорно, что силы, действующие между молекулами твердого тела, жидкости и даже газа, стремятся ввести известный пространственный порядок в хаос, являющийся результатом теплового движения. Раньше предполагалось, что лишь в так называемых твердых, кристаллических телах действие этих сил настолько превалирует над тепловым движением, что для молекул создается возможность соединиться в правильно построенные группы. Изучение коллоидов и жидкостей методами рентгенографического анализа показало с достаточной убедительностью, что и' для этой категории тел возможно упорядоченное расположение молекул, причем мы встречаемся здесь с целой гаммой переходных форм, начиная от устойчивых образований кристаллического характера и кончая временными группировками, находящимися в процессе беспрерывного разрушения и восстановления. Этим самым круг тел с более или менее ярко выраженной внутренней анизотропной структурой значительно расширяется, что дает известные основания отрицать существование истинно аморфных веществ. Однако подобный взгляд, несмотря на его кажущуюся строгость и последовательность, вряд ли целесообразен при классификации тел, так как благодаря ему в целом ряде случаеЕ, из-за мелких внутренних неоднородностей, не имеющих никакого значения для явлений макроскопического масштаба, должны быть принесены в жертву различия энергетического характера, служившие до сих пор основой для классификации состояний вещества. Таким образом вряд ли имеет большой смысл объединять в одну группу тела (-явно зыраженной кристаллической структурой, дающие на снимко резкие линии, с теми коллоидами и жидкостями, рентгенограммы кото ; Грых показывают наличие размытых кругов.^Имеющаяся между этим) ;
