Научные основы материаловедения стекол. Учебное пособие

Материаловедение стёкол - веществ, находящихся в стеклообразном состоянии, - имеет как теоретический, так и практический аспекты. В настоящее время отсутствует учебная литература, которая связывала бы эти аспекты на единой основе, автор предполагает восполнить этот пробел. Изложены классические теории стеклования жидкостей и основы неравновесной термодинамики стёкол. На основании обобщения большого массива экспериментальных данных показано, как именно разнообразие релаксационных процессов в стеклообразующих жидкостях, формирующих свойства стекол, связано с конкретной атомно-молекулярной структурой, определяемой химическим составом. С привлечением релаксационных уравнений Максвелла получены новые соотношения, связывающие свойства, важные как для теории, так и для практики (температуры стеклования, вязкость, времена релаксации, электропроводность, модули упругости, механические потери, и др.). Это открыло возможность точных расчётов, чего до сих пор в области материаловедения стёкол не существовало. Совокупность температурно-временных изменений в стёклах (от их "векового старения" до кристаллизационной способности) изложена в единой системе представлений. Дан анализ основных классов стёкол, применяемых сегодня в разных областях науки и техники (оксидных: силикатных, боратных, боросиликатных, германатных; содержащих фториды; фосфатных; халькогенидных; органических молекулярных и полимерных; металлических), с точки зрения особенностей их структуры и своеобразия свойств, важных для практики. Кратко охарактеризованы принципы производства стёкол различного назначения и отмечены перспективные направления практических разработок для каждой группы этих веществ. Математическая, физическая и химическая стороны изложения даны в предельно доступной форме. Книга предназначена для студентов, обучающихся по направлениям подготовки и специальностям, входящим в УГС: "Химия", "Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии", "Химические технологии", "Физико-технические науки и технологии", "Технологии материалов". Пособие также представляет интерес для аспирантов и научных работников как химического, физического, так и химико-технологического профилей, обучение или работа которых связаны с этой областью материаловедения.