Немилов С.В. Оптическое материаловедение: Термодинамические и релаксационные свойства стеклообразующих расплавов и стекол

Учебное пособие. — СПб НИУ ИТМО, 2014 г. - 120 с.Строго, но в доступной форме изложны современные теоретические представления о явлении стеклования, о термодинамике стеклообразных веществ и о природе релаксационных процессов. Дан анализ совокупности релаксационных явлений в стеклах и стеклообразующих жидкостях, составляющих специфику стеклообразного состояния. Показана их взаимная связь на основании релаксационных уравнений Максвелла, предложенных им для описания свойств жидкостей и диэлектриков. Рассмотрены молеулярные механизмы ионной электропроводности, вязкого течения, структурной и механической релаксации. Показаны самые важные соотношения между этими свойствами и структурой вещества. На примерах показано использование теории в современной экспериментальной практике, связанной с созданием новых материалов для оптики, оптоэлектроники и др. приложений на основе стекла.
Учебное пособие предназначено для аспирантов и студентов, обучающихся по магистерскому направлению 200700 «Фотоника и оптоинформатика» при изучении дисциплин «Оптическое материаловедение».
Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области приборостроения и оптотехники для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки магистратуры 12.04.03 (200700) «Фотоника и оптоинформатика» (Решение № 605 от 09 апреля 2014 г.).Содержание
Основные положения и соотношения термодинамики
Предмет термодинамики
Термодинамическая система, виды систем
Параметры состояния, параметры процессов
Функции и функционалы состояния
Виды процессов
Внутренняя энергия, теплота и работа
Максимальная работа при различных процессах
Законы (начала) термодинамики и термодинамические функции
Производные термодинамических потенциалов и фазовые переходы
Кинетическая теория стеклования
Основы кинетической теории стеклования
Термодинамика стеклообразного состояния
Термодинамические переменные, используемые при математическом описании стеклования
Математическое описание избыточной свободной энергии лабильной системы
Сдвиговая вязкость в жидкостях и стеклах
общие представления о структурной и сдвиговой видах релаксации
Релаксационное уравнение максвелла
Моделирование механизма вязкого течения стекол
Расчёт свободной энергии активации из экспериментальных данных
Связь активационных параметров вязкого течения со структурой
Система релаксационных процессов в жидкостях и стеклах; их взаимная связь
внутреннее трение. основные виды релаксационных процессов в стеклах
Расчёт температур максимума альфа-релаксации на основании уравнения Максвелла. Эмпирические соотношения между потенциальными барьерами ионной, бета- и альфа- релаксации
Ионная проводимость и ионная релаксация
Релаксационные процессы в стеклах при низких температурах; роль немостиковых атомов
Взаимная связь ионной проводимости оксидных стекол и вязкости в широком интервале температур
Проявление термодинамической специфики стеклообразного состояния на кинетических процессах
Общая особенность релаксационных процессов в стеклах
Релаксационные явления при переходе через температуру стеклования