玻璃與非晶質材料

依Turnbull的標準,約化玻璃轉移溫度 Trg = Tg/Tl(Tg為玻璃轉移溫度,Tl為液相線溫度,皆為絕對溫度)越大,熔液冷卻時越容易成為玻璃。下列合金中,依此標準最容易成為玻璃的是何者?

  1. ATg = 625 K、Tl = 940 K 的合金
  2. BTg = 420 K、Tl = 820 K 的合金
  3. CTg = 700 K、Tl = 1300 K 的合金
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正確答案:A. Tg = 625 K、Tl = 940 K 的合金

計算Trg,Tg = 625 K、Tl = 940 K 的合金為 625/940 ≈ 0.665,Tg = 700 K、Tl = 1300 K 的合金約為0.538,Tg = 420 K、Tl = 820 K 的合金約為0.512。從Tl到Tg的溫度範圍越窄,越能在短時間內通過晶體可成核與成長的過冷液體溫度區,而且這段期間液體的黏度高,因此容易成為玻璃。Turnbull估計Trg達到約2/3以上時,結晶化會被強烈抑制。並不是選Tg最高或Tl最低的合金,重要的是兩者的比。這是經驗上的標準,也有例外。

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