結構弛豫

結構弛豫:快速凝固後的金屬玻璃由於能量高 內應力大,所以在低於玻璃轉化溫度和晶化溫度的較低溫度下退火時,合金內部相對位置會發生較小的變化從而增加密度,減小應力,降低能量,使金屬玻璃的結構逐步接近於有序度較高的亞穩理想玻璃結構,這種結構的變化稱結構弛豫.

結構弛豫

正文

玻璃態結構在適當溫度下的漸變過程。在高於軟化溫度(Tg)時,結構的變化幾乎是瞬時的,以致玻璃總是保持著平衡狀態。在低於轉化溫度(Tg)時，結構變化又非常緩慢，以致玻璃總是處於非平衡狀態。只是在Tg和Ts這段轉變溫度範圍內，隨著時間的增加非平衡狀態逐步趨向於平衡態。這種結構狀態變化與時間的關係是玻璃內部某些原子或分子局部重排的結果，稱為結構弛豫。它是存在於玻璃態物質（包括有機、無機氧化物和非氧化物、金屬玻璃）中的一個普遍現象，發生在玻璃的形成過程、熱處理過程以及使用和保存過程之中。
由於結構弛豫，玻璃的物理化學性質在很大程度上依賴於其熱歷史。在玻璃快速冷到室溫後，它經常保持著玻璃在 Tg～Ts這段轉變溫度範圍內某一溫度的性質。A.Q.圖爾在20世紀40年代，首先把這一溫度稱做假想溫度Tf。並由假想溫度引入與它相對應的物理－化學態來描述玻璃的結構。
圖爾認為玻璃假想溫度的變化速率正比於它對實際溫度的偏離，反比於玻璃的粘度，而玻璃的粘度是實際溫度和假想溫度的函式，並提出一個與結構弛豫有關的方程：

式中t為時間,T為實際溫度，k、g、h均勻常數。這就是圖爾模型。它可以定性地解釋熱歷史對許多玻璃性質的影響。
實際玻璃結構的弛豫過程是比較複雜的。套用一個單一的參量（假想溫度Tf）還不能完全確定非平衡態玻璃的結構。實際玻璃的結構弛豫過程常呈現出較複雜的非指數式弛豫行為。70年代初，有人套用應力弛豫的數學處理來分析結構弛豫，提出了“多參量結構模型”。這個模型可以定量地描述不同歷史玻璃性質的時間依從性。
參考書目
　A.Q.Tool，Jour.Am.CeRam.Soc.,Vol.29,No.9,p.240,1946.

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