PředmětyPředměty(verze: 854)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Struktura skelného stavu - D107008
Anglický název: Structure of Glass
Zajišťuje: Ústav skla a keramiky (107)
Platnost: od 2014
Semestr: oba
Body: 0
E-Kredity: 0
Způsob provedení zkoušky:
Rozsah, examinace: 0/0 Jiné [hodiny/týden]
Počet míst: zimní:neurčen / neurčen (neurčen)
letní:neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Poznámka: předmět je určen pouze pro doktorandy
student může plnit i v dalších letech
předmět lze zapsat v ZS i LS
Garant: Gedeon Ondrej prof. RNDr. Ph.D., DSc.
Je záměnnost pro: AP107005, P107005
Anotace -
Poslední úprava: Gedeon Ondrej prof. RNDr. Ph.D., DSc. (04.04.2014)
Sklo je materiálem, jehož popis na atomární úrovni dosud není znám. Dokonce i samotná definice skla není obecně přijímána. Skelná struktura je definována a charakterizována pomocí různých geometrických a topologických kvantifikátorů. V kurzu se probírají modely pro oxidová, polymerní i chalkogenní skla, podrobněji se popisují nejčastěji využívána reálná skla. Dále předmět zahrnuje perkolační model struktury, experimentální a počítačové metody využívané při studiu skelné struktury a modely popisující skelnou transformaci.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Gedeon Ondrej prof. RNDr. Ph.D., DSc. (04.04.2014)

Studenti budou umět:

Popsat možné metody získání skla a skelný přechod.

Popsat strukturu skla na atomární úrovni pomocí různých geometrických a topologických kvantifikátorů.

Zvolit vhodnou metodu pro studium skelné struktury.

Literatura -
Poslední úprava: Gedeon Ondrej prof. RNDr. Ph.D., DSc. (04.04.2014)

Z: Zallen R.: The Physics of Amorphous Solids, John Wiley & Sons, 1983;

Z: Varshneya A. K.: Fundamentals of Inorganic Glasses, Academic Press, San Diego, 1994;

D: vybrané články a kapitoly z knih.

Sylabus -
Poslední úprava: Gedeon Ondrej prof. RNDr. Ph.D., DSc. (04.04.2014)

Definice nekrystalického a skelného stavu. Příprava skelného stavu: ochlazování, vypařování - kondenzace. Termodynamické a kinetické podmínky tvorby skelného stavu. Struktura, uspořádanost na krátkou, střední a dlouhou vzdálenost. Sklo versus kapalina. Skelný přechod, entropie, měrné teplo; kinetika skelného přechodu.

Charakteristiky topologie skelného stavu. Krátkodosahové uspořádání - chemická vazba, nejbližší sousedi, koordinační číslo. Uspořádání středního dosahu - radiální distribuční funkce, cykly, distribuce úhlů. Dalekodosahové uspořádání. Skelná síť a dimenze.

Chalkogenidová skla. Jedno a dvou dimenzionální látky. Stupně volnosti v chalgogenidových a oxidových sklech. Pravidlo 8-n a ideální sklo. Topologické defekty a změny valence.

Organická skla. Model náhodné spirály (random coil), náhodné chůze (random walk). Škálovací exponenty a fraktální dimenze.

Struktura kovových skel. Model RCP (random close packing), empiricky získaná RCP struktura.

Amorfní křemík a amorfní křemen - model CRN (continuous random network). Matematická a chemická vazba - kovalentní graf, experimentální RDF a modelové RDF. Modifikátory, model MRN (modified random network).

Struktura křemičitých skel, alkalickokřemičitanová skla, křemičitanová a hlinitokřemičitanová skla obsahující oxidy alkalických kovů a prvky alkalických zemin, olovnatokřemičitanová skla. Boritá skla, alkalickoboritá skla, alkalicko hlinitoboritá skla. Germaničitá skla; křemičitogermaničitá skla. Fosforečná skla.

Perkolační model. Perkolace typu bond a site. Cluster, distribuce clustrů, střední velikost clusteru, průměr clusteru. Perkolační cesta, perkolační pravděpodobnost. Perkolační práh, kritické exponent, škálování, fraktály. Spojitá perkolace a kritický objem.

Fázový přechod lokalizace - delokalizace. Free-volume model. Elektronové stavy ve skelném stavu, fázový přechod kov - izolant; Andersonův přechod.

Modelování struktury nekrystalických látek. Monte Carlo. Molekulová dynamika.

Experimentální metody pro určování struktury skla; rtg. a neutronová difrakce; nukleární magnetická rezonance; infračervená a Ramanova spektroskopie; Mössbauerova spektroskopie; elektronová paramagnetická spektroskopie; EXAFS, XANES.

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Gedeon Ondrej prof. RNDr. Ph.D., DSc. (04.04.2014)

Ústní zkouška.

Hodnocení studenta
Forma Váha
Ústní zkouška 100

 
VŠCHT Praha