粘性液体

凝縮物質物理学および物理化学では、粘性液体、過冷却液体、ガラス形成液体という用語は、粘性が非常に高く(非晶質材料の粘度を参照)、過冷却可能または過冷却されており、ガラスを形成できる液体を指すために、同じ意味でよく使用されます。

ガラス形成液体の機械的性質は主に粘度に依存する。したがって、粘度に基づいて以下の作業点が定義される。工業用ソーダ石灰ガラスの場合、温度は次の通りである。 ^[1]

化学者オースティン・エンジェルによる広く普及した分類では、ガラス形成液体の粘度がほぼアルレニウスの法則（log η が 1/ Tに対して線形 ）に従う場合、その液体は強い液体と呼ばれます。明らかにアルレニウスの法則に従わない反対の挙動を示す場合、その液体は脆い液体と呼ばれます。この分類は、脆さを意味する「脆さ」という単語の一般的な使用法とは直接関係がありません。非晶質材料の粘性流は、アルレニウス型の挙動からの偏差によって特徴付けられます。つまり、粘度の活性化エネルギーQは、低温（ガラス状態）での高い値 Q _Hから、高温（液体状態）での低い値 Q _{Lに変化します。非晶質材料は、その粘度のアルレニウス型の挙動からの偏差に応じて、強い液体（Q H} -Q _L <Q L _）または脆い液体（Q _H -Q _L ≥Q _L）_に分類されます。強い溶融体とは (R _D -1) < 1の溶融体であり、脆い溶融体とは (R _D -1) ≥ 1 の溶融体である。脆さは、熱変動によって引き起こされる物質の結合破壊プロセスに関連している。結合破壊は非晶質物質の特性を変化させ、コンフィギュロンと呼ばれる破壊された結合の濃度が高いほど粘度が低くなる。コンフィギュロン形成エンタルピーが運動エンタルピーよりも高い物質は Doremus 脆さ比が高く、逆にコンフィギュロン形成エンタルピーが比較的低い溶融体は脆さが低い。^[4] 最近では、脆さが原子間または分子間ポテンシャルの詳細と定量的に関連付けられ、原子間ポテンシャルが急峻であるほど液体が脆くなることが示された。^[5]

低粘度から中粘度における微視的ダイナミクスは、 1980 年代からWolfgang Götzeと共同研究者によって開発されたモード結合理論によって扱われます。この理論は、通常 Tg より 20% 高い臨界温度 Tc に向かって冷却すると構造緩和が遅くなることを説明しています。

• Götze,W (2009): ガラス形成液体の複雑なダイナミクス。モード結合理論。オックスフォード: オックスフォード大学出版局。
• Zarzycki,J (1982): Les Verres et l'état vitreux。パリス：マッソン。英訳版もございます。