Materiały amorficzne (bezpostaciowe)- materiały nie posiadające periodycznej budowy krystalicznej. Posiadają one
strukturę o uporządkowaniu bliskiego zasięgu (regularne struktury w materiale występują na odległościach mniejszych
niż 100-200 nanometrów) natomiast nie wykazują uporządkowania dalekiego zasięgu (na odległościach nie mniejszych
niż 100-200 nanometrów) .
Szkło- substancja stała przechodząca stopniowo (bez krystalizacji i w sposób odwracalny) ze stanu ciekłego do stałego
tzn. takiego w którym ich lepkość jest większa od 10

13

dPas. Obecnie do szkła zaliczamy substancje, które w toku

powstawania nie przechodzą przez fazę ciekłą np.: otrzymywane metodą zol-żel czy drogą osadzania z fazy. Szkło
posiada jedynie uporządkowanie bliskiego zasięgu.
Warunki powstawania szkła:
Termodynamiczne- szkło nie posiada temp. krystalizacji jedynie przedział temperatur transformacji, w którym
stopniowo przechodzi ze stanu ciekłego w stały. Kinetyczne- Wykres CTP (TTT): Kinetykę przemian fazowych zwykle
charakteryzuje się za pomocą krzywych przedstawiających objętość powstającej fazy lub faz w funkcji czasu dla danej
temperatury. Na podstawie takich krzywych kinetycznych sporządza się wykres we współrzędnych czas (w skali
logarytmicznej) – temperatura, zwany wykresem CTP (Czas Temperatura Przemiana). Parametrem decydującym o
charakterze przemiany jest krytyczna prędkość chłodzenia: V

kryt

= ΔT/t

m

=(T

o

– T

m

)/t

m

. Praktycznie każdą substancję

można przeprowadzić w stan amorficzny stosując odpowiednio dużą szybkość chłodzenia
np.: szkło sodowe- V

kr

=4,8 K/s krzemionka- V

kr

=7*10

-4

K/s metale- V

kr

=1*10

10

K/s

Materiały szkliste i amorficzne:
substancje szkłotwórcze- substancje tworzące szkła powinny posiadać wysoką lepkość w stanie stopionym blisko
temp. topnienia. Są to substancje tworzące duże zespoły atomów (jonów) o kształtach nieizomerycznych jak: łańcuchy,
wydłużone cząstki itp. Substancje te charakteryzują się niską liczbą koordynacyjną czemu sprzyja typ wiązania
atomowego.
Szkła ceramiczne- podstawowym tlenkiem szkłotwórczym jest SiO

2

. Składniki szkieł krzemianowych: Tl.

szkłotwórcze- (Si, B, Ge, P, As, Zn) tworzą więźbę szkła (dla stopów ubogich w tlen w czasie chłodzenia może nastąpić
tworzenie przestrzennego wiązania w sieci tetraedrów). Tl. modyfikujące- (Na, K, Ca, Mg)zrywają wiązania między
elementami więźby osłabiając ją, wysycają lokalne niedobory ładunku lokując się w lukach więźby, łączą fragmenty
więźby gdy nie jest ona w pełni przestrzennie spolimeryzowana. Tl. pośrednie- (Al, Pb, Ti, Zn,Cd, Be, Zr)w stanie
czystym nie tworzą szkła natomiast nabierają własności szkłotwórczych w obecności innych tlenków, zastępują jony
więźby modyfikując właściwości szkieł. Barwniki- (tl. metali przejściowych, metale szlachetne) tworzą centra barwne
w szkle. Otrzymywanie i formowanie szkła- szkła krzemianowe otrzymuje się drogą stopienia, sklarowania i
schładzania (do temp. wyrobowej) zestawu surowców o odpowiednim składzie. Metody formowania szkła: topienie,
odlewanie, dmuchanie ręczne, automaty kroplowe, walcowanie, ciągnienie, gięcie, spiekanie. Metoda formowania
zależy od lepkości materiału. Podstawowe cechy szkieł: izotropia budowy i właściwości, możliwość modyfikacji składu
i właściwości, łatwość formowania kształtów, tanie i dostępne surowce, specyficzne właściwości (optyczne, twardość,
kruchość itd.), bezpieczne dla środowiska.
Szkła metaliczne- ze względu na dużą ruchliwość elementów stopu metale wykazują naturalną zdolność do
krystalizacji a więc nie tworzą faz bezpostaciowych, dlatego dla uzyskania metalu w stanie szklistym konieczne są
bardzo duże szybkości chłodzenia. Zalety szkieł metalicznych: brak granic międzyziarnowych, brak plastyczności,
wysoka twardość, nadprzewodnictwo, bardzo dobre właściwości magnetyczne.
Szkliste polimery organiczne- polimery zbudowane są z dużych elementów (łańcuchów) i wykazują naturalną
skłonność do tworzenia stanu szklistego. Możliwa jest częściowo lokalne uporządkowanie struktury, częściowa
krystalizacja. Właściwości polimerów krystalicznych: nieprzeźroczyste, wyższa temp. topnienia, wytrzymałość.
Materiały nieorganiczne otrzymywane metodą pirolizy- materiały nieorganiczne można otrzymywać drogą pirolizy
(termicznej przebudowy) materiałów organicznych. Procesy takie mogą prowadzić do otrzymania materiałów o
zmiennej budowie od form bezpostaciowych do krystalicznych np. materiały węglowe. Otrzymywanie tworzyw
węglowych: materiał organiczny (pak, żywice, polimery usieciowane) --(piroliza)-> materiały węglowe (częściowo
bezpostaciowe) --(grafityzacja)->materiały graficzne (wysoki stopień krystaliczności). Przykłady materiałów
węglowych: sadza, węgiel pirolityczny, węgiel szklisty.