逾滲

正是這種逾滲轉變,使之成為描述多種不同現象的一個自然模型,用於闡明相變和臨界現象的一些最重要的物理概念,其中許多概念對非晶態固體(高分子材料是典型的一種)是十分有用的。 表5-1列舉了十五種不同的現象,都是已採用逾滲模型加以分析的。 表5-1的下部列出了逾滲理論對非晶態固體的套用。

逾滲原理 簡介

逾滲理論是處理強無序和具有隨機幾何結構系統常用的理論方法之一。這一理論的研究中心內容是:當系統的成分或某種意義上的密度變化達到一定值(稱為逾滲閾值)時,在逾滲閾值處系統的一些物理性質會發生尖銳的變化,即在逾滲閾值處,系統的一些物理現象的連續性會消失(而從另一方面看,則是突然出現)。
逾滲轉變,指的是在龐大無序系統中隨著聯結程度,或某種密度、占據數、濃度的增加(或減少)到一定程度,系統內突然出現(或消失)某種長程聯結性,性質發生突變,我們稱發生了逾滲轉變,或者說發生了尖銳的相變。正是這種逾滲轉變,使之成為描述多種不同現象的一個自然模型,用於闡明相變和臨界現象的一些最重要的物理概念,其中許多概念對非晶態固體(高分子材料是典型的一種)是十分有用的。
1逾滲理論的套用例子

現象或體系

轉變

多孔介質中流體的流動
群體中疾病的傳播
通訊或電阻網路
導體和絕緣體的複合材料
超導體和金屬複合材料
不連續的金屬膜
螺鏇狀星系中恆星的隨機形成
核物質中的夸克
表面上的液He薄膜
彌散在絕緣體中的金屬原子
稀磁體
聚合物凝膠化,流化
玻璃化轉變
非晶態半導體的遷移率
非晶態半導體中的變程跳躍

堵塞/流通
抑制/流行
斷開/聯結
絕緣體/金屬導體
正常導電/超導
絕緣體/金屬導體
非傳播/傳播
禁閉/非禁閉
正常的/超流的
絕緣體/金屬導體
順磁性的/鐵磁體的
液體/凝膠
液體/玻璃
局域態/擴展態
類似於電阻網路

逾滲理論的重要實際意義,在於它可廣泛套用於說明眾多物理、化學、生物及社會現象,迄今其套用範圍還在不斷擴大。表5-1列舉了十五種不同的現象,都是已採用逾滲模型加以分析的。
表1中約一半屬巨觀現象,一半屬微觀過程。巨觀和微觀的分界線在表的中間。這兒特意把兩種極端情形並列以便於區別,請注意不同例子的特徵長度相差可達1035。銀河系的特徵尺度量級為1022cm,而核子的尺度量級為10-13cm,用以說明逾滲理論廣闊的適用範圍。
表5-1的下部列出了逾滲理論對非晶態固體的套用。請注意逾滲現象與電子定域問題(非晶態固體的遷移率或安德森轉變)以及原子定域問題(玻璃化轉變)的聯繫,二者均屬於凝聚態物理現象,其特徵長度的典型值為10-8—10-2cm。非晶態固體是逾滲理論概念的一個富有成果的套用領域,它提供了一個具有豐富的無規結構的自然對象。在這裡,拓樸無序起著至關重要的作用。
對聚合物科學而言,逾滲理論可用於闡明玻璃化轉變、溶膠-凝膠轉變(見圖5-11,它是一種特殊類型的玻璃化轉變)等相變過程,也可用於說明聚合物功能化和高性能化改性研究中(如導電、導磁、發光、阻燃、組裝、共聚、共混、複合、增韌、交聯、碳黑增強、凝膠化、IPN等)各式各樣的臨界現象及其中最重要的物理概念。

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