Johari–Goldstein avkoppling

Johari–Goldstein-avslappning , även känd som JG β - avslappning, är en universell egenskap hos glasögon och vissa andra oordnade material. Föreslog 1969 av Martin Goldstein, JG β -relaxation beskrevs som en sekundär avslappningsmekanism som krävs för att förklara viskositetsbeteendet hos vätskor som närmar sig glasövergången i den potentiella energilandskapsbilden som presenteras i Goldsteins framstående papper från 1969. Tidigare experiment på glasbildande vätskor visade flera relaxationstider närvarande i vätskor uppmätt med tidsberoende följsamhetsmätningar. Gyan P. Johari och Martin Goldstein mätte det dielektriska förlustspektrumet för en uppsättning stela glasbildande molekyler för att ytterligare testa hypotesen om Goldstein 1969. Avslappningen, en topp i mekanisk eller dielektrisk förlust vid en viss frekvens, hade tidigare tillskrivits en typ av molekylär flexibilitet. Det som saknar denna flexibilitet visade dess universella karaktär.

JG β -relaxationsprocessen spekuleras vara en föregångare till den strukturella α-relaxationen, dvs dess förekomst underlättar viskös flöde, men den mikroskopiska mekanismen för β-relaxation har inte definitivt identifierats.

Bevis för universaliteten och betydelsen av JG β -avslappning

Johari bestämde temperaturberoendet för α-relaxationen och β -relaxationen som en funktion av frekvensen genom att mäta den dielektriska förlusten ε″ som en funktion av frekvensen vid flera temperaturer. De observerade två toppar i systemet med den lägre frekvenstoppen tillskriven den strukturella α-relaxationen och den högre frekvenstoppen relaterad till den snabba (högfrekventa korta tiden) β -relaxationen. Toppen i det högfrekventa ε″-svaret för β -relaxationen har också visat sig bredda och skifta till lägre frekvenser. Vidare ändras α-relaxationstoppen snabbare vid kylning än hastigheten för JG β -relaxation, där α-relaxationstiderna divergerar enligt VFT-lagen när glasövergångstemperaturen (Tg) närmar sig, vilket är mycket snabbare än Arrhenius temperaturberoende observerades för toppen i β -relaxationskurvan över samma temperaturområden.

Relation till annan avslappningsmekanism

JG β -relaxation utvecklades baserat på de teoretiska förutsägelserna av Martin Goldstein i hans framstående artikel från 1969 som diskuterade den potentiella energilandskapsbilden och aktiverad energibarriärhoppning för viskösa vätskor. Dessa utvecklingar har ofta fokuserat på att förstå sekundära relaxationer under Tg som finns i små molekyler och metalliska glas. Polymerglas uppvisar också multipla relaxationsmekanismer vid temperaturer under Tg, där β , y , δ och delta-relaxationer har uppmätts långt under Tg i det glasartade tillståndet. Den exakta molekylära mekanismen för dessa avslappningar är emellertid ofta föremål för debatt och hur de kan relatera till J.G β -relaxationer fastställs inte av litteraturen. En fenomenologisk modell baserad på ett asymmetriskt tvånivåsystem kan rationalisera hur JG β -relaxationen förändras vid åldrande strax under glasövergångstemperaturen.

Vidare läsning

• Vij JK, Power G (2011). "Fysiskt åldrande och Johari-Goldstein-avslappningen i molekylära glasögon". Journal of Non-Crystalline Solids . 357 (3): 783–792. Bibcode : 2011JNCS..357..783V . doi : 10.1016/j.jnoncrysol.2010.07.067 .
• Johari GP, Goldstein M (september 1970). "Viskösa vätskor och glasövergången. II. Sekundära relaxationer i glas av stela molekyler" . The Journal of Chemical Physics . 53 (6): 2372–88. Bibcode : 1970JChPh..53.2372J . doi : 10.1063/1.1674335 .

externa länkar

• "Är Johari-Goldstein β-avkoppling universell?". {{ citera journal }} : Citera journal kräver |journal= ( hjälp )
• Åldrande av Johari-Goldstein-avslappningen i de glasbildande vätskorna sorbitol och xylitol
• Det ömsesidiga beroendet mellan primära och Johari-Goldstein sekundära avslappningar i glasformande system
• Sammanslagning av α- och β-avslappningarna och åldrandet via Johari-Goldstein-lägena i snabbt släckta metallglas