Caratteristiche prestazionali del vetro

1. Isotropo
La disposizione molecolare del vetro è irregolare e le sue molecole sono statisticamente uniformi nello spazio. In uno stato ideale, le proprietà fisiche e chimiche del vetro omogeneo (come indice di rifrazione, durezza, modulo elastico, coefficiente di dilatazione termica, conduttività termica, conduttività elettrica, ecc.) sono le stesse in tutte le direzioni.
2. Nessun punto di fusione fisso
Poiché il vetro è una miscela e non è cristallino, non ha punti di fusione e di ebollizione fissi. La trasformazione del vetro da solido a liquido avviene entro un certo intervallo di temperatura (vale a dire, intervallo di temperatura di rammollimento). A differenza delle sostanze cristalline, non ha un punto di fusione fisso. L'intervallo di temperatura di rammollimento è Tg~T1, Tg è la temperatura di transizione, T1 è la temperatura di liquidus e le corrispondenti viscosità sono 10^13.4dPa·s e 10^4~6dPa·s rispettivamente.
3. Metastabilità
Le sostanze vetrose sono generalmente ottenute tramite raffreddamento rapido delle fusioni. Quando si passa da uno stato fuso a uno stato vetroso, la viscosità aumenta bruscamente durante il processo di raffreddamento. Le particelle non hanno il tempo di disporsi regolarmente per formare cristalli e il calore latente di cristallizzazione non viene rilasciato. Pertanto, le sostanze allo stato vetroso contengono un'energia interna più elevata rispetto alle sostanze cristalline e la loro energia è compresa tra lo stato fuso e lo stato cristallizzato ed è uno stato metastabile. Da un punto di vista meccanico, il vetro è uno stato instabile ad alta energia. Ad esempio, c'è una tendenza a trasformarsi in uno stato a bassa energia, ovvero c'è una tendenza a cristallizzare. Pertanto, il vetro è un materiale solido metastabile.
4. Reversibilità del gradiente
Il processo delle sostanze vetrose dallo stato fuso allo stato solido è graduale e anche i cambiamenti nelle loro proprietà fisiche e chimiche sono continui e graduali. Ciò è ovviamente diverso dal processo di cristallizzazione di una fusione, in cui apparirà inevitabilmente una nuova fase e molte proprietà subiranno cambiamenti improvvisi vicino al punto di temperatura di cristallizzazione. La trasformazione delle sostanze vetrose dallo stato fuso allo stato solido è completata entro un ampio intervallo di temperatura. Man mano che la temperatura diminuisce gradualmente, la viscosità della fusione di vetro aumenta gradualmente e infine si forma il vetro solido, ma durante il processo non si formano nuove fasi. Al contrario, anche il processo di riscaldamento del vetro in fusione è graduale.