ダイナミックVFT温度を下回る架空の温度を持つ超安定パルフルオロポリマーガラスを使用して、カウズマンパラドックスに挑戦します

超安定なフルオロポリマーガラスは、真空熱分解蒸着を使用して作成され、再生された材料のガラス転移温度 Tg と比較して大きな仮想温度 Tf の低下を示します。Tf は、動的 VFT 温度 TVFT よりも 11.4 K 低いことも判明しました。さまざまな厚さ (200 ～ 1150 nm) のガラス フィルムを、さまざまな温度の基板上に堆積しました。ガラス質フィルムは、ラピッドチップ熱量測定、フーリエ変換赤外分光法、および固有粘度測定を使用して特性評価されました。加熱すると大きなエンタルピー オーバーシュートが観察され、348 K の Tg に対して 62.6 K の Tf 低下が観察されました。この低下は、2,000万年前の琥珀や別の非晶質フルオロポリマーについて報告されている値を超えており、TVFTに関連する材料の推定カウズマン温度TKを下回っています。これらの結果は、ガラス形成におけるカウズマンのパラドックスの重要性に疑問を呈し、ガラス状態 (Tf < T < Tg) における材料力学を深く調査するための強力な方法を示しています。

Ultra-stable fluoropolymer glasses were created using vacuum pyrolysis deposition that show large fictive temperature Tf reductions relative to the glass transition temperature Tg of the rejuvenated material. Tf was also found to be 11.4 K below the dynamic VFT temperature TVFT. Glass films with various thickness (200-1150 nm) were deposited onto different temperature substrates. Glassy films were characterized using rapid-chip calorimetry, Fourier-transform infrared spectroscopy and intrinsic viscosity measurements. Large enthalpy overshoots were observed upon heating and a Tf reduction of 62.6 K relative to the Tg of 348 K was observed. This reduction exceeds values reported for a 20-million-year-old amber and another amorphous fluoropolymer and is below the putative Kauzmann temperature TK for the material as related to TVFT. These results challenge the importance of the Kauzmann paradox in glass-formation and illustrates a powerful method for the exploration of material dynamics deep in the glassy state (Tf < T < Tg).