热压是机械强制玻璃进入低自由体积（LFV）状态的决定性方法。通过使用加热的实验室压力机在玻璃处于粘性状态时施加高压，您可以有效地固结材料的内部结构，实现模拟深度退火或骤冷效果的密度。
同时施加高温和高压可驱动结构致密化，是分离和研究极高密度玻璃特有变形机制的关键工具。
热压如何改变玻璃结构
利用粘性状态
为了显著改变玻璃的内部结构，材料必须首先达到粘性状态。
加热的实验室压力机将样品的温度升高，直到其变得足够柔软以便操作。
这种热准备是任何有意义的密度变化的前提。
机械压力的作用
一旦玻璃达到粘性状态，实验室压力机就会施加可观的机械压力。
这种压力迫使玻璃的分子网络更紧密地堆积在一起。
直接结果是内部自由体积的显著减少，即分子之间的空白空间。
LFV模型的科研价值
模拟难以达到的状态
达到低自由体积状态通常需要难以执行的过程，例如骤冷或深度退火。
特别是深度退火，可能需要极长的受控冷却时间。
热压使研究人员能够在实验室环境中有效地模拟这些高度致密化的状态。
实现变形研究
这些模型的主要科学必要性在于研究密度如何影响物理力学。
标准玻璃模型不表现出LFV玻璃特有的变形行为。
通过使用热压，研究人员可以创建一个受控的样品来分析这些独特的性能。
高密度化的影响
脆性增加
降低自由体积的一个明显权衡是延展性的变化。
随着玻璃通过热压变得更致密，它会表现出脆性增加。
与自由体积较高的材料相比，这种结构刚性使得材料在应力下容忍度较低。
裂纹扩展增强
致密化过程改变了材料内部的驱动力。
特别是，它增强了横向裂纹的驱动力。
这使得LFV模型对于理解致密非晶固体的失效点和断裂力学至关重要。
为您的研究做出正确选择
如果您正在研究非晶固体的力学性能，理解制备方法对于解释您的结果至关重要。
- 如果您的主要重点是模拟：使用热压快速重现深度退火玻璃的结构特性，而无需花费大量时间。
- 如果您的主要重点是断裂力学：使用LFV模型专门分析低自由体积如何导致横向开裂和脆性增加。
通过加热的实验室压力机控制致密化过程，您可以将密度作为一个变量进行分离，并准确定义自由体积与材料变形之间的关系。
总结表：
| 特征 | 标准玻璃 | LFV玻璃（热压） |
|---|---|---|
| 自由体积 | 高/正常 | 显著减少 |
| 结构状态 | 密度较低 | 高度固结/致密化 |
| 延展性 | 相对较高 | 低（脆性增加） |
| 裂纹行为 | 标准扩展 | 横向开裂增强 |
| 生产时间 | 标准冷却 | 快速（模拟深度退火） |
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参考文献
- Jian Luo, John C. Mauro. Competing Indentation Deformation Mechanisms in Glass Using Different Strengthening Methods. DOI: 10.3389/fmats.2016.00052
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
