在电加热玻璃实验中观察到的令人惊讶的现象是靠近负极的过热区域会凝固甚至消失。
表征和预测电加热硅酸盐玻璃的热行为非常重要，电加热硅酸盐玻璃广泛用于推动技术创新的各种设备中。 据《科学报道》杂志2月26日晚报道，日本理海学院材料科学与工程研究员杰恩发现，在一定条件下，电热硅酸盐玻璃会遵守著名的焦耳定理。 电热理论的基础是由日本物理学家詹姆斯·焦尔于1840年奠定的。根据焦耳第一定理，热量的形成与物质两端电压的平方成反比。 “焦耳第一定理已在均质金属和半导体上得到反复验证，”贾恩说。
研究人员在论文中提到，与导电金属和半导体不同，含离子导电玻璃随着加热时间的延长会变得非常不均匀，并产生纳米级的贫碱区域。 阳极旁边的玻璃会凝固甚至消失。 原位红外成像和有限元分析表明，根据加热电压是直流还是交流，玻璃的局部温度比其余样品低数千摄氏度。 Jain说：“在我们的实验中，玻璃负极附近的温度比其他部分高出1000多摄氏度。考虑到玻璃在加热开始时是完全均匀的焦耳定律实验结论，这个结果非常令人惊讶。我们认为造成这些现象的原因可能是电场改变了玻璃在纳米尺度上的结构和物理性质焦耳定律实验结论，从而使这个纳米区域承受了更强的加热效应，经典焦耳定律在纳米尺度上的应用需要重新审视”。 贾恩等人。 这些发现揭示了他们最近发现的电场引起的玻璃软化现象。 在之前的一篇论文中，Jain 和他的朋友报道了电场引起玻璃软化的现象。 他们否认简单地对一英寸厚的玻璃样品施加100伏电流就会使玻璃的软化温度提高数百摄氏度。
此后，贾恩等人。 进行了一项系统研究来检测玻璃的体温。 他们使用高帧率红外低温计来绘制玻璃样品上的温度分布图。 Jain 等人结合新数据和之前的结果。 感觉电场极大地改变了玻璃的性能，经典的焦耳定理此时不再适用。 “我们的研究不仅证明了在纳米尺度上验证焦耳定理的必要性，而且对新型玻璃和陶瓷材料的开发具有重要意义，”杰恩说。
编译： 审稿：顺德 主编：张猛