Реферат на тему стекла строение стекол

Обновлено: 07.07.2024

Стеклопредставляет собой изотропное твердое вещество, образу­ющееся при охлаждении расплава компонентов, среди которых хотя бы один является стеклообразующим. Стеклообразующими являются оксиды SiО2, B2O3, Р2О5, GeО2, а также некоторые бескислородные соединения мышьяка, селена, теллура.

Основу стекла образует объемная сетка из однородных структурных элементов. В наиболее простом по составу кварцевом стекле такими эле­ментами являются тетраэдры [SiO4], которые соединяются своими верши­нами (рис. 3.6). Из таких же тетраэдров образована структура кристал­лического кварца. Различие между двумя веществами одинакового хими­ческого состава объясняется тем, что в аморфных стёклах углы между связями Si-О лежат в пределах 120-180° − это больше, чем в кристаллическом кварце. Структура аморфного стекла возникает при охлаждении стеклянной массы, когда повышение её вязкости препятствует кристаллизации.


Рис. 3.6. Расположение тетраэдров [SiO4] в стекле (αугол между связями Si-O)

Основную массу промышленных стекол составляют силикатные сте­кла с добавками других оксидов. По сравнению с кварцевым стеклом они размягчаются при более низ­ких температурах и легче перера­батываются в изделия. В сили­катных стеклах атомы соединяют­ся ковалентно-ионными связями; в объемную сетку кроме кремния и кислорода входят также алюминий, титан, германий, бериллий; ионы щелочных и щелочноземельных металлов размещаются в ячейках этой сетки.

Усложнение химического состава силикатных стекол приводит к изменению их свойств, в том числе и цвета, и является причиной структурной неоднородности.

При охлаждении однофазный расплав расслаивается на две или не­сколько жидких фаз разного химического состава. Затвердевшее стекло имеет многофазную структуру. Расслоение силикатных стекол — харак­терная особенность их структуры.

Из стекол специального состава при помощи контролируемой кристаллизации полу­чают ситаллы, или стеклокристаллические материалы. Структура ситаллов представляет собой смесь очень мелких (0,01-1 мкм), беспорядочно ориентированных кристаллов (60 - 95 %) и остаточного стекла (5-40 %). Исходное стекло по химическому составу отличается от остаточного сте­кла, в котором накапливаются ионы, не входящие в состав кристаллов. Такая структура создается в стеклянных изделиях после двойного отжи­га (первый нужен для формирования центров кристаллизации, второй − для выращивания кристаллов на готовых центрах). Для образования кри­сталлов в стекла вводят Li2О, TiO2, AI2O3 и другие соединения.

В зависимости от условий образования центров кристаллизации си­таллы подразделяют на термоситаллы и фотоситаллы. В термоситаллах для образования центров кристаллизации используют оксиды или фториды ТiO2, Р2О5, NaF и др. (несколько процентов). При отжиге термоситалла получается высокая и однородная плотность кристаллов. В фотоситаллах используют малые добавки золота, серебра, платины или меди. Центры кристаллизации формируются под действием облучения ультрафиолетовым светом и отжига. Необлученные участки после отжи­га остаются аморфными.

Фотоситаллы применяются как фоточувствительные материалы. Термоситаллы имеют универсальное применение: как износостойкие ма­териалы используются для деталей гидромашин, узлов трения, защитных эмалей; как прочные стабильные диэлектрики − для радиодеталей, плат и т.п.

Стекло – группа материалов имеющих различную химическую структуру, общим показателем для которых является свойство переходить при охлаждении из жидкого состояния в твердое без образования кристаллической решетки.

Технология производства

Существует много разновидностей стекла, технология производства которых отличается. В общем ее можно описать как варку. Материал в зависимости от применяемого сырья расплавляется и выдерживается при температуре 1200-1600°С на протяжении от 12 до 96 ч. За этот период времени используемая сырьевая масса поддается химическим изменениям. В материале происходит множество химических реакций, в конце которых он приобретает свойства стекла.

Сформированная при варке масса в горячем состоянии является жидкой. В вязком состоянии она используется для формирования различных изделий, которые при застывании становятся твердыми.

Стекло варится в шамотных горшках вместимостью до 1,5 тонны. В одну печь помещают от нескольких до 10-20 горшков. Также на некоторых производствах применяются ванные печи, которые работают в режиме непрерывной варки стекла до 5 лет, после чего меняются или поддаются ремонту.

Стекольная масса нуждается в соблюдении строгого температурного режима при остывании. Если изделие остынет быстрее допустимой скорости, то оно треснет. В связи с этим на производстве этому уделяется особое внимание.

Свойства стекла

Материал сочетает в себе ценные качества, такие как:
  • Прозрачность.
  • Твердость.
  • Низкий коэффициент температурного расширения.
  • Малая теплопроводность.
  • Термостойкость.
  • Высокая твердость.

При всех достоинствах, у стекла имеется и недостаток – хрупкость. В отличие от металлов и прочих материалов при механическом воздействии оно не деформируется, а разлетается на осколки. Осколки могут иметь острые кромки, что несет опасность.

Материал имеет достаточно большую массу. По этому показателю он практически приравнивается ко многим видам металлов. При этом зачастую стекла гораздо тверже, и могут поцарапаться только алмазным инструментом или изделиями с твердыми напайками.

Виды стекла по сырьевому составу
Для изготовления стекла может использоваться различное сырье. От него зависят свойства и внешний вид материала. Различают следующие разновидности стекла:
  • Кварцевое.
  • Натриево-силикатное.
  • Известковое.
  • Свинцовое.
  • Боросиликатное.

Существуют и другие разновидности стекол, которые однако не нашли промышленной популярности. Они больше подходят для узкоспециализированных задач. К примеру, такой редкой разновидностью является урановое стекло, которое раньше использовалось для изготовления ваз, чаш и прочей посуды.

Кварцевое стекло

Материал является самым простым в плане сложности химического состава. По сути это просто сваренный кварцевый песок. Хотя изделие и простое в плане состава, но сложное в изготовлении. Это связано с высокой температурой плавки песка. С расплавленной кварцевой массой сложно работать, формируя необходимые изделия, что делает материал не распространенным.

В частности из него делают химические стаканы, колбы для ртутных ламп. Для менее ответственных изделий его применение нерационально. Важным качеством кварцевого стекла является высокая температурная устойчивость. Оно не меняет свою форму при нагреве до температуры +1000°С. Материал хорошо переносит резкие перепады температуры. При неравномерном сильном разогреве или охлаждении поверхности он может давать трещины.

Натриево-силикатные

Материал получается в результате совместной варки оксида кремния и оксида натрия. Последний компонент это обычная сода, которая действует как флюс. Плавка и варка стекла выполняется при температуре +900°С. Главная особенность таких стекол в том, что они растворяются в воде. Однако, несмотря на это они получили широкое распространение в промышленности.

Известковые

Это стекло является практически натриево-силикатным, в которое добавлена известь. Включение последнего компонента делает материал устойчивым к растворению в воде. Именно этот тип стекла широко использовали в древности благодаря сравнительной легкости его производства.

Известковые стека производят и в наше время, но немного по усовершенствованной технологии. В него добавляют оксид алюминия, оксид магния и прочие компоненты, позволяющие повысить качество готового изделия. Зачастую оконные стекла сделаны именно из этого материала, как и большинство зеркал. Массовая доля всего производимого в мире стекла является известковым.

Свинцовые

Несмотря на название, в состав этого стекла помимо свинца также включены сода, кремнезем и еще несколько оксидов. Этот материал является очень эффективным электрическим изолятором. Благодаря этому его используют при изготовлении микросхем, изоляторов для конденсаторов.

Эта разновидность стекла отличается повышенным блеском. Подавляющее число так называемых хрустальных изделий являются свинцовыми стеклами. Это дорогой материал с высокими декоративными качествами.

Боросиликатные

В став боросиликатного стекла включен оксид бора. За счет этого материал отличается высокой устойчивостью к температурному воздействию как минимум в 2 раза выше, чем у обычных видов стекла. Его часто называют пирекс. Это его торговое название, которое было присвоено производителем, разработавшим его рецептуру. Высокая стойкость материала к термоудару делают боросиликатное стекло популярным при производстве посуды. Из него делают тарелки, кастрюли, чашки и т.д.

Виды стекол применяемых в остеклении
Помимо различия по сырью, также осуществляется классификация стекла на виды и по другим критериям. Они бывают:
  • Ламинированные.
  • Закаленные.
  • Армированные.
  • Энергосберегающие.
  • Солнцезащитные.
  • окрашенные в массе.
  • Окрашенные.
Ламинированные

Ламинированное стекло также называют триплекс. Это листовой материал, состоящий из нескольких слоев обычного стекла, между которыми располагается пленка или полимер. Наличие последних делает материал более крепким и безопасным. При разбивании он не разлетается на мелкие осколки. В связи с этим его используют для изготовления лобовых стекол для автомобилей.

В целом материал имеет массу достоинств. Его сложнее разбить, он лучше останавливает ультрафиолет. За счет пленки при взгляде на него с внешней стороны создается эффект поляризации, снижающий просматривание.

Закаленные

Эти стекла поддаются термической или химической обработки. За счет этого они становятся более крепкими и твердыми. Их очень сложно разбить или поцарапать. Их используют для изготовления триплекса, стеклопакетов для окон. В случае разбивания, что бывает редко, закаленное стекло разлетается на мелкие не острые безопасные осколки.

Армированные

Эти стекла содержат внутри металлическую сетку. Она выступает в качестве армирующего слоя. За счет нее обеспечивается высокая ударопрочность. В случае разбивания осколки стекла удерживаются на сетке. Это позволяет ему по-прежнему выполнять свою функцию, хотя и менее эффективно.

Стекло считается эффективным для удержания распространения огня и дыма. Его часто используют для остекления хозяйственных построек, СТО, гаражей, автомоек. За счет сетки внутри окна разбиваются с меньшей вероятностью, чем обычные стекла. Армированное изделие хорошо пропускает свет, но искажает изображение. По этой причине оно совершенно непригодно для установки в окна домов, административных и офисных зданий.

Энергосберегающие

Это низкоэмиссионные виды стекла. Они наделены весьма важным качеством – отражают обратно тепловые лучи при воздействии с одной стороны. Их применяют для сборки стеклопакетов для окон. За счет них тепло помещения при попадании на остекление не проходит наружу. При этом свет и тепло от солнечных лучей проникают внутрь помещения без проблем.

Эффект энергосбережения может достигаться напылением на стекла специального состава или путем приклеивания пленки. Нужно отметить, что энергосберегающее остекление может дополнительно работать и в обратную сторону, препятствовать проникать солнечного тепла внутрь помещения.

Солнцезащитное

Изделие этого типа работает на отражение солнечного тепла. Оно используется для изготовления стеклопакетов. Оно размещается отражающей стороной на улицу, за счет чего внешнее тепло не проникает в помещение. Стоимость такого стекла может существенно отличаться. Самые дорогие способны отражать солнечное тепло, при этом пропускать внутрь практически весь свет. За счет этого в помещение поступает нормальное дневное освещение.

Окрашенные в массе

Такое стекло является менее прозрачным. За счет этого оно поглощает часть света и тепла. Чаще всего при его изготовлении используются цветные пигменты: зеленые, коричневые, бронзовые, серые.

За счет поглощения тепла поверхность стекла сильно разогревается. Установлено, что у стекол с поглощением света на 50% температура поверхности днем может дойти до +90°С. Касание к ним в такие моменты вызывает ожог на коже. Использование таких стекол на окнах также нежелательно и по причине пагубного влияния на человека. Тусклый свет через такое окно приводит к нарушению ориентированию во времени, порчи зрения.

Окрашенные

Такие стекла изначально являются прозрачными. Для снижения пропускной способности они могут окрашиваться с одной из сторон. Как следствие сквозь них может проникать меньше света. Кроме этого отдельные виды красок дают возможность сохранить отличную прозрачность с одной стороны и зеркальный эффект с другой.

История стекла насчитывает около шести тысяч лет. Подаренное природой человеку, оно прочно вошло в жизнь людей. Его значение неоценимо и наверняка ли в ближайшее время найдется ему замена. Органические стекла, пока, значительно уступают по основным параметрам неорганическим стеклам.
Стекло применяется практически всюду, во всех отраслях жизни – в быту, производстве, науке, искусстве. Без стекла невозможны были бы многие научные открытия, жилища без стеклянных окон даже представить невозможно.
Такой популярности стекло обязано своим свойствам, которые резко отличают его от других веществ. В первую очередь это прозрачность, которая достигает более 99%. Поэтому стекло является абсолютным рекордсменом по прозрачности, которую не могут достичь ни природные, ни искусственные вещества. Второе замечательное свойство стекла – его химическая устойчивость к активнейшим химическим реагентам, лишь единственному веществу удается его разрушить – плавиковой кислоте.
Относительная дешевизна и большая доступность исходного сырья для производства стекла позволили очень широко применять его как в быту, так и в промышленности, науке. Изменяя химический состав стекла, удалось получить самые различные его разновидности. Свойства изменяются от растворимого в воде стекла, до тугоплавкого, выдерживающего резкие температурные перепады.
Не вполне еще изучена структура стекла и, поэтому, не все его свойства известны. Так что все основные открытия новых стекол еще впереди.
Строение стекла
В природе существует три агрегатных состояния веществ – газообразное, жидкое и твердое. Твердые вещества находятся в одной из двух, совершенно различных, форм – кристаллической и аморфной. Аморфные твердые вещества существуют в виде порошков, пленок, гелей, смол и стекол.
Стекло – вещество, являющееся твердым, хрупким и с определенной прозрачностью. Оно занимают промежуточное положение между жидкостями и кристаллами. Упругость стекла делает их похожим на твердые кристаллические вещества, а отсутствие симметрии структуры (изотропной) делает стекло похожим на жидкости.
Все стекла обладают общими характеристиками:
– изотропны, то есть их свойства одинаковы во всех направлениях;
– при нагревании не плавятся, а постепенно размягчаются, переходя, затем, в капельножидкое состояние;
– являются обратимыми, то есть после остывания нагретое стеклообразное вещество становится снова твердым.
Стеклообразование происходит, в отличие от кристаллизации, путем переохлаждения высоковязких расплавов, не зависимо от их химического состава и температурной области затвердевания.
Отсутствие прямых методов исследования аморфных веществ, отсутствие способов плоскостного изображения объемно неупорядоченных структур пока не позволяют создать завершенную теорию строения стекла.


Существует несколько теорий строения стекла. Они рассматривают строение стекла на электронном, атомном или молекулярном уровнях, используя основные положения кристаллохимии, теориий химической связи, зонного строения твердых тел.
Эти теории появились после открытия рентгеновских лучей и положили начало структурного изучения стекла.
Кристаллическая теория.
По этой теории, основанной на рентгеновских исследований, стекла состоят из высокодисперсных кристалликов (кристаллитов), основу которых составляют кристаллики кварца. Дальнейшее развитие кристаллическая теория получила при возможности изучения структуры стекла с помощью электронных лучей. Это позволило получить более отчетливую дифракционную картину, доказывающую наличие кристаллитов. Но этого оказалось недостаточно, для принятия данной теории, так как не удается получить однозначного конкретного результата.
Не дают, так же, однозначных результатов в пользу кристаллитов и спектральные исследования. Поэтому теория сводится к понятию наличия в стекле деформированных структур со свойствами кристаллических решеток

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

История стекла насчитывает около шести тысяч лет. Подаренное природой человеку, оно прочно вошло в жизнь людей. Его значение неоценимо и наверняка ли в ближайшее время найдется ему замена. Органические стекла, пока, значительно уступают по основным параметрам неорганическим стеклам.
Стекло применяется практически всюду, во всех отраслях жизни – в быту, производстве, науке, искусстве. Без стекла невозможны были бы многие научные открытия, жилища без стеклянных окон даже представить невозможно.
Такой популярности стекло обязано своим свойствам, которые резко отличают его от других веществ. В первую очередь это прозрачность, которая достигает более 99%. Поэтому стекло является абсолютным рекордсменом по прозрачности, которую не могут достичь ни природные, ни искусственные вещества. Второе замечательное свойство стекла – его химическая устойчивость к активнейшим химическим реагентам, лишь единственному веществу удается его разрушить – плавиковой кислоте.
Относительная дешевизна и большая доступность исходного сырья для производства стекла позволили очень широко применять его как в быту, так и в промышленности, науке. Изменяя химический состав стекла, удалось получить самые различные его разновидности. Свойства изменяются от растворимого в воде стекла, до тугоплавкого, выдерживающего резкие температурные перепады.
Не вполне еще изучена структура стекла и, поэтому, не все его свойства известны. Так что все основные открытия новых стекол еще впереди.
Строение стекла
В природе существует три агрегатных состояния веществ – газообразное, жидкое и твердое. Твердые вещества находятся в одной из двух, совершенно различных, форм – кристаллической и аморфной. Аморфные твердые вещества существуют в виде порошков, пленок, гелей, смол и стекол.
Стекло – вещество, являющееся твердым, хрупким и с определенной прозрачностью. Оно занимают промежуточное положение между жидкостями и кристаллами. Упругость стекла делает их похожим на твердые кристаллические вещества, а отсутствие симметрии структуры (изотропной) делает стекло похожим на жидкости.
Все стекла обладают общими характеристиками:
– изотропны, то есть их свойства одинаковы во всех направлениях;
– при нагревании не плавятся, а постепенно размягчаются, переходя, затем, в капельножидкое состояние;
– являются обратимыми, то есть после остывания нагретое стеклообразное вещество становится снова твердым.
Стеклообразование происходит, в отличие от кристаллизации, путем переохлаждения высоковязких расплавов, не зависимо от их химического состава и температурной области затвердевания.
Отсутствие прямых методов исследования аморфных веществ, отсутствие способов плоскостного изображения объемно неупорядоченных структур пока не позволяют создать завершенную теорию строения стекла.


Существует несколько теорий строения стекла. Они рассматривают строение стекла на электронном, атомном или молекулярном уровнях, используя основные положения кристаллохимии, теориий химической связи, зонного строения твердых тел.
Эти теории появились после открытия рентгеновских лучей и положили начало структурного изучения стекла.
Кристаллическая теория.
По этой теории, основанной на рентгеновских исследований, стекла состоят из высокодисперсных кристалликов (кристаллитов), основу которых составляют кристаллики кварца. Дальнейшее развитие кристаллическая теория получила при возможности изучения структуры стекла с помощью электронных лучей. Это позволило получить более отчетливую дифракционную картину, доказывающую наличие кристаллитов. Но этого оказалось недостаточно, для принятия данной теории, так как не удается получить однозначного конкретного результата.
Не дают, так же, однозначных результатов в пользу кристаллитов и спектральные исследования. Поэтому теория сводится к понятию наличия в стекле деформированных структур со свойствами кристаллических решеток .
Теория аморфной непрерывной структуры (ионная теория).
По этой теории атомы в стекле образуют трехмерную непрерывную решетку и, в отличии от решетки кристаллов, не симметрична и не периодична. Исследования основаны на изучении рентгенограмм. Эта теория дает простое объяснение некоторых свойств стекла.
Теория аморфной дифференцированной структуры (агрегативная теория).
Исследования производятся, так же как и в предыдущих двух теориях, но выводы делаются совершенно другие. Считается, что стекло состоит из прочного кремнеземистого скелета, пропитанного силикатами щелочных и щелочноземельных металлов. Это доказывается, так же, как химическими, так и тонкими физическими опытами.

Состав стекла
Стекло, как искусственное вещество, может включать в себя почти все элементы периодической системы. Неорганические стекла по своему составу подразделяются на несколько типов: элементарные, оксидные, галогенидные, халькогенидные и смешанные.
Элементарные стекла.
Это стекла состоящие из атомов одного элемента. В стеклоподобном состоянии можно получить серу, селен, мышьяк и фосфор и углерод.
Промышленное применение находит только стеклоуглерод. Он способен оставаться в твердом состоянии до 3700 . Имеет низкую плотность, обладает высокой механической плотностью, электропроводностью, химически устойчив.
Оксидные стекла.
Они делятся на классы в зависимости от стеклообразующего окисла, являющегося основным компонентом стекла.
Силикатные стекла. Им принадлежит главнейшее место в практике – их производство занимает примерно 95% общего объема производства стекла. Это самый распространенный класс стекол, как в быту, так и в промышленности. Лишь только органическое стекло, в какой-то степени может конкурировать с силикатным стеклом. Основные преимущества силикатных стекол: дешевизна, доступность, высокая химическая стойкость, высокая прочность и несложная технология производства.
Боратные стекла. Они обладают некоторыми свойствами, которые делают эти стекла незаменимыми. Боратные стекла способны эффективно поглощать медленные нейтроны, обладают высокой рентген прозрачностью, устойчивы к парам щелочных металлов, имеют высокие электроизоляционные качества.
Фосфатные стекла. Эти стекла наряду с полезными свойствами, обладают существенными недостатками, что препятствует их широкому применению.
Германатные стекла. Являются ближайшими аналогами силикатных стекол. Имея низкую химическую стойкость и дефицитность основного компонента не имеют практического значения.
Остальные классы оксидных стекол имеют очень ограниченное практическое применение.
Галогенидные стекла.
Получают на основе стеклообразующего компонента фторбериллата. Кроме него в состав стекла входят фториды алюминия, кальция, магния, стронция, бария.
Эти стекла очень устойчивы к жестким излучениям, обладают высоким удельным сопротивлением и высокой теплопроводностью.
Халькогенидные стекла.
Они образованы из сульфидов, селенидов и теллуридов. Все они непрозрачны в видимой области света, но обладают высокой прозрачностью в инфракрасной области.
Смешанные стекла.
Эти стекла синтезируются из стеклообразующих соединений рассмотренных выше.
Рассмотри подробнее состав некоторых типичных промышленных силикатных стекол, как самых распространенных. Основным веществом силикатного стекла является кремнезем.
Оконное стекло: кремнезем – 72%, глинозем – 2%, окись натрия – 14%, окись кальция – 9%, окись магния – 3%.
Бутылочное стекло: кремнезем – 70%, глинозем – 3%, окись натрия – 17%, окись кальция – 8%, окись магния – 2%.
Хрусталь: кремнезем – 56%, окись калия – 11%, окись свинца – 33%.
Лабораторное стекло: кремнезем – 85%, борный ангидрид – 9%, глинозем – 2%, окись натрия – 4%.
Оптическое стекло: кремнезем – 34%, борный ангидрид – 13%, глинозем – 3%, окись бария – 46%, окись цинка – 4%

Стекло представляет собой неорганический прочный, хрупкий, непроницаемый для природных элементов, прозрачный или полупрозрачный материал, который используется во многих областях нашей повседневной жизни. Талантливые стекольщики и дизайнеры Eraglass работают со стеклом каждый день, и его уникальные качества воспринимаются ими как должное. Вот несколько интересных фактов об этом материале.

как делают стекло

Состав стекла

Стекло изготавливается из натурального сырья, которое плавится при очень высокой температуре. Основной ингредиент стекла – это песок, но, технически, главным составляющим является компонент песка – кварц, он же диоксид кремния (SiO2), кремнезем или кварцевый песок.

состав стекла

Кварц соединяется с другими ингредиентами, которые могут различаться. Это такие элементы, как:

  • кальцинированная сода (карбонат натрия);
  • доломит (минерал из класса карбонатов);
  • известняк (карбонат кальция);
  • стеклобой (вторичное стекло);
  • иные химикаты (оксиды металлов, кобальт).


Стекло производится путем охлаждения расплавленных при температуре от +300 до +2500 °C компонентов, с достаточной скоростью, чтобы предотвратить образование видимых кристаллов. Одного песка достаточно для изготовления стекла, однако температура, необходимая для его плавления, будет намного выше. По этой причине сода добавляется в качестве модификатора. Известняк делает его более прочным. Оптимальный состав: около 75 % кремнезема, 10 % извести и 15 % соды.

Силикатное стекло

Композиции стекла разработаны таким образом, чтобы проявлять его различные физические, химические и оптические свойства. Разнообразие применения требует определенных типов стекла и производственных процессов. В промышленном производстве обычно используют несколько составов. Мы кратко остановимся на силикатном стекле.

композиции из стекла

Силикатное стекло – это обычное стекло, которое встречается повсеместно. Список изделий практически бесконечен: от посуды, объектов декора, очков, лабораторных сосудов, ламп накаливания, окон и до сотни других предметов, которые мы прямо или косвенно используем в нашей повседневной жизни.

  • содово-известковое;
  • калийно-известковое;
  • калийно-свинцовое.

Промышленное стекло делится на строительное, техническое, электровакуумное, тарное, лабораторное, безопасное, оптическое, сортовое.

Структура стекла

структура стекла

Строение стекла еще окончательно не установлено. Есть расхождения даже между основной его массой и поверхностным слоем. Это связано с тем, что различные стекла имеют разный состав. Помимо этого на его структуру влияет технологический процесс.

Расположение атомов в стекле

структура стекла

Слева: кристаллическая форма, справа: аморфная форма.

Стекло имеет какой-то оттенок мистики – вероятно, из-за своего странного химического и физического поведения. Оно достаточно надежно, чтобы защитить нас, но может разбиться на тысячи осколков. Оно сделано из непрозрачного песка, но полностью прозрачно. И, пожалуй, самое поразительное – оно выглядит и ведет себя как твердое тело, но на самом деле это замаскированная форма странной жидкости. В результате его можно наливать, выдувать, прессовать и формовать.

Химия стекла

Химический состав стекла диктует его физические свойства и характеристики. В зависимости от основного компонента они бывают: оксидными, фторидными, сульфидными…

химия стекла

Оксидные

Являются одними из немногих твердых тел, которые пропускают свет в видимой области спектра. Существуют различные типы оксидного стекла. Название зависит от содержания различных окислов.

Среди оксидных стекол фосфатные и силикатные стекла являются двумя наиболее важными материалами, и они широко используются. По сравнению с силикатными стеклами фосфатные ограничены в применении, поскольку у них ниже температура стеклования. А силикатные обладают превосходной химической стойкостью.

стеклянные линзы

Германатные — ближайшие аналоги силикатных. Высокая цена и небольшая химическая стойкость существенно ограничивают их применение. Имеют хорошее преломление и светопропускание. Используются для оптических приборов.

Боросиликатное стекло содержит не менее 5% оксида бора. Оно устойчиво к экстремальным температурам, а также к химической коррозии.

боросиликатное стекло

Эти свойства делают боросиликат идеальным для лабораторного употребления. Многие линзы для микроскопов и телескопов изготовлены из боросиликатного стекла.

Фторидные

Фторидные стекла и оптические волокна используются для изготовления поливолоконных систем передачи информации. Они имеют обширный диапазон спектрального пропускания, значительную радиационную стойкость и чувствительность. Кроме того, фторидные волокна можно использовать для направленной передачи световых волн в таких средах, как лазеры, что требуется для медицинских применений (в офтальмологии и стоматологии).

фторидные стекла

Сульфидные

Сульфидное (сульфидно-цинковое) стекло, получается при добавлении в стеклянную массу окиси железа и сульфида цинка, которые придают материалу разнообразные оттенки. Широко используется в изготовлении элементов декора, сувенирной продукции и посуды.

фторидные стекла

Стеклянные перегородки

Стеклянные перегородки

Стеклянные ограждения

Стеклянные ограждения

Стеклянные двери

Стеклянные двери

Стеклянные душевые кабины

Стеклянные душевые кабины

Стеклянные козырьки и навесы

Стеклянные козырьки и навесы

Остекление коттеджей

Остекление коттеджей

Стеклянные крыши

Стеклянные крыши

Стеклянные лестницы

Стеклянные лестницы

Стеклянные фасады

Стеклянные фасады

Особые виды стекла

Существуют различные виды стекла , используемые для разных целей. Развитие стекольной промышленности и производство многофункциональных стекол позволяют решать архитектурные задачи в строительных конструкциях Эрагласс, а также использовать возможности для специальных технических и научных применений.

Плоское стекло

Плоское или листовое стекло наиболее распространенно в окнах, дверях, автомобильных стеклах, зеркалах и солнечных панелях. Его изготавливают путем распределения жидкого стекла до желаемой толщины и охлаждения в конечный продукт. Затем его можно согнуть.

как делают стекло

Стеклопакет объединяет несколько стеклянных панелей в единую оконную систему. Большинство имеют двойное или тройное остекление. Стеклянные листы в стеклопакетах разделены прокладкой и неподвижным слоем воздуха или вакуума.

Стеновые стеклоблоки

Стеклоблоки изготавливаются из двух разных половинок, они спрессовываются и отжигаются вместе в процессе плавления стекла. Они используются в архитектурных целях при строительстве стен, световых люков и т. д. Они обеспечивают эстетичный внешний вид при прохождении света.

стеклянные блоки

Бронированное

Пуленепробиваемое стекло имеет множество применений в различных отраслях промышленности, включая строительство. Оно делается из многослойного стекла, изготовленного по особой технологии. Бронированное стекло используется в зданиях, требующих безопасности, таких как ювелирные магазины, банки и посольства.

бронированное стекло

Кварцевое

Это однокомпонентный материал, который является одним из самых ценных материалов для науки и промышленности. Сырье – природный кристалл, добываемый из земли в виде горного хрусталя или пегматитового кварца. Его измельчают до мелкозернистого гранулята и расплавляют. Используется для изготовления деталей точной механики (кварцевые часы), колб ультрафиолетовых ламп, контейнеров химических реагентов, оборудования лабораторий.

кварцевое стекло

Стеклокерамика

Стеклокерамика была разработана на заводе Corning и имеет общие свойства стекла и поликристаллических материалов. Изначально использовалась в зеркалах и креплениях астрономических телескопов. Стала известной благодаря стеклокерамическим варочным панелям, а также посуде и высокопроизводительным отражателям для цифровых проекторов.

стеклокерамика

Светочувствительные стекла

Фоточувствительное стекло, также известное как фотоструктурированное или светочувствительное, представляет собой кристально чистое стекло, принадлежащее к семейству литий-силикатных. Предоставляет возможность получить изображение путем образования микроскопических металлических частиц в стекле после воздействия электромагнитного излучения. Является очень перспективным материалом для производства компонентов сложных микросистем.

светочувствительное стекло

Стекловолокно

Расплавленное стекло пропускается через сверхтонкие отверстия, создавая стеклянные нити. Затем их можно сплести в крупные образцы материала или оставить в пухлом веществе, используемом для тепло- или звукоизоляции. Изделия из стекловолокна включают монтажные платы, плавательные бассейны, двери, доски для серфинга, спортивное оборудование, корпуса лодок и внешние автомобильные детали.

стекловолокно

Жидкое стекло

Покрытие на основе кремния или жидкое стекло, пожалуй, самый важный нанотехнологический продукт. Оно заполняет поры и недостатки, и может защитить любую поверхность от любого повреждения, такого как вода, ультрафиолетовое излучение, грязь, жара и бактериальные инфекции. Воздухопроницаемое покрытие имеет толщину в 500 раз тоньше человеческого волоса.

жидкое стекло

Хрусталь

Свинцовое хрустальное стекло – это особый вид стекла, который используется для изготовления различных декоративных элементов. При резке материала оптическое явление полного внутреннего отражения происходит очень резко, и, таким образом, создается приятный ослепительный блеск.

хрусталь

Богемское

Часто называется богемским хрусталем. Это стекло, производимое в регионах Чехии и Силезии. Оно имеет многовековую историю признания во всем мире за его высокое качество, мастерство, красоту и инновационный дизайн. Особенности: ручная резка, гравировка, выдувное и окрашенное декоративное стекло.

хрустальные бокалы

Стекло является одним из тех волшебных материалов, которые мы считаем само собой разумеющимися, но оно неуклонно служит цели, для которой предназначено, при условии, что вы используете его с осторожностью!

Читайте также: