Основные свойства стекла, обеспечивающие широкий способ его применения

Содержание

1. История развития и основы технологии стекла……………………3

1.1. История российского стекла…………………………………...

1.2. Ломоносов – основатель отечественной науки о стекле……..

1.3. Основы современной технологии листов стекла……………..

1.4.История и технологии стеклокристаллических стёкол……….

2. Основные свойства стекла, обеспечивающие широкий способ его применения……………………………………………………………...

2.1. Отличительные особенности стекла от других видов материалов……………………………………………………………….

3. Классификация стекла по различным признакам и область его применения………………………………………………………………

3.1. Природные стекла………………………………………………...

3.2. История искусственного стекла (Венецианское, Римское и др.)………………………………………………………………………...

Основные свойства стекла, обеспечивающие широкий способ его применения

В настоящее время разработаны материалы чрезвычайно широкого, поистине — универсального диапазона применения, чему служат и присущие изначально (например, прозрачность ^[25], отражательная способность, стойкость к агрессивным средам, красота и многие другие) и не свойственные ранее стеклу — синтезированные его качества (например — жаростойкость, прочность,биоактивность, управляемая электропроводность и т. д.). Различные виды стёкол используется во всех сферах человеческой деятельности: от строительства, изобразительного искусства, оптики, медицины — до измерительной техники, высоких технологий икосмонавтики, авиации и военной техники. Изучается физической химией и другими смежными и самостоятельными дисциплинами.^[26]

В твёрдом состоянии силикатные стёкла весьма устойчивы к обычным реагентам (за исключением плавиковой кислоты), и к действию атмосферных факторов. На этом свойстве основано их широчайшее применение: для изготовления предметов быта, оконных стёкол, стёкол для транспорта, стеклоблоков и многих других строительных материалов, предметов медицинского, лабораторного, научно-исследовательского назначения, и во многих других областях.

Для специальных целей выпускают химически-стойкое стекло, а также стекло, стойкое к тем или иным видам агрессивных воздействий.

Физические свойства стекла:

§ Плотность стекла зависит от его химического состава. Считается, что минимальную плотность имеет кварцевое стекло - 2200 кг/м³. Менее плотными являются боросиликатные стекла; и, напротив, плотность стекол, содержащих оксиды свинца, висмута,тантала достигает 7500 кг/м3. Плотность обычных натрий-кальций-силикатных стекол, в том числе оконных, колеблется в пределах 2500 - 2600 кг/м³. При повышении температуры с комнатной до 1300°С плотность большинства стекол уменьшается на 6 - 12%, т.е. в среднем на каждые 100°С плотность уменьшается на 15 кг/м³. Табличным значением плотности стекла является диапазон от 2400 до 2800 кг/м³.

§ Упругость стекол также зависит от их химического состава и может изменяться от 48*10³ до 12*10⁴ МПа. Например, у кварцевого стекла упругость составляет 71,4*10³ МПа. Для увеличения упругости оксида кремния частично замещают оксидами кальция,алюминия, магния, бора. Напротив, оксиды металлов снижают модуль упругости, так как прочность связей МеO значительно ниже прочности связи SiО. Модуль сдвига 20 00 - 30 000 МПа, коэффициент Пуассона 0,25

§ Прочность: У обычных стекол предел прочности на сжатие составляет от 500 до 2000 МПа (у оконного стекла около 1000 МПа). Предел прочности на растяжение у стекла значительно меньше, именно поэтому предел прочности стекла при изгибе измеряют пределом прочности при растяжении. Данная прочность колеблется в пределах от 35 до 100 МПа. Путем закаливания стекла удается повысить его прочность в 3 - 4 раза. Также значительно повышает прочность стекол обработка их поверхности химическими реагентами с целью удаления дефектов поверхности (мельчайших трещин, царапин и т.д.).

§ Твердость стекла, как и многие другие свойства, будет зависеть от примесей. По шкале Мооса она составляет 6-7 Ед, что находится между твердостью апатита и кварца. Наиболее твердыми являются кварцевое и малощелочное боросиликатное стекло. С увеличением содержания щелочных оксидов твердость стекла снижается. Наиболее мягкими будет свинцовое стекла.

§ Хрупкость В области относительно низких температур (ниже температуры плавления) стекло разрушается от механического воздействия без заметной пластической деформации и, таким образом, относится к идеально хрупким материалам (наряду с алмазом и кварцем). Данное свойство может быть отражено удельной ударной вязкостью. Как и в предыдущих случаях, изменение химического состава позволяет регулировать и это свойство: например, введение брома повышает прочность на удар почти вдвое. Для силикатных стекол ударная вязкость составляет от 1,5 до 2 кН/м, что в 100 раз уступает железу.

§ Теплопроводность стекла весьма незначительна и равна 0,0017—0,032 кал/(см*с*град) или от 0,711 до 13,39 Вт/(м*K). У оконных стекол эта цифра равна 0,0023 (0,96).

Улучшение свойств стекла

Основной недостаток обычных стёкол — хрупкость. Для того, чтобы расширить сферу применения стекла, его подвергают закалке (закалённое стекло), создают многослойные композиты (триплекс). Армирование, вопреки распространенному мнению, ослабляет стекло, делает его более хрупким по сравнению с таким же монолитным стеклом

2.1. Отличительные особенности стекла от других видов материалов

………………………………………………………………………………………………………