Учнем 9-го класу
Загальна характеристика скла.
Скло, твердий аморфний матеріал, отриманий в процесі переохолодження розплаву. Для скла характерна оборотність переходу з рідкого стану в метастабильное, нестійке склоподібного стану. При певних температурних умовах кристалізується. Скло не плавиться при нагріванні подібно кристалічним тілах, а розм'якшується, послідовно переходячи з твердого стану в пластичне, а потім в рідке. По агрегатному стані скло займає проміжне положення між рідким і кристалічним речовинами. Пружні властивості роблять скло подібним з твердими кристалічними тілами, а відсутність кристалографічної симетрії (і пов'язана з цим изотропность) наближає до рідких. Схильність до утворення скла характерна для багатьох речовин (селен, сірка, силікати, борати та ін.).
Склом називають також окремі групи виробів зі скла, наприклад будівельне скло, тарне скло, хіміко-лабораторне скло та ін. Вироби зі скла можуть бути прозорими або непрозорими, безбарвними або забарвленими, люминесцировать під впливом, наприклад, ультрафіолетового і g-випромінювання, пропускати або поглинати ультрафіолетові промені і т.д. Найбільшого поширення набуло неорганічне скло, що характеризується високими механічними тепловими, хімічними та ін. Властивостями. Основна маса неорганічного скла випускається для будівництва (головним чином листове) і для виготовлення тари. Ці види продукції отримують переважно зі скла на основі двоокису кремнію (силікатне скло); застосування знаходять також і ін. кисневі (оксидні) скла, до складу яких входять оксиди фосфору, алюмінію, бору і т.д. До безкисневим неорганічним стеклам відносяться скла на основі халькогенідів миш'яку (As2S3), сурми (Sb2Se3) і т.д. галогенідів берилію (BeFz) і т.д.По призначенням розрізняють: будівельне скло (віконне, візерункове, скляні блоки і т.д.), тарне скло, скло технічне (кварцове скло, світлотехнічне скло, скляне волокно і т.д.) , сортове скло і т.д. Виробляються скла, що захищають від іонізуючих випромінювань, скла індикаторів проникаючої радіації, фотохромні скла зі змінним світлопропускання, скло, яке використовується в якості лазерних матеріалів, увіолеве скло, піноскло, розчинне скло та ін. Розчинне скло, що містить близько 75% 3102, 24% Na2O і ін. компоненти, утворює з водою клейку рідина (рідке скло); використовується як ущільнюючий засіб, наприклад, для виготовлення силікатних фарб, конторського клею, як диспергаторів і миючих засобів, для просочення тканин, паперу та ін. Хімічний склад деяких видів скла наведено в таблиці.
Фізико-хіміческіесвойства скла. Властивості скла залежать від поєднання вхідних в їх склад компонентів. Найбільш характерна властивість скла - прозорість (прозорість віконного скла 83-90%, а оптичного скла - до 99,95%). Скло типово тендітне тіло, дуже чутливе до механічних дій, особливо ударних, проте опір стиску у скла таке ж, як у чавуну. Для підвищення міцності скло піддають зміцнення (гарт, іонний обмін, при якому на поверхні скла відбувається заміна іонів, наприклад натрію, на іони літію або калію, хімічна і термохімічних обробка та ін.), Що послаблює дію поверхневих мікротріщин (тріщини Гріффітса), що виникають на поверхні скла в результаті впливу навколишнього середовища (температура, вологість і ін.) і є концентраторами напружень, і дозволяє підвищити міцність скла в 4-50 разів. Зазвичай для усунення впливу мікротріщин застосовують підбурювання чи стиснення поверхневого шару. При стравлювання дефектний шар розчиняється плавиковою кислотою, а на оголився бездефектний шар наноситься захисна плівка, наприклад з полімерів. При загартуванню поверхневий шар стискається, що перешкоджає розкриттю тріщин. Щільність скла 2200-8000 кг / м 3. твердість за мінералогічною шкалою 4,5-7,5, мікротвердість 4-10 Гн / м 2. модуль пружності 50-85 Гн / м 2. Межа міцності скла при стисненні дорівнює 0,5 -2 Гн / м 2. при вигині 30-90 Гн / м 2. при ударному вигині 1,5-2 Гн / м 2. Теплоємність скла 0,3-1 кДж / кг - К, термостійкість 80 ° - 1000 ° С , температурний коефіцієнт розширення (0,56-12) 10 9 1 / К. Коефіцієнт теплопровідності скла мало залежить від його хімічного складу і дорівнює 0,7-1,3 Вт / (м. К). Коефіцієнт заломлення 1,4-2,2, електрична провідність 10 -8 -10 -18 Ом -1. см 1. діелектрична проникність 3,8-16.
Будівельне скло, вироби зі скла, застосовувані для скління світлових отворів, влаштування прозорих і напівпрозорих перегородок, облицювання та оздоблення стін, сходів та ін. Частин будівель. До будівельного скла відносять також тепло- і звукоізоляційні матеріали (піноскло і скловата) і скляні труби. Будівельне скло поділяють на листове віконне скло, поліроване, вітринне, армоване, візерункове, кольорове, профільоване, склоблоки, склопакети, марблит, коврово-мозаїчне, увіолеве скло, стемалит і деякі ін. Види.
Віконне будівельне скло виробляється у вигляді плоских листів розміром від 400 Х 400 до 1600 Х 2200 мм і товщиною від 2 до 6 мм, щільність 2470-2500 кг / м 2 середня міцність при симетричному згині 40Мн / м 2 (400 кгс / см 2) , світлопропускання 84-87%.
Поліроване будівельне скло володіє мінімальними оптичними спотвореннями, застосовується для скління вітрин і віконних прорізів в громадських будівлях, для дзеркал і т.д. З полірованого загартованого скла товщиною 10-20 мм виготовляють скляні полотна для дверей розміром від 2200 Х 700 до 2600 Х 1040 мм.
Візерункове будівельне скло має з одного боку рифлену поверхню, призначається для розсіювання світла. Розміри його від 400 Х 400 до 1200 Х 1800 мм при товщині 3-6,5 мм. Візерункове будівельне скло з матовим або «морозним» малюнком використовують для скління сходових клітин, внутрішніх перегородок.
Кольорове будівельне скло може бути пофарбованим по всій товщині або складатися з 2 шарів - основного безбарвного і тонкого кольорового: застосовують для вітражів, декорування меблів, скління будівель.
Профільоване будівельне скло - скло з профілем швеллерного або коробчатого типу (стекор). Застосовується як стіновий матеріал (гаражі, кіоски, автобусні зупинки і т.д.), товщина 6 мм, світлопропускання 0,6-0,75%.
Марбліт - прокатане глушіння кольорове будівельне скло для облицювання стін внутрішніх приміщень промислових і громадських будівель.
Скляні труби застосовуються в якості трубопроводів на заводах хімічної і харчової промисловості і в сільському господарстві; характеризуються підвищеною корозійною стійкістю в порівнянні з металевими. Втрати на тертя при протіканні рідини в скляних трубах на 22% нижче, ніж у нових чавунних, і на 6,5% нижче, ніж у нових сталевих. Скляні труби випускаються з внутрішнім діаметром від 38 до 200 мм.
Скло оптичне - прозоре скло будь-якого хімічного складу, що володіє високим ступенем однорідності. З здобудуть 46,4% РЬО, 47,0% Si0 і інші оксиди; крони - 72% SiO лужні та інші оксиди.
Оптичне скло застосовується для виготовлення лінз, призм, кювет та ін.
Скло будівельне - вироби зі скла, застосовувані в будівництві. Будівельне скло служить для скління світлових прорізів, пристрої прозрач-них і напівпрозорих перегородок, облицювання та оздоблення стін, сходів і інших частин будівель. До будівельних стекол, відносять також тепло- і звукоізоляційні матеріали зі скла (піноскло і скляна вата), скляні труби для прихованої Електроприв-горілки, Водоп ровода, каналізації та інших цілей, архітектурні деталі, елементи стекложелезобетонних перекриттів і т. Д. Б Ольша частина ассор-тімент будівельного стікала служить для скління світлових проё-мов: листове віконне скло, дзеркальне, ри флё-ве, армоване, візерункове, двошарові е, порожньо-телие блоки та ін. Той же асортимент скла може бути використаний і для пристрою прозорих і напівпрозорих перегородок.
Листове віконне скло. найбільш широко застосовується в будівництві, вирабати-ється з розплавленої скломаси, головним чином вер-тікальним або горизонтальн им безперервним витя-гіваніем стрічки, від якої в міру її охолодження і затвердіння відрізаються від одн ого кін ца листи требує мих розмірів. Істотний-ним н едостатком листового віконного ого скла являє-ся наявність деякої хвилястості, спотворює перед-мети, Популярні через нього (в особі нности під гострим кутом).
Дзеркальне скло обробляється шліфування м і поліруванням по обидва боки, благо-даруючи чому воно володіє мінімальними оптичним спотвореннями. З овременного найбільш поширеною-нённий спосіб виробництва дзеркального скла полягає в горизонтальній безперервної прокатки скломаси між двома валами, відпалі отформо-ванною стрічки в тунельної печі, шліфовці і полі-ровке на механізованих і автоматизований них конвеєрних установках. Дзеркальне скло изго-товляется товщиною від 4 мм і вище (в особливих слу-чаях - до 40 мм), для варіння його примі няют високо-якісні матеріали, тому воно про бладает т і більше високим світлопропускання, че м звичайне віконне скло; застосовується головним обр азом для скління вікон і дві рей в громадських здани ях, вітрин і для виготовлен -н ія дзеркал; механічні еские властивості мало відрізняються від механіч еских властивостей віконного скла.
Прокатних е візерункове скло має мереживну поверхню, п олучают мую п утём про-катки між двома валками, один з яких ріфлё -ний; виробляти ться як безбарвне, так і кольорове; примі няется в тих випадках, коли потрібно напів-чить розсіяний ний світло.
Візерункове скло з матовими або «морозним» малюнком примі няется для внутрішніх перегородок, дверних фільонок і сході-клен сходові ічних клітин; виготовляється шляхом обробки поверхні віконного або дзеркального скла. Матовий малюнок виходить обробкою поверхні струмені й піску під шаблон. Рисун ок, що нагадує морозний візерунок на склі, отримують нанесенням на поверхню шару тваринного клею, який в процесі сушіння відривається разом з верх-ними шарами скла.
Армоване скло містить в тол-ще своєї дротяну сітку; воно міцніше, ніж звичайне; при розбиванні ударами або розтріскування під час пожежі осколки його розсипаються, будучи пов'язаними арматурою; тому армований-ве скло застосува яют для скління фон Арей промислові их і громадських буд ий, кабін підйомників, сходові ічних клітин, прорізів протипожежних стін. Виробляється методом неодмінно-ривного прокату між валками з закачуванням про-Волочна се тки, змотуваної з окремого бару-бана. Хвилясте армоване скло, за формою напомінающе е хвиль істие азбестоцементні листи, застосовується для влаштування перегородок, ліхтарів, пе рекритія скляних их галерей і пасажі й.
Здвоєні (пакетні і) сте кла з воз-душно ой або светорассеивающей прошарком (н апример, з скляних ого волокна) мають гарні теп-лоізоляціоннимі властивостями; виготовляю ться шляхом склейки 2 віконних сте кол з прокладний рамкою. Тол-щина здвоєні них сте кол з повітряним прошарком 12-15 мм.
Пустотілі скляні блокіізготовляются шляхом пресування і последующе й зварювання двох скляних полукоробок; застосува яются для заповнення світлових прорізів, головним чином в промисло шлен буд иях; забезпечують хорошу осве-щённость робочих місць і мають високі тепло-ізоляційні властивості. Укладання блоків в отвори виробляється на будівельному розчині в вигляді панелей, перев'язаний них металевими переп ле-тами.
Облицювальне скло (марблит) перед- ставлять собою не прозорого е кольорові е листове скло. Виготовляється шляхом періодичної еской прокатки скломаси на ливарному столі з подальшим від-жігом в Тунне льних печах. Застосува яется для від-ділки фасадів та інтер'єрів житлових і громадських будівель. До облицювальної склу відноситься також кольорове металізоване скло.
Скло кварцове - містить не менше 99% SiO - (кварцу). Кварцові скло виплав-ляють при температурі понад 1700 ° С з найчистіших різновидів кристал-вої кварцу, гірського кришталю, жильного кварцу або чистих кварцових пісків. Кварцові скло пропускає ультрафіолет-ші промені, має дуже високу темпера-туру плавлення, завдяки невеликому коефіцієнту розширення витримує різку зміну температур, стійке по відношенню до води і кислотам. Кварцові скло застосовують для виготовлення лабораторні-ної посуду, тиглів, оптичних прилади-рів, ізоляційних матеріалів, ртутних ламп ( «гірське сонце»), що застосовуються в медицині та ін.
Стеклоорганіческое (плескіт-глас) - прозора безбарвна пласти-чна маса, що утворюється при полімерних-ризації метилового ефіру метакрилової кислоти. Лег-ко піддається механічній обробці. Застосовується як листове скло в авіа- і машинобудуванні, для виготовлення побутових виробів, засобів захисту в ла-бораторіях і ін.
Скло рсстворімое - суміш сі-Ликата натрію і калію (або тільки натрію), водні розчини яких називаються вають рідким склом. Розчинне скло застосовують для виготовлення кислототривких цемен-тов і бетонів, для просочення тканин, виготовлення вогнезахисних фарб, силікагелю, для зміцнення слабких грунтів, канцелярського клею та ін.
Скло хіміко-лабораторне - скло, що володіє високою хі-мічного і термічну стійкість. Для підвищення цих властивостей до складу скла вводять оксиди цинку і бору.
Скловолокно - штучне волокно суворо циліндричної форми з гладкою поверхнею, що отримується ви-тягіваніем або розчленуванням розплав-ленного скла. Широко застосовується в хімічній промисловості для фільтрації гарячих кислих і лужних розчинів, очищення гарячого повітря і газів, виготовлення сальникових наби-вок в кислотних насосах, армування склопластиків і ін.
Основна вимога до оптичного скла-це висока мірою важливо ь одн ородності. Відсутність одно-народностей викликає відхилення променів світла від їх правильного шляху, що робить скло непридатним для його прямого призначення. Однорідність оптичного скла н ару-шается причинами химич еского і физич еского порядку. Хі-чна НЕ одн ородность обумовлена місцевими через черезтрансформаційних иями хімічного складу і усувається розмішуванням оптичного скла в процесі варіння. Фізична неоднозначних о-народностей викликається напругою, що виникають в процесі охолодження оптичного скла, і устран яется тщатель-ним відпалом. Оптичне скло повинне мати певні оптичні властивості-точні величини показників заломлення для променів різних довжин хвиль. Біль-шою ассортімен т оптичного скла з різними показниками заломлення і середньої дисперсією має величезне е значення при розрахунку і конструюванні оптичних систем для зниження їх дефектів, зокрема для знищення шкідливого впливу вторинного спектра і виправлені ня якості зображення.
Оптичні властивості скла залежать від його хімічного складу. Різноманітним поєднанням окислів вдається отримати скло з необхідними значеннями оптичних постійних. Деякі сорти оптичного скла, наприклад, н е містять кремнезему (основного що становить будь-якого скла), інші містять зазвичай застосовуються окислювачі, але в чре звичайн про великих кількостях. Прозорість оптичного скла повинна бути високою, близько 90-97% на 100 мм шляху променя в склі. Оптичне скло має бути хімічно стійким по відношенню до дії вологої ат-мосфери і до дії слабких кислот, характери-зує «пятнімость» їх, т. Е. Чутливість до дотику рук.
Для виробництва оптичного скла застосовуються такі ж сировинні матеріали, як і для інших типів ст екол. Однак вимоги до чистоти сировини досить високі. Особливо шкідливими примі сямі є сполуки заліза і хрому, що забарвлюють скло і збільшують його светопоглощепіе. Варка оптичного скла виробляється в одно-, двухгоршкових печах. Важ-кро операція у виробництві оптичного скла-розмішування скла в процесі варіння і, особливо в процесі охолодження. Для оброблення оптичного скла застосовуються три способи:
1) охолодження скла разом з горщиком з наступною розбивкою на шматки і формуванням цих шматків в нагрітому стані;
2) відливання скло-маси в залізну форму;
3) прокатка в лист відлитої на стіл скломаси.
Оптичні скла випускаються скло-вареними заводами у вигляді прямокутних шматків різних розмірів «плитки» і у вигляді заготовок - «пресування» (лінзи, призми).
До оптичним стеклам можна віднести також і спеціально окра-шенние кольорові перші сте кла, що застосовуються для виготов-лення точних све тофі льт рів, які у вигляді плоско-паралельних пластин часто застосовуються в оптичних приладах і служать для зміни спік-тральних ого складу проходить через них світла. Ці кольорові сте кла виготовляються на заводах оптичного скла тими ж прийомами, що і оптичне скло.
Дякую за реферат! Зроби паузу, студент, ось розважся: На іспиті з фізики професор намагається витягнути на позитивну оцінку недбайливого студента: - Ви можете назвати прізвище хоча б одного видатного фізика? - Звичайно, ви - професор. До речі, анекдот узятий з chatanekdotov.ru