Хімічний склад скла і його властивості

"Склом називають все аморфні тіла, одержувані шляхом переохолодження розплаву, незалежно від їх хімічного складу і температурної області затвердіння і володіють в результаті поступового збільшення в'язкості механічними властивостями твердих тіл, причому процес переходу з рідкого стану в склоподібний повинен бути оборотним". Це визначення скла, дане комісією з термінології при Академії наук СРСР, охоплює найбільш характерні властивості, притаманні будь-якій склоподібної системі.

Для склоподібного стану характерна наявність невеликих ділянок правильної впорядкованої структури, відсутність правильної просторової решітки, изотропность властивостей, відсутність певної температури плавлення.

Будівельне скло містить (%): 75-80% SiO 2. 10-15% CaO, Близько 15% Na 2 O.

Хімічна стійкість скла залежить від його складу, більш стійкими з силікатних стекол є такі, в яких міститься мало лужних оксидів. При заміні Na 2 O на двох-, трьох- і чотирьохвалентного оксиди хімічна стійкість скла підвищується.

Основними оптичними властивостями скла є: светопропускаемость (прозорість), світлозаломлення, відображення, розсіювання і ін. Звичайні силікатні скла добре пропускають всю видиму частину спектра і практично не пропускають ультрафіолетові та інфрачервоні промені. Змінюючи хімічний склад скла і його забарвлення, можна регулювати світлопропускання скла. Показник заломлення будівельного скла (1,46-1,53) визначає світлопропускання при різних кутах падіння світла. Так, при зміні кута падіння світла з 0 ° (перпендикулярно площині скла) до 75 ° світлопропускання скла зменшується з 92 до 50%.

Скло має високу міцність на стиск 700-1000 МПа і малою міцністю при - 35-85 МПа. Міцність загартованого скла в 3-4, іноді в 10-15 разів більше, ніж відпаленого.

Твердість звичайних силікатних стекол 5-7 за шкалою Мооса. Кварцові скло, а також боросилікатниє малощелочние скла мають високу стійкість.

Скло погано чинить опір удару, тобто воно крихке: міцність при ударному вигині становить близько 0,2 МПа. У загартованих зразків скла вона в 5-7 разів вище, ніж у відпалених. Присутність в склі борного ангідриду, окису магнію збільшує опір скла удару.

Теплоємність стекол визначається їх хімічним складом. При кімнатній температурі значення теплоємності перебувають в межах від 0,63 до 1,05 кДж / (кг · ° С).

На термічне розширення стекол також впливає хімічний склад. Найнижчий коефіцієнт температурного розширення у кварцового скла - 5,8 · 10 -7 1 / ° С, у звичайних будівельних стекол - 9 · 10 -6 -15 · 10 -6 1 / ° С.

Теплопровідність звичайного скла при температурі до 100 ° С становить 0,4-0,82 Вт / (м · ° С). найбільшу теплопровідність має кварцове скло - 1,340 Вт / (м · ° С). малою теплопровідністю володіють скла, що містять велику кількість лужних оксидів. Боросилікатниє скла мають високу термостійкість, найбільш термостійкі кварцове скло.

Скло піддається механічній обробці: його можна пиляти циркулярним пилами з алмазною набиванням, обточувати побідитовими різцями, різати алмазом, шліфувати, полірувати. У пластичному стані, при температурі 800-1000 ° С, скло піддається формуванню. Його можна видувати, витягати в листи, трубки, волокна, можна зварювати.