szkło jest sztywnym materiałem powstałym przez podgrzanie mieszanki suchych materiałów do stanu lepkiego, a następnie schłodzenie składników wystarczająco szybko, aby zapobiec regularnej strukturze krystalicznej. Gdy szkło chłodzi, Atomy stają się zablokowane w stanie nieuporządkowanym jak ciecz, zanim mogą tworzyć się w idealny układ%% kryształu % % ciała stałego. Nie będąc ani cieczą, ani ciałem stałym, ale dzieląc cechy obu, szkło jest własnym stanem materii.,
trzy klasyczne stany materii
stan gazowy: pojedyncze cząsteczki oddzielone od siebie stosunkowo dużymi odległościami i poruszające się w sposób chaotyczny. Brak interakcji między cząsteczkami z wyjątkiem kolizji ze sobą.
stan ciekły: cząsteczki są trzymane blisko przez siły przyciągające, ale nie są trzymane sztywno w pozycji. Poruszają się, przechodząc z jednego nieuporządkowanego stanu do drugiego.
Stan krystaliczny: silne siły przyciągające utrzymują cząsteczki sztywno w pozycji., Każda cząsteczka zajmuje określoną pozycję, w idealnie uporządkowanej trójwymiarowej siatce.
Kwarc (ciało stałe) a struktura szkła (w stanie szklistym)
okulary mają mechaniczną sztywność kryształów, ale losowy nieuporządkowany układ cząsteczek, który charakteryzuje ciecze.,
od butelek do okien statków kosmicznych produkty szklane obejmują trzy materiały (patrz: surowce ze szkła):
1) Były – jest to główny składnik szkła, które musi być podgrzewane do bardzo wysokiej temperatury, aby stać się lepkie. Dwutlenek krzemu (zawarty w piasku)jest najczęstszym pierwszym.
2) topnik-pomaga formowaczom % % stopić% % w niższych temperaturach. Jest to zwykle soda kalcynowana lub potaż, który tradycyjnie był wytwarzany z popiołów roślin morskich, lub przez spalanie słonawych lub drzew, odpowiednio.,
3) Stabilizator-utrzymuje gotowe szkło przed rozpuszczeniem, kruszeniem lub tworzeniem niechcianych kryształów. Tlenek wapnia w postaci wapienia, minerału, jest powszechnym stabilizatorem.
mieszanka suchych materiałów użytych do formowania szkła nazywana jest wsadem. Partia jest podgrzewana w piecu do około 2400F. rozbite szkło, zwane stłuczki szklanej, dodaje się do partii w celu ułatwienia procesu topienia. Brak równowagi w partii z powodu nadmiaru strumienia alkalicznego lub zbyt małej ilości stabilizatora spowoduje kryzzling, niestabilność chemiczną powodującą delikatną sieć pęknięć i pogorszenie szkła.,
Kolor Szkła można zmienić, dodając do partii tlenki metaliczne (patrz: barwienie szkła). Przykładami popularnych barwników są:
żelazo – Kolory glass green.
Miedź – Kolory szkła jasnoniebieskie.
dwutlenek manganu – może odbarwiać kolorowe okulary. Jednak w większych ilościach ten element może tworzyć fioletowe, a w jeszcze większych ilościach szkło, które wydaje się czarne.
kobalt – Kolory szkła ciemnoniebieskie.
złoto-Kolory szkła głębokiej czerwieni, jak rubiny (patrz: Złoty rubinowy kielich).
specjalne rodzaje szkła
skład chemiczny określa, co może zrobić szkło., Są już dziesiątki tysięcy wykonalnych kompozycji szklanych i codziennie powstają nowe. Poniższe elementy pomagają stworzyć specjalne rodzaje szkła.
Bor pomaga w produkcji szkła borokrzemianowego, szkła znanego ze swojej odporności na szok termiczny. Szklane naczynia kuchenne i laboratoryjne są najbardziej znanymi zastosowaniami tego szkła (patrz: ^^96.4.167^^).
wyżarzanie
bezpośrednio po uformowaniu szkła najczęściej są one wyżarzane lub powoli i równomiernie chłodzone w celu zmniejszenia naprężeń wewnętrznych (patrz: wyżarzanie i napięcie w szkle)., Jeśli jeden obszar kawałka szkła jest gruby (pobyt cieplejszy dłużej) i inny obszar jest cienki (schładzanie szybko), a ten kawałek szkła nie jest odpowiednio wyżarzany, stromy gradient temperatury między tymi obszarami powoduje stres i kawałek najprawdopodobniej pęknie.
właściwości szkła
mechanicznie mocne
szkło ma wielką wrodzoną wytrzymałość. Osłabione tylko przez niedoskonałości powierzchni, które nadają szkłu codziennemu delikatną reputację. Specjalne odpuszczanie może zminimalizować wady powierzchni.
twarda
powierzchnia %%odporna na zarysowania i otarcia.,
elastyczna
daje pod naprężeniem—do punktu zerwania—ale odbija się dokładnie do swojego pierwotnego kształtu.
odporny na korozję chemiczną
%% Odporny% % większość kwasów przemysłowych i spożywczych.
odporny na szok termiczny
wytrzymuje intensywne ciepło lub zimno, a także nagłe zmiany temperatury.
Heat-Absorbent
zatrzymuje ciepło, a nie przewodzi je. Pochłania ciepło lepiej niż % % metal%%.
właściwości optyczne
odbija, wygina, przepuszcza i pochłania światło z dużą dokładnością.
izolacja elektryczna
, Magazynuje energię elektryczną bardzo wydajnie.
Opublikowano 2 grudnia 2011