glas är ett styvt material bildat genom att värma en blandning av torra material till ett visköst tillstånd och sedan kyla ingredienserna tillräckligt snabbt för att förhindra en vanlig kristallin struktur. När glaset kyler blir atomerna låsta i ett oordnat tillstånd som en vätska innan de kan bildas till det perfekta %%kristall%% % – arrangemanget av ett fast ämne. Att varken vara en vätska eller en fast, men dela egenskaperna hos båda, glas är sitt eget tillstånd av materia.,
tre klassiska tillstånd av materia
gasformigt tillstånd: enskilda molekyler separerade från varandra med relativt stora avstånd och rör sig på ett kaotiskt sätt. Ingen interaktion mellan molekyler förutom kollisioner med varandra.
flytande tillstånd: molekyler hålls nära attraktiva krafter, men hålls inte fast i position. De rör sig om, byter från ett oordnat tillstånd till ett annat.
kristallint tillstånd: starka attraktiva krafter håller molekylerna fast i position., Varje molekyl upptar en bestämd position, i en perfekt beställd tredimensionell gitter.
kvarts (en fast) vs. glasstruktur (i glasartat tillstånd)
glasögon har kristallens mekaniska styvhet, men det slumpmässiga oordnade arrangemanget av molekyler som karakteriserar vätskor.,
från flaskor till rymdfarkoster fönster, glasprodukter inkluderar tre material (klocka: råvaror av glas):
1) tidigare – detta är den viktigaste komponenten i glas, som måste värmas till en mycket hög temperatur för att bli trögflytande. Kiseldioxid (som finns i sand) är den vanligaste tidigare.
2) Flux – hjälper formers %%smälta%% vid lägre temperaturer. Detta är vanligtvis soda eller potash, som traditionellt gjordes av marina växtaska eller genom att bränna bracken eller träd.,
3) stabilisator-håller det färdiga glaset från att lösa upp, smula eller bilda oönskade kristaller. Kalciumoxid i form av kalksten, ett mineral, är en vanlig stabilisator.
blandningen av torra material som används för att bilda glas kallas satsen. Batch upphettas i en ugn till ca 2400F. krossat glas, som kallas cullet, läggs till partiet för att underlätta smältprocessen. En obalans i satsen på grund av ett överskott av alkaliskt flöde eller för lite stabilisator kommer att orsaka crizzling, en kemisk instabilitet som resulterar i ett fint nätverk av sprickor och försämring av glaset.,
glasets färg kan ändras genom att lägga till metalloxider i satsen (klocka: färgglas). Exempel på vanliga färgämnen är:
Järnfärger glas grön.
koppar – färger glas ljusblå.
mangandioxid – kan avfärga färgade glasögon. Men i högre mängder kan detta element skapa lila och i ännu högre mängder glas som verkar svart.
kobolt – färger glas mörkblå.
guld – färger glas djupröd, som rubiner (klocka: guld Ruby bägare).
speciella typer av glas
kemisk sammansättning bestämmer vad ett glas kan göra., Det finns redan tiotusentals fungerande glaskompositioner och nya utvecklas varje dag. Följande element bidrar till att skapa speciella typer av glas.
borhjälpmedel vid framställning av borosilikatglas, ett glas som är känt för sitt motstånd mot termisk chock. Glas kokkärl och porslin är de mest kända tillämpningar av detta glas (se: ^^96.4.167^^).
glödgning
omedelbart efter att glasögonen har bildats, är de oftast glödgade eller långsamt och jämnt kylda för att minska inre spänningar (klocka: glödgning och spänning i glas)., Om ett område av en bit glas är tjock (vistas varmare längre) och ett annat område är tunn (kyla ner snabbt), och att bit av glas inte är ordentligt glödgad, den branta temperaturgradienten mellan dessa områden orsakar stress och pjäsen kommer sannolikt att spricka isär.
Glasegenskaper
mekaniskt starkt
glas har stor inneboende styrka. Försvagad endast av ytfel, vilket ger vardagligt glas sitt bräckliga rykte. Speciell härdning kan minimera ytbrister.
hård
yta %%motstår%% repor och skrubbsår.,
elastisk
ger under stress—upp till en brytpunkt—men återhämtar sig exakt till sin ursprungliga form.
kemisk korrosionsbeständig
påverkas av få kemikalier. %%Motstår% % % mest industriella och livsmedelssyror.
termisk stöttålig
tål intensiv värme eller kyla samt plötsliga temperaturförändringar.
värmeabsorberande
behåller värme, snarare än utför den. Absorberar värme bättre än % % metall%%%.
optiska egenskaper
reflekterar, böjer, sänder och absorberar ljus med stor noggrannhet.
elektrisk isolering
starkt %%motstår%% elektrisk ström., Lagrar El mycket effektivt.
Publicerad den 2 December 2011