Сторінка
2

Скло

Крихкість

Тендітними називаються матеріали, що раптово руйнуються при невеликому перевищенні межі міцності. Звичайно крихкість скла виражають межею його міцності при ударі, причому за ударну міцність скла приймають сумарну роботу ударів, віднесену до одиниця об'єму зразка. Крихкість скла залежить від його товщини: зі збільшенням останній міцність скла при ударі зростає.

Значний вплив на ударну міцність скла робить його термічна обробка. Міцність загартованих зразків скла в 5-7 разів більше міцності таких же, але нормально відпалених зразків. Однак установлено, що надмірно тривалий обпалювання скла приблизно в 2-2,5 рази збільшує його ударну міцність.

Відомо, що введення до складу скла, окису Mg чи кремнезему збільшує межу міцності скла при ударі.

Щільність

Щільність скла – важлива фізична величина, від якої залежать тепловий, оптичні і ряд інших його властивостей. Найменшу щільність має кварцове скло (2,203 г/см3), найбільшу – скло з високим змістом Pb (до 7 г/см3). Щільність звичайного листового скла при кімнатній температурі в середньому дорівнює 2,5 г/см3 (2,45-2,55 г/см3). З підвищенням температури вона зменшується.

Термічні властивості скла

Найголовнішими термічними властивостями скла є теплоємність, коефіцієнт термічного розширення і термічна стійкість.

Термічною стійкістю називається здатність матеріалу витримувати різкі зміни температури не руйнуючи і не утворити тріщин. Скла значно краще витримують різке нагрівання, чим різке охолодження. Це порозумівається тим, що при нагріванні в зовнішніх шарах скла розвиваються менш небезпечні для цього матеріали напруги стиску, тому що зовнішні шари як би стягаються внутрішніми більш холодними шарами, що не дають їм розширюватися навпаки, під впливом охолодження зовнішні шари прагнуть затися, але скоротитися до кінця відповідно законам розширення вони не можуть, тому що внутрішні менш остиглі шари перешкоджають цьому.

Виникаючі при цьому в зовнішніх шарах скла розтяжні зусилля є для нього найбільш небезпечними, якщо врахувати, що скло має значно меншу міцність при розтяганні, чим при стиску.

Електричні властивості

До найголовніших електричних властивостей скла відносяться електропровідність, діелектричні втрати, діелектрична проникність і діелектрична міцність.

При нормальній температурі скла є провідниками електрики другого роду, їхня електропровідність незначна, тому багато стекол можуть служити ізоляторами. Однак, при підвищеній температурі і струмах високої напруги електропровідність скла значно зростає.

Оптичні властивості

До оптичних властивостей стекол відносяться пропущення, поглинання, переломлення, розсіювання і відображення світла, що є результатом взаємодії електромагнітного випромінювання зі склом. Для листового скла товщиною 10мм пропущення світла складає 88-90%, поглинання коливається від 0,5 до 3% у залежності від змісту домішок барвних компонентів, відображення дорівнює 8-9%. Висока прозорість листового скла обумовлена тим, що скло є однорідним і однофазним середовищем, відсутні границі розділу фаз, що можуть викликати розсіювання світла. Оптичні властивості характеризуються показником переломлення, що виражається відношенням синуса кута падіння до синуса кута переломлення світлового променя. Це відношення залежить від природи суміжних середовищ і довжин хвиль променів, але не залежить від кута падіння, тобто n=const.

Показник переломлення скла залежить від ряду факторів, головним чином, від щільності скла, а отже від його хімічного складу і структури. Чим вище щільність скла, тим менше швидкість поширення світла.

Хімічна стійкість

Хімічна стійкість листового скла до впливу агресивних середовищ має значення головним чином з погляду збереження якості його поверхні в умовах транспортування і збереження. Листове скло для остекління зовнішніх світлових прорізів будинків і засобів транспорту, будучи хімічно стійким матеріалом, служить цілком задовільно протягом багатьох десятиліть. Продукти його руйнування, що утворяться при впливі атмосфери і вологи, легко змиваються з зовнішньої поверхні (при цьому не виявляються які або видимі ознаки зміни), а виникаючі на поверхні плівка гелю кремнекислоти згодом ущільнюється і захищає скло від подальшого гідролізу.

Умова служби листового скла усередині приміщень ще більш сприятливі. При тривалому чи збереженні транспортуванні упакованого скла, особливо в умовах підвищеної вологості між окремими аркушами, які знаходяться в безпосередньому чи контакті на незначній відстані один від іншого, під впливом вологи утворяться розчини високої концентрації, що взаємодіючи зі склом, викликають появу на поверхні його райдужних і білих плям. В запобіганні цього скло необхідно зберігати в сухих приміщеннях.

У прийнятій класифікації хімічної стійкості скло поділяють на 5 гідролитичних класів.

Використана література:

· Енциклопедія юного хіміка. – К., 2000

· Цікава хімія. – М., 1989.

· Цікава фізика. – М., 1990.