Стекло Твердое вещество получающееся в результате охлаждения расплава

Стекло Твердое вещество, получающееся в результате охлаждения расплава смесей оксидов и бескислородных соединений с высокой вязкостью.

Стекло сопутствует человеку на всех этапах его истории. Начало стеклоделия теряется в глубине веков. Наиболее ранняя теория происхождения стекла предложена Плинием Старшим (78 г. н. э. ). «Существует предание, – пишет Плиний, – будто бы к устью реки пристал корабль торговцев содой. Рассевшись по берегу, они готовили обед, и поскольку не оказалось камней, чтобы подставить под котелки, они подложили куски соды; когда эти последние разогрелись и смешались с береговым песком, тогда потекли ручьи новой жидкости, что и явилось началом стекла» .

Сейчас стекло получают на современных автоматизированных заводах, и нас поражает не только его прозрачность и твердость, но и удивительно низкая стоимость. Химикитехнологи научились создавать стекло практически без отходов: побочные продукты реакции вновь возвращаются в производство, уменьшая количество исходных веществ и удешевляя процесс изготовления стекла.

Существует четыре типа стекла: жидкое органическое типичное кварцевое

Жидкое стекло получают сплавлением оксида кремния(IV) со щелочами и карбонатами: Пропитанные жидким стеклом изделия из дерева и тканей плохо загораются, поэтому таким способом обрабатывают материалы, идущие на изготовление театральных декораций.

Чтобы стекло было нерастворимым в воде, в него вводят третий компонент – известняк Ca. CO 3: Химический состав оконного стекла отвечает формуле: Na 2 O • Ca. O • 6 Si. O 2 (Na 2 O – 12, 9%, Ca. O – 11, 6% , Si. O 2 – 75, 5%), однако на практике наблюдаются отклонения от этого состава.

В состав стекла входят оксиды Si. O 2, Na 2 O и Ca. О. Они образуют сложные соединения – силикаты, которые являются натриевыми и кальциевыми солями кремниевой кислоты. В стекло вместо Na 2 O с успехом можно вводить K 2 О, а Ca. О может быть заменен Mg. O, Pb. O, Zn. O, Ba. O. Часть кремнезема можно заменить на оксид бора или оксид фосфора (введением соединений борной или фосфорной кислот). В каждом стекле содержится немного глинозема Al 2 O 3, попадающего из стенок стекловаренного сосуда. Иногда его добавляют специально. Каждый из перечисленных оксидов обеспечивает стеклу специфические свойства. Поэтому, варьируя этими оксидами и их количеством, получают стекла с заданными свойствами.

Состав (в%) некоторых типичных промышленных стекол. Стекло Si 02 B 2 O 3 Al 2 O 3 Na 2 O K 2 О Ca. О Mg. O Pb 3 O 4 Ва. О Zn. O Оконное 72 – 2 14 – 9 3 – – – Бутылочное 70 – 3 17 – 8 2 – – – Хрустальное 56 – – – 11 – – 33 – – Лабораторно е 85 9 2 4 – – – Оптическое 34 13 3 – – – 46 4

При варке стекла первым плавится оксид щелочного металла, после чего в этом расплаве начинают растворяться зерна кварца и известняка, вступая в химическое взаимодействие. Поэтому чем больше в стекле оксидов щелочных металлов, тем при меньших температурах оно плавится. Процесс варки стеклоделы делят на три стадии: провар шихты, осветление (удаление «мошки» и «свилей» ), студка – осторожное охлаждение.

Охлаждение стекла, а точнее изделия из него проводят медленно, чтобы избежать в нем напряжений. При быстром охлаждении стекла поверхностные слои тела затвердевают и могут иметь температуру, близкую к комнатной, а внутренние части, вследствие низкой теплопроводности, могут иметь температуру до 1000°C.

Окраску стекла осуществляют введением в него оксидов некоторых металлов или образованием коллоидных частиц определенных элементов. Так, золото и медь при коллоидном распределении окрашивают стекло в красный цвет. Такие стекла называют золотым и медным рубином соответственно. Серебро в коллоидном состоянии окрашивает стекло в желтый цвет. Хорошим красителем является селен. В коллоидном состоянии он окрашивает стекло в розовый цвет.

Применение стекла Главный потребитель стекла в настоящее время – строительная индустрия. Больше половины всего вырабатываемого стекла приходится на оконное для остекления зданий и транспортных средств: автомашин, железнодорожных вагонов, трамваев, троллейбусов. Кроме того, стекло используют в качестве стенового и отделочного материала в виде пустотелых кирпичей, блоков из пеностекла, а также облицовочных плиток.

Примерно треть производимого стекла идет на изготовление сосудов различного типа и назначения. Это прежде всего стеклянная тара – бутылки и банки. В большом количестве стекло расходуется на изготовление столовой посуды. Стекло пока незаменимо для производства химической посуды. В довольно большом количестве из стекла изготавливают вату, волокно и ткани для тепловой и электрической изоляции.