БОЛЬШАЯ СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ, БСЭ БОЛЬШАЯ СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ, БСЭ
Навигация:

Библиотека DJVU
Photogallery

БСЭ

Статистика:


Стекло

Значение слова "Стекло" в Большой Советской Энциклопедии


Стекло, твёрдый аморфный материал, полученный в процессе переохлаждения расплава. Для Стекло характерна обратимость перехода из жидкого состояния в метастабильное, неустойчивое
стеклообразное состояние. При определённых температурных условиях кристаллизуется. Стекло не плавится при нагревании подобно кристаллическим телам, а размягчается, последовательно переходя из твёрдого состояния в пластическое, а затем в жидкое. По агрегатному состоянию Стекло занимает промежуточное положение между жидким и кристаллическим веществами. Упругие свойства делают Стекло сходным с твёрдыми кристаллическими телами, а отсутствие кристаллографической симметрии (и связанная с этим изотропность) приближает к жидким. Склонность к образованию Стекло характерна для многих веществ (селен, сера, силикаты, бораты и др.).
Состав некоторых промышленных стекол<

 

Химический состав

Стекло

SiO2

B2О3

Al2O3

MgO

CaO

BaO

PbO

Na2O

K2O

Fe2O3

SO3

Оконное

71,8



2

4,1

6,7





14,8



0,1

0,5

Тарное

71,5



3,3

3,2

5,2





16



0,6

0,2

Посудное

74



0,5



7,45





16

2

0,05



Хрусталь

56,5



0,48



1



27

6

10

0,02



Химико-
лабораторное

68,4

2,7

3,9



8,5





9,4

7,1





Оптическое

41,4











53,2



5,4





Кварцоидное

96

3,5











0,5

 





Электрокол-
бочное

71,9





3,5

5,5

2



16,1

1





Электроваку-
умное

66,9

20,3

3,5









3,9

5,4





Медицинское

73

4

4,5

1

7





8,5

2





Жаростойкое

57,6



25

8

7,4







2





Термостойкое

80,5

12

2



0,5





4

1





Термометри-
ческое

57,1

10,1

20,6

4,6

7,6













Защитное

12











86

 

2





Радиационно-
стойкое

48,2

4

0,65



0,15

29,5



1

7,5





Стеклянное волокно

71



3—

3

8





15







  Стекло называют также отдельные группы изделий из Стекло, например строительное Стекло, тарное Стекло, химико-лабораторное Стекло и др. Изделия из Стекло могут быть прозрачными или непрозрачными, бесцветными или окрашенными, люминесцировать под воздействием, например, ультрафиолетового и g-излучения, пропускать или поглощать ультрафиолетовые лучи и т.д. Наибольшее распространение получило неорганическое Стекло, характеризующееся высокими механическими тепловыми, химическими и др. свойствами. Основная масса неорганического Стекло выпускается для строительства (главным образом листовое) и для изготовления тары. Эти виды продукции получают преимущественно из Стекло на основе двуокиси кремния (силикатное Стекло); применение находят также и др. кислородные (оксидные) Стекло, в состав которых входят окислы фосфора, алюминия, бора и т.д. К бескислородным неорганическим Стекло относятся Стекло на основе халькогенидов мышьяка (As2S3), сурьмы (Sb2Se3) и т.д., галогенидов бериллия (BeFz) и т.д. (см. также Полупроводники аморфные).

  По назначению различают: строительное стекло (оконное, узорчатое, стеклянные блоки и т.д.), тарное стекло, стекло техническое (кварцевое стекло, светотехническое стекло, стеклянное волокно и т.д.), сортовое стекло и т.д. Вырабатываются Стекло, защищающие от ионизирующих излучений, Стекло индикаторов проникающей радиации, фотохромные Стекло с переменным светопропусканием, Стекло, применяемое в качестве лазерных материалов, увиолевое стекло, пеностекло, растворимое Стекло и др. Растворимое Стекло, содержащее около 75% 3102, 24% Na2O и др. компоненты, образует с водой клейкую жидкость (жидкое Стекло); используется как уплотняющее средство, например для изготовления силикатных красок, конторского клея, в качестве диспергаторов и моющих средств, для пропитки тканей, бумаги и пр. Химический состав некоторых видов Стекло приведён в таблице.

  Физико-химические свойства Стекло Свойства Стекло зависят от сочетания входящих в их состав компонентов. Наиболее характерное свойство Стекло — прозрачность (светопрозрачность оконного Стекло 83—90%, а оптического стекла до 99,95%). Стекло типично хрупкое тело, весьма чувствительное к механическим воздействиям, особенно ударным, однако сопротивление сжатию у Стекло такое же, как у чугуна.

  Для повышения прочности Стекло подвергают упрочнению (закалка, ионный обмен, при котором на поверхности Стекло происходит замена ионов, например натрия, на ионы лития или калия, химическая и термохимическая обработка и др.), что ослабляет действие поверхностных микротрещин (трещины Гриффитса), возникающих на поверхности Стекло в результате воздействия окружающей среды (температура, влажность и пр.) и являющихся концентраторами напряжений, и позволяет повысить прочность Стекло в 4—50 раз. Обычно для устранения влияния микротрещин применяют стравливание или сжатие поверхностного слоя. При стравливании дефектный слой растворяется плавиковой кислотой, а на обнажившийся бездефектный слой наносится защитная плёнка, например из полимеров. При закалке поверхностный слой сжимается, что препятствует раскрытию трещин. Плотность Стекло 2200—8000 кг/м3, твёрдость по минералогической шкале 4,5—7,5, микротвёрдость 4—10 Гн/м2, модуль упругости 50—85 Гн/м2. Предел прочности Стекло при сжатии равен 0,5—2 Гн/м2, при изгибе 30—90 Гн/м2, при ударном изгибе 1,5—2 Гн/м2. Теплоёмкость Стекло 0,3—1 кдж/кг -К, термостойкость 80°— 1000 °С, температурный коэффициент расширения (0,56—12) 109 1/К. Коэффициент теплопроводности Стекло мало зависит от его химического состава и равен 0,7—1,3 вт/(м. К). Коэффициент преломления 1,4—2,2, электрическая проводимость 10-8—10-18 ом -1. см-1, диэлектрическая проницаемость 3,8—16.

  Технология Стекло производство Стекло состоит из следующих процессов: подготовки сырьевых компонентов, получения шихты, варки Стекло, охлаждения стекломассы, формования изделий, их отжига и обработки (термической, химической, механической). К главным компонентам относят стеклообразующие вещества (природные, например SiO2, и искусственные, например Na2CO3), содержащие основные (щелочные и щёлочноземельные) и кислотные окислы. Главный компонент большинства промышленных Стекло — кремнезём (кремния двуокись), содержание которого в Стекло составляет от 40 до 80% (по массе), а в кварцевых и кварцоидных от 96 до 100%. В стекловарении обычно в качестве источника кремнезёма используют кварцевые стекольные пески, которые в случае необходимости обогащают. Сырьём, содержащим борный ангидрид, являются борная кислота, бура и др. Глинозём вводится с полевыми шпатами, нефелином и т.д.; щелочные окислы — с кальцинированной содой и поташом; щёлочноземельные окислы — с мелом, доломитом и т.п. Вспомогательные компоненты — соединения, придающие то или иное свойство, например окраску, ускоряющие процесс варки и т.д. Например, соединения марганца, кобальта, хрома, никеля используются как красители, церия, неодима, празеодима, мышьяка, сурьмы — как обесцвечиватели и окислители, фтора, фосфора, олова, циркония — как глушители (вещества, вызывающие интенсивное светорассеяние); в качестве осветлителей применяют хлорид натрия, сульфат и нитрат аммония и др. Все компоненты перед варкой просеиваются, сушатся, при необходимости измельчаются, смешиваются до полностью однородной порошкообразной шихты, которая подаётся в стекловаренную печь.

  Процесс стекловарения условно разделяют на несколько стадий: силикатообразование, стеклообразование, осветление, гомогенизацию и охлаждение («студку»).

  При нагревании шихты вначале испаряется гигроскопическая и химически связанная вода. На стадии силикатообразования происходит термическое разложение компонентов, реакции в твёрдой и жидкой фазе с образованием силикатов, которые вначале представляют собой спекшийся конгломерат, включающий и не вступившие в реакцию компоненты. По мере повышения температуры отдельные силикаты плавятся и, растворяясь друг в друге, образуют непрозрачный расплав, содержащий значительное количество газов и частицы компонентов шихты. Стадия силикатообразования завершается при 1100—1200 °Стекло

  На стадии стеклообразования растворяются остатки шихты и удаляется пена — расплав становится прозрачным; стадия совмещается с конечным этапом силикатообразования и протекает при температуре 1150—1200 °Стекло Собственно стеклообразованием называют процесс растворения остаточных зёрен кварца в силикатном расплаве, в результате чего образуется относительно однородная стекломасса. В обычных силикатных Стекло содержится около 25% кремнезёма, химически не связанного в силикаты (только такое Стекло оказывается пригодным по своей химической стойкости для практического использования). Стеклообразование протекает значительно медленнее, чем силикатообразование, оно составляет около 90% от времени, затраченного на провар шихты и около 30% от общей длительности стекловарения.

  Обычная стекольная шихта содержит около 18% химически связанных газов (СО2, SO2, O2 и др.). В процессе провара шихты эти газы в основном удаляются, однако часть их остаётся в стекломассе, образуя крупные и мелкие пузыри.

  На стадии осветления при длительной выдержке при температуре 1500—1600 °С уменьшается степень пересыщения стекломассы газами, в результате чего пузырьки больших размеров поднимаются на поверхность стекломассы, а малые растворяются в ней. Для ускорения осветления в шихту вводят осветлители, снижающие поверхностное натяжение стекломассы; стекломасса перемешивается специальными огнеупорными мешалками или через неё пропускают сжатый воздух или др. газ.

  Одновременно с осветлением идёт гомогенизация — усреднение стекломассы по составу. Неоднородность стекломассы обычно образуется в результате плохого перемешивания компонентов шихты, высокой вязкости расплава, замедленности диффузионных процессов. Гомогенизации способствуют выделяющиеся из стекломассы газовые пузыри, которые перемешивают неоднородные микроучастки и облегчают взаимную диффузию, выравнивая концентрацию расплава. Наиболее интенсивно гомогенизация осуществляется при механическом перемешивании (наибольшее распространение эта операция получила в производстве оптического Стекло).

  Последняя стадия стекловарения — охлаждение стекломассы («студка») до вязкости, необходимой для формования, что соответствует температуре 700—1000 °Стекло Главное требование при «студке» — непрерывное медленное снижение температуры без изменения состава и давления газовой среды; при нарушении установившегося равновесия газов образуется т. н. вторичная мошка (мелкие пузыри).

  Процесс получения некоторых Стекло отличается специфическими особенностями. Например, плавка оптического кварцевого Стекло в электрических стекловаренных печах ведётся сначала в вакууме, а в конце плавки — в атмосфере инертных газо

В Большой Советской Энциклопедии рядом со словом "Стекло"

Стеккетти Лоренцо | Буква "С" | В начало | Буквосочетание "СТ" | «Стекло и керамика»


Статья про слово "Стекло" в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 6662 раз


Интересное