Стекло
ировка). Для нанесения на изделия методом травления
рисунков применяют специальные машины — пантографы, резец которых
вычерчивает рисунок на предварительно нанесённом на изделие защитном
кислотоупорном слое, снимая его; после этого изделие погружают в ванну с
раствором кислоты, которая протравливает стекло в местах, где оно обнажено
резцом. Обработкой парами хлористого олова в сочетании с другими солями
получают ирризирующие стекла, поверхность которых похожа на перламутр; при
комбинированном прогреве слабо окрашенного стекла с молочным стеклом и
последующем травлении плавиковой кислотой получают атласные стекла и т.д.
Старинным способом украшения посуды является живопись по стеклу путём
нанесения на него муфельных красок (смеси легкоплавкой глазури и
минеральных красок) с последующим обжигом. Для художественной отделки
стекла на него наносят также различными способами тончайшие плёнки золота и
серебра. Основой химических способов золочения и серебрения стекла является
осаждение на поверхности изделий коллоидно-дисперсных частиц металла при
его восстановлении из растворов солей. Серебрение, а также алюминирование
широко применяются в производстве зеркал.
Химический состав стекла.
Схема строения стекла.
Карбонат кальция, подобно соде, при сплавлении с песком взаимодействует с
ним, образуя силикат кальция и двуокись углерода. При сплавлении с избытком
песка смеси карбонатов натрия и кальция получают переохлажденный взаимный
раствор полисиликатов кальция и натрия; это и есть обыкновенное оконное
стекло. Главное свойство всякого стекла заключается в том, что оно
переходит из жидкого в твердое состояние не скачком, а загустевает по мере
остывания постепенно вплоть до полного затвердевания. Стекло — аморфное
вещество. Аморфные вещества отличаются от кристаллических тем, что атомы в
них не образуют кристаллической решетки. Однако известная упорядоченность
расположения атомов существует и в стеклах. Для плавленого кварца и
силикатных стекол остаются в силе общие законы кристаллохимии силикатов;
каждый атом кремния в них тетраэдрически окружен четырьмя атомами
кислорода, но эти тетраэдры сочетаются друг с другом беспорядочно, образуя
непрерывную пространственную сетку, в пустотах которой тоже беспорядочно
располагаются ионы металлов (рис). Благодаря этому один «микроучасток»
стекольной массы отличен по атомному строению от другого, соседствующего с
ним. Этим и объясняется отсутствие у стекла постоянной точки плавления,
постепенность перехода его из твердого в жидкое состояние и обратно.
Как материал стекло широко используется в различии областях народного
хозяйства, В соответствии с назначением известны разнообразные виды стекла:
оконное посудное, тарное, химико-лабораторное, термическое, жаростойкое,
строительное, оптическое, электровакуумное и многочисленные другие вид
стекла технического. В пределах каждого вид стекла имеются самые
разнообразные его сорта. В зависмости от условий службы каждого вида и
сорта стеклу предъявляются определённые требования в отношении свойств,
сформулированные в соответствующих стандартах и технических условиях.
Физико-химические свойства стекла определяются главным образом его составом
В таблице приводится примерный химический состав некоторых промышленных
стекол.
Примерный химический состав некоторых промышленных стекол (в %)
Вид стекла | | | | | | | | | | | | | |Оконное ............ | | | | | | | |
| | | | | |Посудное ............. | | | | | | | | | | | | | |Зеркальное
........... | | | | | | | | | | | | | |Парфюмерное .......... | | | | | | |
| | | | | | |Бутылочное ........... | | | | | | | | | | | | | |Хрусталь
............ | | | | | | | | | | | | | |Полухрусталь ......... | | | | | |
| | | | | | | |Химико-лабораторное ..... | | | | | | | | | | | | |
|Термостойкое типа | | | | | | | | | | | | | |Опаловое ............ | | |
| | | | | | | | | | |Термометрическое | | | | | | | | | | | | |
|Электровакуумное ....... | | | | | | | | | | | | | |Стеклянное
волокно...... | | | | | | | | | | | | | |При детальном исследовании стекла
изучаются, в зависимости от технических условий, следующие его физико-
химические свойства: вязкость, поверхностное натяжение, внутренние
напряжения, температура раэмягчения, удельный вес, предел прочности на
сжатие, разрыв и изгиб, твёрдость, модуль упругоси, газопроницаемость,
термическое расширение, теплоёмкость, теплопроводность, электропроводность,
диэлектрические потери, показатель преломления, спектральные
характеристики в видимой и невидимой части спектра, химическая стойкость,
кристаллизационная способность и другие. Прочность на разрыв зависит от
толщины стекла и от термической его обработки. Наибольшей теплопроводностью
отличается прозрачное кварцевое стекло.
СТЕКЛО ОПТИЧЕСКОЕ — прозрачное стекло любого химического состава,
обладающее высокой стептнью однородности. Содержат 46,4% РЬО, 47,0% Si0 и
другие оксиды; кроны — 72% SiO щелочные и другие оксиды.
Оптическое стекло применяется для изготовления линз, призм, кювет и др.
Стекло для оптических приборов изготовлялось уже в 18 веке, однако
возникновения собственно производства оптического стекла относится к началу
19 века, когда швейцарским учёным П. Гинаном был изобретён способ
механического размешивания стекломассы во время варки и охлаждения —
круговым движением глиняного стержня, вертикально погруженного в стекло.
Этот приём, сохранившийся до настоящего времени, позволил получить стекло
высокой степени однородности. Производство оптического стекла получило
дальнейшее развитие благодаря совместным работам немецких учёных Э. Аббе и
Ф. О. Шотта, в результате которых в 1886 возник известный стекольный завод
товарищества Шотт в Иене (Германия), впервые выпустивший огромное
многообразие современных оптическиъх стекол. До 1914 производство
оптического стекла существовало только в Англии, Франции и Германии. В
России начало производства оптического стекла относится к 1916. Оно
достигло большого развития только после Великой Октябрьской
социалистической революции благодаря работам советских учёных Д. С.
Рождественского, И. В. Гребенщикова, Г. Ю. Жуковского, Н. Н. Качалова и др.
Основное требование, предъявляемое к оптическому стеклу— это высокая
степень однородности. Отсутствие однородности вызывает отклонение лучей
света от их правильного пути, что делает стекло негодным для его прямого
назначения. Однородность оптического стекла нарушается причинами
химического и физического порядка. Химическая неоднородность обусловлена
местными изменениями химического состава и устраняется размешиванием
оптического стекла в процессе варки. Физическая неоднородность вызывается
напряжениями, возникающими в процессе охлаждения оптического стекла, и
устраняется тщательным отжигом. Оптическое стекло должно иметь определённые
оптические свойства— точные величины показателей преломления для лучей
различных длин волн. Большой ассортимент оптического стекла с различными
показателями преломления и средней дисперсией имеет огромное значение при
расчёте и конструировании оптич. систем для снижения их дефектов, в
частности для уничтожения вредного влияния вторичного спектра и исправления
качества изображения.
Оптические свойства стекла зависят от его химического состава.
Разнообразным сочетанием окислов удаётся получить стекло с требуемыми
значениями оптических постоянных. Некоторые сорта оптического стекла,
например, не содержат кремнезёма (основного составляющего любого стекла),
другие содержат обычно применяемые окислители, но в чрезвычайно больших
количествах. Прозрачность оптического стекла должна быть высокой, порядка
90—97% на 100 мм пути луча в стекле. Оптическое стекло должно быть
химически устойчивым по отношению к действию влажной атмосферы и к действию
слабых кислот, характеризующему «пятнимость» их, т. е. чувствительность к
прикосновению рук.
Для производства оптического стекла применяются такие же сырьевые
материалы, как и для других типов стекол. Однако требования к чистоте сырья
весьма высоки. Особенно вредными примесями являются соединения железа и
хрома, окрашивающие стекло и увеличивающие его светопоглощепие. Варка
оптического стекла производится в одно-, двухгоршковых печах. Важнейшая
операция в производстве оптического стекла— размешивание стекла в процессе
варки и особенно в процессе охлаждения. Для разделки оптического стекла
применяются три способа:
1) охлаждение стекла вместе с горшком с последующей разбивкой на куски и
формовкой этих кусков в нагретом состоянии;
2) отливка стекломассы в железную форму;
3) прокатка в лист отлитой на стол стекломассы.
Оптические стекла выпускаются стекловаренными заводами в виде прямоугольных
кусков различных размеров «плитки» и в виде заготовок — «прессовки» (линзы,
призмы).
К оптическим стеклам можно отнести также и специально окрашенные цветные
стекла, применяемые для изготовления точных светофильтров, которые в виде
плоско-параллельных пластин часто применяются в оптических приборах и
служат для изменения спектрального состава проходящего через них света. Эти
цветные стекла изготовляются на заводах оптического стекла теми же
приёмами, что и оптическое стекло.
СТЕКЛО СТРОИТЕЛЬНОЕ — изделия из стекла, применяемые в строительстве.
Строите
| |  скачать работу |
Стекло |
