Гипотези структури скла

Кристалітна (Лєбєдєва А.А.) уявляє скло у вигляді каркасу, який складається з не упорядковано розміщених атомів або іонів, що утворюють так звані КРИСТАЛІТИ, які складають структуру скла.

Кристаліти являють собою малі та сильно деформовані структурні утворення. В центральній частині структура кристаліта близька до структури кристалічної гратки, а по мірі переходу від центру до периферії – до аморфної будови.

Структурно-координаційна (А.А.Апена) – структура скла подібна кристалічним сполукам, але розміщення координаційних багатогранників в ній менш упорядковане.

Агрегативна (О.К.Ботвінкіна) – у склі є угрупування іонів у вигляді обривків ланцюгів або шарів, які складаються із невеликої кількості кремнієво-кисневих тетраедрів. Скло складається із поєднання цих агрегатів.

Теорія Захаріассена В. –скло являє собою просторову сітку, у вузлах якої розміщені атоми, іони, атомні групи. Сітка утворюється шляхом повторення елементарних комірок, але на відміну від кристалічної гратки менш упорядкована.

Аморфно-кристалітна - найкраще підтверджує мікронеоднорідність скла. Що складається як правило, з упорядкованих кристалів та неупорядкованої аморфної речовини.

Але ні одна із представлених гіпотез не може бути взята за основу. Бо вже встановлено, що різні стекла мають різну будову та відрізняються типом хімічних зв’язків, характером полімерної структури та іншими особливостями.

ВЛАСТИВОСТІ СКЛА.

Властивості скла в значній мірі залежать від компонентів, що входять до їх складу, а також методів їх додаткової обробки, а саме:

- введення оксиду калію сприяє підвищенню чистоти відтінку та блиску;

- введення свинцю забезпечує підвищення щільності та коефіцієнта заломлення;

- введення лужних оксидів збільшують термічну стійкість. Знижують коефіцієнт лінійного розширення;

- обробка поверхневого шару скла термічним, хімічним та термохімічним способами забезпечують підвищення механічної міцності скла.

Термічний метод (закалка) –скло нагрівають до 620 –650⁰ і витримують при цій температурі, потім швидко охолоджують з двох боків. При цьому стійкість скла до статичних навантажень зростає у 4-6 разів, до ударів в 5-7 разів, термічна стійкість в 2-3 рази.

Хімічний метод - полягає у видаленні дефектного (з мікротріщинами) поверхневого шару скла методом хімічного травлення.

Загальні властивості скла.

1.При нагріванні скло плавиться в деякому температурному інтервалі (в залежності від хімічного складу).

2.Властивості скла ізотропні.

3.Щільність коливається від 2200 до 6500кг/м³ , а свинцевих можуть досягати 8000кг/м³.

4.Механічні властивості:

- високий опір стиканню (500-2000МПа);

- низька границя міцності при розтягуванні (30-90 МПа) та згинанні (50-150МПа);

- високий модуль пружності (45-100МПа);

- твердість за мінералогічною шкалою Мооса в межах 5-7 од.;

- ударна в’язкість низька (1,5 –2,5 кДж/м²), тобто воно крихке.

5.Оптичні:

- пропускає 90%, поглинає 1%, відображає 8% - видимого та інфрачервоного світла;

-УФ – не пропускає, майже повністю поглинає.

6.Термічні:- термостійкість 90–170⁰С (для більшості стекол) та 800- 1000⁰ С (для кварцового).

ОСНОВНІ ВИДИ СКЛА.

КВАРЦОВІ - практично із чистого кремнезему. Має високу термо та хімічну стійкість.

БЕЗОСКОЛКОВЕ (триплекс) – комбіноване скло, що складається з двох або декількох шарів звичайного скла зклеєного еластичним та пружним шаром прозорого органічного полімеру.

ПІНОСКЛО – отримують спінюванням розплавленого скла при температурі 700-900⁰С різноманітними газовими речовинами (крейда, вугілля, кокс).

СКЛЯНЕ ВОЛОКНО – отримують із розплавленого скла витягуванням скломаси через філь’єри або іншими способами.

ТЕРМОПАН – тришарове скло, що складається із двох стекол та повітряного проміжку між ними. Використовується як теплоізоляційний матеріал.

4.4.ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ КЕРАМІКИ

КЕРАМІКА – неорганічний матеріал, який одержують із відформованих мінеральних мас в процесі високотемпературного випалу (1200-2500⁰С). В результаті випалу формується структура матеріалу (спікання) і виріб набуває необхідних фізико-механічних властивостей. Будь-який керамічний матеріал являється багатофазною системою та містить кристалічну, склоподібну та газову (пори) фази.

КРИСТАЛІЧНА ФАЗА – хімічні сполуки та тверді розчини. Це основа кераміки яка визначає механічну міцність, термостійкість та інш. властивості. СКЛОПОДІБНА – у вигляді прошарків скла, які пов’язують кристалічну фазу (1-10%). Ця фаза знижує механічні міцність та термостійкість. Однак, вони полегшують технологію обробки виробів. ГАЗОВА ФАЗА – являє собою гази, що знаходяться у порах кераміки. По цій фазі кераміку підрозділяють на:

- щільну;

- без відкритих пор;

- пористу.

Наявність навіть закритих пор сильно знижує механічну міцність.