Sklo je jedním z nejstarších a nejuniverzálnějších materiálů, které člověk zná.

Člověk zná sklo již velmi dlouho. Fajánsové dekorace nalezené archeology z období první dynastie faraonů naznačují, že sklo bylo v Egyptě známé již před 5 tisíci lety. Skleněná válcová pečeť objevená při vykopávkách v Mezopotámii pochází z období akkadské dynastie, to znamená, že je stará přes 4000 let. Skleněné zboží nalezené v Japonsku a Indii bylo vyrobeno asi před 2000 lety. Vědci ale nemají společný názor na čas a místo výskytu skla.

Jak vzniklo sklo?

Jedna z legend praví, že féničtí kupci během svého pobytu vařili jídlo na písečném pobřeží. Ohniště nepostavili z kamenů, ale z jejich kousků africké sody. Jako palivo sloužila sláma. Když se ráno probudili, našli na popelu skleněný ingot.

Ruští řemeslníci znali tajemství výroby skla již před více než tisíci lety. V té době byly alkálie, písek a vápno surovinami pro výrobu skla. Jako alkálie se používal rostlinný popel nebo soda.

Chemické složení skla

Brýle jsou přírodní a umělé. Přírodní sklo může vzniknout například při sopečné erupci nebo při úderu blesku do nánosů křemenného písku. Ale v přírodě je tak málo příležitostí pro tvorbu přírodního skla, že se lidstvo už dávno naučilo získávat umělé sklo pro své potřeby.

Sklenka- amorfní těleso získané přechlazením taveniny, které se skládá z různých oxidů.

Podle toho, který oxid je hlavní složkou, se rozlišují skla silikátová (SiO2), boritanová (B203), fosfátová (P205) a kombinovaná (borosilikátová aj.).

silikátové sklo

Nejběžnější je silikátové sklo. Jeho hlavní komponent– oxid křemičitý (SiO2). 70-75 % tvoří sklo. Oxid křemičitý se získává z křemenného písku. Oxid vápenatý (CaO) je druhá složka skla, která mu dodává chemickou odolnost a lesk. V dávných dobách sloužily mořské mušle nebo stromový popel jako zdroj oxidu vápenatého, protože lidé neznali vápenec. Kromě těchto dvou složek obsahuje sklo oxid sodný (Na2O) a oxid draselný (K2O), které jsou nezbytné pro tavení skla. Zdroji oxidů jsou soda (Na2CO3) a potaš (K2CO3). Pokud se sklo skládá pouze z vysoce čistého oxidu křemičitého, nazývá se křemen.

Fyzikální vlastnosti skla

Podle fyzikálních vlastností se skla dělí na běžné, žáruvzdorné a barevné.

Obyčejné brýle

Jsou známy tři skupiny běžných skel: vápno-sodné, vápno-draselné a vápno-sodno-draselné.

Vápno-sodné, nebo soda, sklo se používá na výrobu okenního skla, nádobí.

Vysoká teplotní odolnost vápno-draselné, nebo potaš, sklo umožňuje jeho použití při výrobě zařízení a vysoce kvalitního nádobí.

Vápno-sodík-draslík sklo má vysokou chemickou odolnost. Nejčastěji se používá při výrobě nádobí.

Křehkost je hlavní nevýhodou konvenčního skla. Pro rozšíření pole působnosti obyčejného skla je tvrzené a získává se tvrzené sklo, které se nazývá stalinit. Z obyčejného skla se vytváří i triplex – vrstvené sklo.

Tepelně odolné brýle

Žáruvzdorná skla se nazývají žáruvzdorná, žáruvzdorná. Používají se ve výrobcích, které jsou provozovány ve speciálních podmínkách. Mezi žáruvzdorná skla patří borosilikátové sklo, laboratorní sklo a keramické sklo.

Vysoká korozní odolnost borosilikátového skla a jeho tepelná odolnost umožňují použití tohoto skla pro vytváření speciálních instalací v chemickém inženýrství. Toto sklo také tvoří vynikající tepelně odolné nádobí. Stejně kvalitní nádobí lze vyrobit z laboratorního skla. A sills se úspěšně používají ve strojírenství.

Barevné brýle

Po vytvrzení má skelná hmota modrozelený nebo žlutozelený odstín. Ale pokud se do směsi zavedou různé oxidy kovů, které při tavení skla mění svou strukturu, pak po ochlazení sklo bude schopno zvýraznit určité barvy ze světelného spektra, které jím prochází.

Takové brýle se používají k výrobě uměleckých výrobků, vitráží, nádobí.

Sklo kombinuje dva prvky: oheň a led. Oheň pomáhá sklu vzniknout. Sklo se stává jako led, když ztuhne ve formě produktu.

Pro moderní lidi je nemožné představit si svůj život bez skla. Obklopuje nás všude: doma, v dopravě, v práci i na dovolené. Nelze jmenovat alespoň jedno odvětví, ve kterém by se sklo nepoužívalo.

Všechny pevné látky se dělí na krystalické a amorfní. Amorfní mají neuspořádanou strukturu a mohou tát při dostatečně vysoké teplotě. Ve vědě se všechno nazývá sklo. amorfní tělesa, které vznikají v důsledku přechlazení taveniny.

Sklo se v každodenním životě nazývá průhledným křehkým materiálem. V závislosti na jedné nebo druhé složce, která je součástí výchozí skleněné hmoty, se v průmyslu rozlišují následující typy skla: silikátové, boritanové, borosilikátové, hlinitokřemičitany, borohlinitokřemičitany, fosfáty a další.

Základní metoda sklo se získává tavením směsi křemenného písku (SiO2), sody (Na2CO3) a vápna (CaO). Výsledkem je chemický komplex o složení Na2O*CaO*6SiO2.

Fyzikální, mechanické a chemické vlastnosti skla:

Hustota brýle závisí na složkách, které tvoří jejich složení. Skleněná hmota obsahující velká množství oxidu olovnatého je tedy hustší než sklo sestávající mimo jiné z oxidů lithia, berylia nebo boru.

Pevnost v tlaku - schopnost materiálu odolávat vnitřnímu pnutí při vystavení jakémukoli zatížení zvenčí. V tomto případě závisí stupeň pevnosti konkrétního typu skla na chemikálie součástí jeho složení. Odolnější jsou skla obsahující oxidy vápníku nebo boru. Skla s oxidy olova a hliníku se vyznačují nízkou pevností. Různá poškození (praskliny, hluboké škrábance) výrazně snižují pevnost materiálu. Pro umělé zvýšení indexu pevnosti je povrch některých skleněných výrobků potažen organokřemičitým filmem.

křehkost - mechanická vlastnost těles ke kolapsu působením vnějších sil. Velikost křehkosti skla především nezávisí na chemickém složení jeho složek, ale ve větší míře na homogenitě skleněné hmoty (složky obsažené v jejím složení musí být čisté, čisté) a tloušťce stěny skla. skleněný výrobek.

Tvrdost - mechanická vlastnost jednoho materiálu odolávat pronikání jiného, ​​tvrdšího do něj. Stupeň tvrdosti konkrétního materiálu je možné určit pomocí speciální tabulky stupnice, která odráží vlastnosti některých minerálů, které jsou seřazeny vzestupně, počínaje méně tvrdým mastkem, jehož tvrdost se bere jako jedna a končící nejtvrdším - diamantem o tvrdosti 10 konvenčně přijímaných jednotek Stupeň tvrdosti konkrétního typu skla závisí především na chemickém složení jeho složek. Použití oxidu olovnatého při tvorbě skleněné hmoty tedy výrazně snižuje tvrdost skla. A naopak silikátová skla se mechanicky dost obtížně opracovávají.

Tepelná kapacita - vlastnost těles přijímat a ukládat určité množství tepla v jakémkoli procesu beze změny skupenství. Tepelná kapacita skla přímo závisí na chemickém složení složek, které tvoří výchozí skleněnou hmotu. Čím vyšší je obsah oxidů olova a barya ve skleněné hmotě, tím nižší je tepelná vodivost. A oxidy světla, jako je například oxid lithný, mohou zvýšit tepelnou vodivost skla. Sklo s nízkou tepelnou kapacitou chladne mnohem pomaleji.

Tepelná vodivost - vlastnost těles přenášet teplo skrz sebe z jednoho povrchu na druhý, pokud mají jiná teplota. Sklo špatně vede teplo. Navíc nejvyšší tepelná vodivost byla zaznamenána u křemenného skla. S poklesem podílu oxidu křemičitého v celkové hmotě skla nebo při jeho nahrazení jinou látkou klesá úroveň tepelné vodivosti.

Počáteční teplota měknutí je teplota, při které amorfní těleso začíná měknout a tát. Nejtvrdší - křemenné - sklo se začíná deformovat až při teplotě 1200-1500 °C. Ostatní druhy skla měknou již při teplotě 550-650 0C. Hodnota teploty počátku tavení konkrétní jakosti a typu skla je dána chemickým složením složek. Žáruvzdorné oxidy křemíku nebo hliníku tedy zvyšují teplotní úroveň začátku měknutí a nízkotavitelné (oxidy sodíku a draslíku) ji naopak snižují.

teplotní roztažnost - jev rozpínání velikosti tělesa vlivem vysokých teplot. Dokončovací materiály by měly být vybrány tak, aby hodnota jejich tepelné roztažnosti odpovídala stejnému ukazateli skleněné hmoty hlavního produktu. Koeficient tepelné roztažnosti skel přímo závisí na chemickém složení výchozí hmoty. Čím více alkalických oxidů ve skleněné hmotě, tím vyšší je index tepelné roztažnosti a naopak přítomnost oxidů křemíku, hliníku a boru ve skle tuto hodnotu snižuje.

Odolnost vůči teplu - schopnost skla odolávat korozi a destrukci v důsledku prudké změny vnější teploty. Tento koeficient závisí nejen na chemickém složení hmoty, ale také na velikosti produktu a také na množství přestupu tepla na jeho povrchu.

Chemická odolnost - schopnost těla nepodléhat účinkům vody, solných roztoků, plynů a vzdušné vlhkosti. Ukazatele chemické odolnosti závisí na kvalitě skleněné hmoty a ovlivňujícím činidle. Sklo, které při působení vody nekoroduje, se tedy může při působení alkalických a solných roztoků deformovat.

Optické vlastnosti:

Lom světla - změna směru světelného paprsku při průchodu hranicí dvou průhledných médií. Hodnota udávající lom světla skla je vždy větší než jedna.

odraz světla - jedná se o návrat světelného paprsku při dopadu na povrch dvou médií s různými indexy lomu.

Rozptyl světla - rozklad světelného paprsku na spektrum při jeho lomu. Hodnota rozptylu světla skla přímo závisí na chemickém složení materiálu. Přítomnost těžkých oxidů ve skleněné hmotě zvyšuje index disperze.

absorpce světla - schopnost média snížit intenzitu průchodu světelného paprsku. Míra absorpce světla brýlí je nízká. Zvyšuje se pouze při výrobě skla pomocí různých barviv a speciálních metod zpracování hotových výrobků.

rozptyl světla je odklon světelných paprsků do různých směrů. Index rozptylu světla závisí na kvalitě povrchu skla. Při průchodu drsným povrchem je paprsek částečně rozptýlen, a proto takové sklo vypadá jako průsvitné.

Terminologická komise Akademie věd SSSR dala sklu následující definici:

„Sklo označuje všechna amorfní tělesa získaná přechlazením taveniny bez ohledu na chemické složení a teplotní rozsah tuhnutí a mající v důsledku postupného zvyšování viskozity mechanické vlastnosti pevných látek a proces přechodu z kapalný stav do sklovitého stavu musí být reverzibilní."

Sklo je považováno za technický termín na rozdíl od vědeckého termínu „sklovitý stav“. Ve sklenici mohou být bublinky, malé krystalky. Ve sklovitém materiálu může být dokonce speciálně vytvořeno velmi velké množství drobných krystalů, které činí materiál neprůhledným nebo mu dávají jinou barvu. Takový materiál se nazývá "mléčné" sklo, barevné sklo atd.

Moderní koncepce rozlišují mezi pojmy „sklo“ a „sklovitý stav“. "Sklovitý stav": "Pevná, nekrystalická látka vytvořená ochlazením kapaliny rychlostí dostatečnou k zabránění krystalizace během chlazení." N.V. Solomine, "sklo je materiál, který se skládá hlavně ze sklovité hmoty."

Všechny látky ve sklovitém stavu mají několik společných fyzikálních a chemických vlastností. Typická skleněná těla:

1. izotopy, tzn. jejich vlastnosti jsou ve všech směrech stejné;

2. při zahřátí netajou jako krystaly, ale postupně měknou, přecházejí z křehkého do viskózního, vysoce viskózního a kapalného stavu;

3. vratně se roztaví a ztvrdne, čímž získá zpět své původní vlastnosti.

Reverzibilita lisů a vlastnosti ukazují, že sklotvorné taveniny a ztužené sklo jsou skutečnými řešeními. Přechod látky z kapalného do pevného skupenství s poklesem teploty může nastat dvěma způsoby: látka krystalizuje nebo tuhne ve formě skla.

Téměř všechny látky mohou jít první cestou. Cesta krystalizace je však společná pouze pro ty látky, které jsou v kapalném stavu, mají nízkou viskozitu a jejichž viskozita roste poměrně pomalu až do okamžiku krystalizace.

U druhé skupiny závisí rozhodující měrou na koncentraci alkálií nebo na koncentraci dalších vybraných složek. Jejich závislost na složení ovlivňuje: viskozitu, elektrickou vodivost, rychlost difúze iontů, dielektrické ztráty, chemickou odolnost, propustnost světla, tvrdost, povrchové napětí.

Fyzikální vlastnosti sklenka

Hustota běžného sodno-draselno-křemičitého skla, včetně okenního skla, se pohybuje mezi 2500-2600 kg/m3. Se zvýšením teploty z 20 na 1300 ° C se hustota většiny skel snižuje o 6-12 %, to znamená o 100 ° C se hustota snižuje o 15 kg / m3. Pevnost v tlaku běžného žíhaného skla je 500-2000MPa, okenní sklo je 900-1000MPa.

Tvrdost skla závisí na chemickém složení. Skla mají různou tvrdost v rozmezí 4 000-10 000 MPa. Nejtvrdší je křemenné sklo, s nárůstem obsahu alkalických oxidů tvrdost skel klesá.

Křehkost. Sklo je spolu s diamantem a křemenem dokonale křehkým materiálem. Protože křehkost je nejvýraznější při nárazu, vyznačuje se rázovou pevností. Rázová houževnatost skla závisí na specifické viskozitě.

Tepelná vodivost. Křemenná skla mají nejvyšší tepelnou vodivost. Běžné okenní sklo má 0,97 W/(m.K). Se stoupající teplotou se zvyšuje tepelná vodivost, tepelná vodivost závisí na chemickém složení skla.

Vysoká průhlednost oxidových skel je činí nepostradatelnými pro zasklívání budov, zrcadel a optických zařízení, včetně laserových, televizních, filmových a fotografických zařízení a tak dále. U stavebního tabulového skla, okenního skla, vitrínového skla je třeba vzít v úvahu, že koeficient propustnosti světla přímo závisí na odrazivosti povrchu skla a na jeho absorpční schopnosti. Teoreticky ani dokonalé sklo, které světlo nepohlcuje, nemůže propustit více než 92 % světla.

Optické vlastnosti skla: index lomu je schopnost skla lámat světlo dopadající na něj. Pro výrobu keramických barviv je velmi důležitý index lomu. Záleží na tom, kolik světla odráží. keramický výrobek a jak to bude vypadat.

Mechanické vlastnosti: pružnost je vlastnost pevného tělesa obnovit svůj původní tvar po ukončení zatížení. Pružnost je charakterizována takovými veličinami, jako je modul normálové pružnosti, který určuje velikost napětí vznikajících vlivem zatížení v tahu (tlaku).

Vnitřní tření: Skelné systémy mají schopnost absorbovat mechanické, zejména zvukové a ultrazvukové vibrace. Tlumení kmitů závisí na složení nehomogenit ve skle.

Tepelné vlastnosti silikátových systémů jsou nejdůležitější vlastnosti jak při studiu, tak při výrobě keramických a skleněných výrobků.

Měrná tepelná kapacita: - je určena množstvím tepla Q potřebného k ohřevu jednotkové hmoty skla o 1°C.

Chemická odolnost - odolnost vůči různým agresivním médiím - jedna z velmi důležitých vlastností skel je důležitá pro medicínu. Tvrzená skla se rozpadají 1,5-2x rychleji než skla dobře žíhaná. V moderní konstrukci se pro okenní, dveřní a jiné otvory používají speciální skla se slunečními a tepelně stínícími vlastnostmi. U těchto skel je důležitý spektrální charakter světelného toku, který prošel čiřením, posouzení barevného tónu. Na základě těchto charakteristik se vybírá určitý typ skla a dále stanovení tepelných a světelných vlastností, jejich vliv na pracovní podmínky, návrh budov a konstrukcí.

Po dlouhou dobu byla okna vyráběna tak, aby odlehčila a poskytla pohodlí obytnému prostoru. Vzhledem k tomu, že sklo bylo vzácností, byly místo něj použity jiné materiály. Naštěstí dnes sklo není nic neobvyklého: používá se všude a pro různé účely. Navíc si můžete koupit nejen obyčejné okenní sklo, ale také barevné sklo pro výrobu vitráží.

Všechny pevné látky se dělí na krystalické a amorfní. Posledně jmenované mají vlastnost tání při dostatečně vysoké teplotě. Na rozdíl od krystalických těles mají strukturu pouze s malými plochami uspořádaných iontů a tyto oblasti jsou vzájemně propojeny tak, že tvoří asymetrii.

Ve vědě (chemie, fyzika) je zvykem nazývat sklo všechna amorfní tělesa, která vznikají v důsledku přechlazení taveniny. Tato tělesa jsou díky postupnému zvyšování stupně viskozity obdařena všemi vlastnostmi pevných těles. Mají také vlastnost zpětného přechodu z pevného do kapalného stavu.

Sklo se v každodenním životě nazývá průhledným křehkým materiálem. V závislosti na jedné nebo druhé složce, která je součástí výchozí skleněné hmoty, se v průmyslu rozlišují následující typy skla: silikátové, boritanové, borosilikátové, hlinitokřemičitany, borohlinitokřemičitany, fosfáty a další.

Jako každé jiné fyzické tělo má i sklo řadu vlastností.

Fyzikální a mechanické vlastnosti skla

Hustota skla závisí na složkách obsažených v jejich složení. Skleněná hmota obsahující velká množství oxidu olovnatého je tedy hustší než sklo sestávající mimo jiné z oxidů lithia, berylia nebo boru. Průměrná hustota skla (okenního, kontejnerového, kvalitního, žáruvzdorného) se zpravidla pohybuje od 2,24×10 metrů krychlových - 2,9×10 metrů krychlových kg/m3. Hustota krystalu je poněkud vyšší: od 3,5 x 10 v krychli - 3,7 x 10 v krychli kg / m3.

Síla. Pod pevností v tlaku ve fyzice a chemii je zvykem chápat schopnost materiálu odolávat vnitřnímu pnutí při vystavení jakémukoli zatížení zvenčí. Pevnost skla v tahu je od 500 do 2000 MPa (krystal - 700-800 MPa). Porovnejme tuto hodnotu s pevností litiny a oceli: 600-1200, respektive 2000 MPa.

Stupeň pevnosti konkrétního typu skla přitom závisí na chemické látce, která je jeho součástí.

Odolnější jsou skla obsahující oxidy vápníku nebo boru. Skla s oxidy olova a hliníku se vyznačují nízkou pevností.

Pevnost v tahu pevnost skla v tahu je pouze 35-100 MPa. Stupeň pevnosti skla v tahu do značné míry závisí na přítomnosti různých defektů vytvořených na jeho povrchu. Různá poškození (praskliny, hluboké škrábance) výrazně snižují pevnost materiálu. Pro umělé zvýšení indexu pevnosti je povrch některých skleněných výrobků potažen organokřemičitým filmem.

křehkost- mechanická vlastnost těles ke kolapsu působením vnějších sil. Velikost křehkosti skla především nezávisí na chemickém složení jeho složek, ale ve větší míře na homogenitě skleněné hmoty (složky obsažené v jejím složení musí být čisté, čisté) a tloušťce stěny skla. skleněný výrobek.

tvrdost označují mechanickou vlastnost jednoho materiálu odolávat pronikání jiného, ​​tvrdšího do něj. Stupeň tvrdosti konkrétního materiálu je možné určit pomocí speciální tabulky stupnice, která odráží vlastnosti některých minerálů, které jsou seřazeny vzestupně, počínaje méně tvrdým mastkem, jehož tvrdost se bere jako jedna a končící nejtvrdším - diamantem o tvrdosti 10 konvenčně přijímaných jednotek.

Často se tvrdost skla „měří“ broušením, a to metodou tzv. abrazivní tvrdosti. V tomto případě je jeho hodnota nastavena v závislosti na rychlosti odlupování jednotkového povrchu skleněného výrobku za určitých podmínek broušení.

Stupeň tvrdosti ten či onen typ skla závisí hlavně na chemickém složení jeho složek. Použití oxidu olovnatého při tvorbě skleněné hmoty tedy výrazně snižuje tvrdost skla. A naopak silikátová skla se mechanicky dost obtížně opracovávají.

Tepelná kapacita je vlastnost těles přijímat a ukládat určité množství tepla v jakémkoli procesu beze změny skupenství.

Tepelná kapacita skla přímo závisí na chemickém složení složek, které tvoří výchozí skleněnou hmotu. Jeho specifické teplo při průměrné teplotě je 0,33-1,05 J / (kgxK). Navíc, čím vyšší je obsah oxidů olova a barya ve skleněné hmotě, tím nižší je index tepelné vodivosti. Ale lehké oxidy, jako je například oxid lithný, mohou zvýšit tepelnou vodivost skla.

Při výrobě skleněných výrobků je třeba mít na paměti, že amorfní tělesa s nízkou tepelnou kapacitou se ochlazují mnohem pomaleji než tělesa s vysokou tepelnou kapacitou. V takových tělesech také dochází ke zvýšení množství tepelné kapacity se zvýšením vnější teploty. Navíc v kapalném stavu toto číslo roste poněkud rychleji. To platí i pro brýle různých typů.

Tepelná vodivost. Tento termín ve vědě označuje vlastnost těles přenášet teplo z jednoho povrchu na druhý za předpokladu, že tyto mají různé teploty.

Je známo, že sklo špatně vede teplo (mimochodem, tato vlastnost je široce používána při stavbě budov). Úroveň jeho tepelné vodivosti je v průměru 0,95-0,98 W / (m x K). Navíc nejvyšší tepelná vodivost byla zaznamenána u křemenného skla. S poklesem podílu oxidu křemičitého v celkové hmotě skla nebo při jeho nahrazení jinou látkou klesá úroveň tepelné vodivosti.

Počáteční teplota měknutí- to je teplota, při které těleso (amorfní) začíná měknout a tát. Nejtvrdší - křemenné - sklo se začíná deformovat až při teplotě 1200-1500 °C. Ostatní druhy skla měknou již při teplotě 550-650 0C. Tyto indikátory je důležité vzít v úvahu při různých pracích se sklem: při procesu foukání výrobků, při zpracování hran těchto výrobků, jakož i při tepelném leštění jejich povrchů.

Hodnota počáteční teplota tání ten či onen druh a typ skla je určen chemickým složením složek. Žáruvzdorné oxidy křemíku nebo hliníku tedy zvyšují teplotní úroveň začátku měknutí a nízkotavitelné (oxidy sodíku a draslíku) ji naopak snižují.

teplotní roztažnost. Tento termín se používá k označení jevu rozpínání velikosti tělesa vlivem vysokých teplot. Tuto hodnotu je velmi důležité vzít v úvahu při výrobě skleněných výrobků s různými překryvy na povrchu. Dokončovací materiály by měly být vybrány tak, aby hodnota jejich tepelné roztažnosti odpovídala stejnému ukazateli skleněné hmoty hlavního produktu.

Koeficient tepelné roztažnosti sklo přímo závisí na chemickém složení výchozí hmoty. Čím více alkalických oxidů ve skleněné hmotě, tím vyšší je index tepelné roztažnosti a naopak přítomnost oxidů křemíku, hliníku a boru ve skle tuto hodnotu snižuje.

odolnost vůči teplu zjišťuje se schopnost skla odolávat korozi a destrukci v důsledku prudké změny vnější teploty. Tento koeficient závisí nejen na chemickém složení hmoty, ale také na velikosti produktu a také na množství přestupu tepla na jeho povrchu.

Optické vlastnosti skla

Lom světla- tak ve vědě nazývají změnu směru světelného paprsku, když prochází hranicí dvou průhledných médií. Hodnota udávající lom světla skla je vždy větší než jedna.

odraz světla- jedná se o návrat světelného paprsku při dopadu na povrch dvou médií s různými indexy lomu.

Rozptyl světla- rozklad světelného paprsku na spektrum při jeho lomu. Hodnota rozptylu světla skla přímo závisí na chemickém složení materiálu. Přítomnost těžkých oxidů ve skleněné hmotě zvyšuje index disperze. Právě tato vlastnost vysvětluje jev tzv. hry světla u křišťálových výrobků.

Pohlcováním světla určit schopnost média snížit intenzitu průchodu světelného paprsku. Míra absorpce světla brýlí je nízká. Zvyšuje se pouze při výrobě skla pomocí různých barviv a speciálních metod zpracování hotových výrobků.

rozptyl světla je odklon světelných paprsků do různých směrů. Index rozptylu světla závisí na kvalitě povrchu skla. Při průchodu drsným povrchem je paprsek částečně rozptýlen, a proto takové sklo vypadá jako průsvitné. Tato vlastnost se zpravidla používá při výrobě skleněných stínidel pro lampy a stropů pro lampy.

Chemické vlastnosti skla

Mezi chemické vlastnosti Je třeba vyzdvihnout chemickou odolnost skla a výrobků z něj.

Chemická odolnost se ve vědě nazývá schopnost těla nepodléhat účinkům vody, solných roztoků, plynů a vzdušné vlhkosti. Ukazatele chemické odolnosti závisí na kvalitě skleněné hmoty a ovlivňujícím činidle. Sklo, které při působení vody nekoroduje, se tedy může při působení alkalických a solných roztoků deformovat.

Silikátová skla se vyznačují neobvyklou kombinací vlastností, průhledností, absolutní vodotěsností a univerzální chemickou odolností. To vše vysvětluje specifické složení a struktura skla.

Hustota sklenka závisí na chemickém složení a pro běžné stavební sklo je 2400...2600 kg/m 3 . Hustota okenního skla je 2550 kg / m. Skla obsahující oxid olovnatý („český křišťál“) se vyznačují vysokou hustotou - více než 3000 kg / m 3. Pórovitost a nasákavost skla je téměř 0 %.

Mechanické vlastnosti. Sklo ve stavebních konstrukcích je častěji vystaveno ohybu, natahování a nárazu a méně často stlačení, proto jsou hlavními ukazateli, které jej určují mechanické vlastnosti, by měla být považována za pevnost v tahu a křehkost.

teoretický pevnost skla v tahu - (10...12) 10 3 MPa. V praxi je tato hodnota 200...300krát nižší a pohybuje se od 30 do 60 MPa. To se vysvětluje tím, že ve skle jsou oslabená místa (mikroinhomogenity, povrchové vady, vnitřní pnutí). Čím větší je velikost skleněných výrobků, tím pravděpodobnější je přítomnost takových oblastí. Příkladem závislosti pevnosti skla na velikosti zkoušeného výrobku je skleněné vlákno. Sklolaminát o průměru 1 ... 10 mikronů má pevnost v tahu 300 ... 500 MPa, tj. téměř 10krát vyšší než u tabulového skla. Silně snižte pevnost v tahu poškrábání skla; na tom je založeno řezání skla diamantem.

Pevnost skla v tlaku vysoká - 900 ... 1000 MPa, tedy téměř jako ocel a litina. V teplotním rozsahu od - 50 do + 70 ° C se pevnost skla prakticky nemění.

Sklo se za normálních teplot vyznačuje tím, že nemá žádné plastické deformace. Při zatížení dodržuje Hookův zákon až do křehkého lomu. Modul pružnostisklo E=(7...7,5) 10 4 MPa.

křehkost - hlavní nevýhodou skla. Hlavním ukazatelem křehkosti je poměr modulu pružnosti k pevnosti v tahu E/R p . U skla je to 1300 ... 1500 (u oceli 400 ... 460, pryže 0,4 ... 0,6). Jednotnost struktury (homogenita) skla navíc přispívá k nerušenému rozvoji trhlin, což je nezbytnou podmínkou pro projev křehkosti.

tvrdost skla, který je z hlediska chemického složení látkou blízkou živcům, je stejný jako u těchto minerálů a v závislosti na chemickém složení se pohybuje v rozmezí 5 ... 7 na Mohsově stupnici.

Optické vlastnosti skla se vyznačují propustností světla (průhledností), lomem světla, odrazem, rozptylem atd. Běžná silikátová skla kromě speciálních (viz dále) propouštějí celou viditelnou část spektra (až 88 ... 92 %) a prakticky nepropouštějí ultrafialové a infračervené paprsky. Index lomu stavebního skla (P= 1,50...1,52) určuje sílu odraženého světla a světelnou propustnost skla při různých úhlech dopadu světla. Při změně úhlu dopadu světla z 0 na 75° klesá propustnost světla sklem z 90 na 50 %.

Tepelná vodivost různých typů skla závisí jen málo na jejich složení a je 0,6 ... 0,8 W / (m K), což je téměř 10krát méně než u podobných krystalických minerálů. Například tepelná vodivost krystalu křemene je 7,2 W / (m K).

Součinitel lineární tepelné roztažnosti (CLTE) skla je relativně malý (pro běžné sklo 9 10 -6 K -1). Ale díky nízké tepelné vodivosti a vysokému modulu pružnosti mohou napětí vznikající ve skle při prudkém jednostranném ohřevu (nebo ochlazování) dosáhnout hodnot, které vedou k porušení skla. To vysvětluje relativně malý odolnost vůči teplu(schopnost odolávat náhlým změnám teploty) běžného skla. Je 70 ... 90 ° C.

Zvukově izolační schopnost sklo je dost vysoké. Sklo o tloušťce 1 cm z hlediska zvukové izolace přibližně odpovídá cihlové zdi v polovině cihly - 12 cm.

Chemická odolnost silikátové sklo je jednou z jeho nejunikátnějších vlastností. Sklo dobře odolává působení vody, zásad a kyselin (s výjimkou fluorovodíkové a fosforečné). To se vysvětluje tím, že působením vody a vodných roztoků se z vnější vrstvy skla vymyjí ionty Na + a Ca ++ a vytvoří se chemicky odolný film obohacený SiO 2. Tato fólie chrání sklo před dalším poškozením.