Az üveg az egyik legrégebbi és legsokoldalúbb ember által ismert anyag.

Az ember nagyon régóta ismeri az üveget. Az első fáraódinasztia idejéből származó régészek által talált fajanszdíszek arra utalnak, hogy Egyiptomban már 5 ezer éve ismerték az üveget. A mezopotámiai ásatások során felfedezett üveghengerpecsét az Akkád-dinasztia idejéből származik, vagyis több mint 4000 éves. A Japánban és Indiában talált üvegáruk körülbelül 2000 évvel ezelőtt készültek. De a tudósoknak nincs közös véleménye az üveg megjelenésének idejéről és helyéről.

Hogyan keletkezett az üveg?

Az egyik legenda szerint a föníciai kereskedők a homokos parton főztek ételt tartózkodásuk alatt. Nem kövekből, hanem afrikai szódadarabokból építették a kandallót. A szalma üzemanyagként szolgált. Reggel felébredve egy üvegrudat találtak a hamuban.

Az orosz kézművesek több mint ezer évvel ezelőtt ismerték az üveggyártás titkait. Akkoriban a lúg, a homok és a mész volt az üveggyártás alapanyaga. Lúgként növényi hamut vagy szódát használtak.

Az üveg kémiai összetétele

A szemüveg természetes és mesterséges. Természetes üveg képződhet például vulkánkitörés során, vagy amikor villámcsapás éri a kvarchomok lerakódásait. De a természetben olyan kevés lehetőség kínálkozik a természetes üveg előállítására, hogy az emberiség már rég megtanulta mesterséges üveget beszerezni igényeinek kielégítésére.

Üveg- az olvadék túlhűtésével kapott amorf test, amely különféle oxidokból áll.

Attól függően, hogy melyik oxid a fő komponens, megkülönböztetünk szilikát (SiO2), borát (B203), foszfát (P205) és kombinált (boroszilikát stb.) üvegeket.

szilikát üveg

A legelterjedtebb a szilikátüveg. A fő összetevő– szilícium-dioxid (SiO2). 70-75% üveg áll belőle. A szilícium-dioxidot kvarchomokból nyerik. A kalcium-oxid (CaO) az üveg második összetevője, amely vegyi ellenállást és ragyogást kölcsönöz neki. Az ókorban a tengeri kagylók vagy a fahamu kalcium-oxid forrásként szolgáltak, mivel az emberek nem ismerték a mészkövet. Az üveg e két komponensen kívül nátrium-oxidot (Na2O) és kálium-oxidot (K2O) tartalmaz, amelyek az üveg olvasztásához szükségesek. Az oxidok forrása a szóda (Na2CO3) és a hamuzsír (K2CO3). Ha az üveg csak nagy tisztaságú szilícium-dioxidból áll, azt kvarcnak nevezik.

Az üveg fizikai tulajdonságai

Az üveg fizikai tulajdonságai szerint rendes, hőálló és színes.

Közönséges szemüveg

A közönséges poharak három csoportja ismert: mész-nátrium, mész-kálium és mész-nátrium-kálium.

Mész-nátrium, vagy szóda, üveget ablaküvegek, edények gyártására használnak.

Magas hőmérsékleti ellenállás mész-kálium, vagy hamuzsír, üveg lehetővé teszi annak felhasználását berendezések és kiváló minőségű edények előállításához.

Mész-nátrium-kálium az üvegnek magas a vegyszerállósága. Leggyakrabban edények gyártásához használják.

A hagyományos üveg fő hátránya a törékenység. A közönséges üveg hatókörének bővítése érdekében edzett, és edzett üveget kapnak, amelyet sztalinitnak neveznek. A közönséges üveget triplex - laminált üveg készítésére is használják.

Hőálló szemüveg

A hőálló üvegeket tűzállónak, hőállónak nevezik. Különleges körülmények között üzemeltetett termékekben használják. A hőálló üvegek közé tartozik a boroszilikát üveg, a laboratóriumi üveg és a kerámiaüveg.

A boroszilikát üveg nagy korrózióállósága és hőállósága lehetővé teszi ennek az üvegnek a felhasználását speciális vegyipari berendezések létrehozására. Ez az üveg kiváló hőálló edényeket is készít. Ugyanaz a kiváló minőségű étkészlet elkészíthető laboratóriumi üvegből is. És a sitallokat sikeresen használják a gépészetben.

Színes szemüveg

A keményedés után az üvegmassza kékes-zöld vagy sárgászöld árnyalatú. De ha a keverékbe különféle fém-oxidokat visznek be, amelyek az üvegolvadás során megváltoztatják a szerkezetét, akkor az üveg lehűlés után képes lesz kiemelni bizonyos színeket a rajta áthaladó fényspektrumból.

Az ilyen szemüvegeket művészeti termékek, ólomüveg ablakok, edények gyártásához használják.

Az üveg két elemet egyesít: a tüzet és a jeget. A tűz segíti az üveg létrejöttét. Az üveg jéghez hasonlóvá válik, ha termék formájában megszilárdul.

A modern ember nem tudja elképzelni az életét üveg nélkül. Mindenhol körülvesz bennünket: otthon, közlekedésben, munkahelyen és nyaraláson. Lehetetlen legalább egy olyan iparágat megnevezni, amelyben ne használnák az üveget.

Minden szilárd anyagot kristályosra és amorfra osztanak. Az amorf anyagok rendezetlen szerkezetűek, és kellően magas hőmérsékleten megolvadhatnak. A tudományban mindent üvegnek neveznek. amorf testek, amelyek az olvadék túlhűtése következtében keletkeznek.

Az üveget a mindennapi életben átlátszó, törékeny anyagnak nevezik. A kiindulási üvegtömeg részét képező egyik vagy másik komponenstől függően az iparban a következő típusú üvegeket különböztetik meg: szilikát, borát, boroszilikát, alumínium-szilikát, bór-aluminoszilikát, foszfát és mások.

Alapmódszer az üveget kvarchomok (SiO2), szóda (Na2CO3) és mész (CaO) keverékének megolvasztásával nyerik. Az eredmény egy Na2O*CaO*6SiO2 összetételű kémiai komplex.

Az üveg fizikai, mechanikai és kémiai tulajdonságai:

Sűrűség szemüveg az összetételüket alkotó összetevőktől függ. Így a nagy mennyiségű ólom-oxidot tartalmazó üvegmassza sűrűbb, mint az egyéb anyagok mellett lítium-, berillium- vagy bór-oxidokból álló üveg.

Nyomószilárdság - az anyag azon képessége, hogy ellenálljon a belső feszültségeknek, ha külső terhelésnek van kitéve. Ebben az esetben egy adott típusú üveg szilárdsági foka attól függ kémiaiösszetételében szerepel. A kalcium- vagy bór-oxidokat tartalmazó poharak tartósabbak. Az ólom- és alumínium-oxidos üvegeket alacsony szilárdság jellemzi. A különféle sérülések (repedések, mély karcolások) jelentősen csökkentik az anyag szilárdságát. A szilárdsági index mesterséges növelése érdekében egyes üvegtermékek felületét szerves szilícium filmmel vonják be.

törékenység - a testek mechanikai tulajdonsága, hogy külső erők hatására összeomlanak. Az üveg törékenységének nagysága elsősorban nem az alkotóelemeinek kémiai összetételétől függ, hanem nagyobb mértékben az üvegmassza homogenitásától (az összetételében lévő komponenseknek tisztáknak, tisztáknak kell lenniük) és az üveg falvastagságától. üveg termék.

Keménység - az egyik anyag mechanikai tulajdonsága, hogy ellenálljon egy másik, keményebb anyag behatolásának. Egy adott anyag keménységi foka meghatározható egy speciális, egyes ásványok tulajdonságait tükröző skálatáblázat segítségével, amelyek növekvő sorrendben vannak elrendezve, kezdve a kevésbé kemény talkummal, amelynek keménységét egynek vesszük, és a legkeményebb - gyémánttal végződik, amelynek keménysége 10 konvencionálisan elfogadott egység Egy adott üvegtípus keménységi foka elsősorban az alkotóelemeinek kémiai összetételétől függ. Így az ólom-oxid felhasználása az üvegmassza létrehozásában jelentősen csökkenti az üveg keménységét. És éppen ellenkezőleg, a szilikát üvegeket meglehetősen nehéz mechanikusan feldolgozni.

Hőkapacitás - a testek azon tulajdonsága, hogy bármilyen folyamatban bizonyos mennyiségű hőt fogadjanak és tároljanak anélkül, hogy az állapot megváltozna. Az üveg hőkapacitása közvetlenül függ a kezdeti üvegtömeget alkotó komponensek kémiai összetételétől. Minél magasabb az ólom- és bárium-oxid-tartalom az üvegmasszában, annál kisebb a hővezető képesség. A könnyű oxidok, mint például a lítium-oxid, növelhetik az üveg hővezető képességét. Az alacsony hőkapacitású üveg sokkal lassabban hűl.

Hővezető - a testek azon tulajdonsága, hogy hőt engedjenek át magukon egyik felületről a másikra, feltéve, hogy megvannak eltérő hőmérséklet. Az üveg nem vezeti jól a hőt. Ezenkívül a legmagasabb hővezető képességet a kvarcüvegnél figyelték meg. A szilícium-oxid arányának csökkenésével az üveg teljes tömegében, vagy ha bármilyen más anyaggal helyettesítik, a hővezető képesség szintje csökken.

Lágyítás indulási hőmérséklete az a hőmérséklet, amelyen az amorf test lágyulni és olvadni kezd. A legkeményebb - kvarc - üveg csak 1200-1500 ° C hőmérsékleten kezd deformálódni. Más típusú üvegek már 550-650 0C hőmérsékleten megpuhulnak. Egy adott minőségű és típusú üveg olvadásának kezdeti hőmérsékletének értékét az összetevők kémiai összetétele határozza meg. Tehát a szilícium vagy alumínium tűzálló oxidjai növelik a lágyulás kezdetének hőmérsékletét, az alacsony olvadáspontúak (nátrium- és kálium-oxidok), éppen ellenkezőleg, csökkentik.

hőtágulás - az a jelenség, hogy a test mérete tágul magas hőmérséklet hatására. A befejező anyagokat úgy kell megválasztani, hogy hőtágulásuk értéke megegyezzen a fő termék üvegtömegének azonos mutatójával. Az üvegek hőtágulási együtthatója közvetlenül függ a kezdeti tömeg kémiai összetételétől. Minél több alkáli-oxid van az üvegmasszában, annál nagyobb a hőtágulási index, és fordítva, a szilícium-, alumínium- és bór-oxidok jelenléte az üvegben csökkenti ezt az értéket.

Hőellenállás - az üveg azon képessége, hogy ellenáll a korróziónak és a külső hőmérséklet éles változása miatti tönkremenetelnek. Ez az együttható nemcsak a tömeg kémiai összetételétől függ, hanem a termék méretétől, valamint a felületén lévő hőátadás mértékétől is.

Kémiai ellenállás - a test azon képessége, hogy ne engedjen be a víz, a sóoldatok, a gázok és a légköri nedvesség hatásának. A vegyszerállóság mutatói az üvegmassza minőségétől és a befolyásoló szertől függenek. Így a víz hatására nem korrodáló üveg lúgos és sóoldat hatására deformálódhat.

Optikai tulajdonságok:

Fénytörés - a fénysugár irányának megváltoztatása, amikor az áthalad két átlátszó közeg határán. Az üveg fénytörését jelző érték mindig nagyobb, mint egy.

fényvisszaverődés - ez a fénysugár visszatérése, amikor két különböző törésmutatójú közeg felületére esik.

Könnyű diszperzió - a fénysugár spektrummá való bomlása, amikor megtörik. Az üveg fénydiszperziójának értéke közvetlenül függ az anyag kémiai összetételétől. A nehéz oxidok jelenléte az üvegmasszában növeli a diszperziós indexet.

fényelnyelés - a közeg azon képessége, hogy csökkentse a fénysugár áthaladásának intenzitását. A szemüvegek fényelnyelési aránya alacsony. Csak az üveggyártás során növekszik különféle színezékek felhasználásával, valamint a késztermékek feldolgozásának speciális módszereivel.

fényszórás a fénysugarak különböző irányú eltérítése. A fényszórási index az üvegfelület minőségétől függ. Tehát egy durva felületen áthaladva a sugár részben szétszóródik, ezért az ilyen üveg áttetszőnek tűnik.

A Szovjetunió Tudományos Akadémia Terminológiai Bizottsága a következő meghatározást adta az üvegre:

"Az üveg minden olyan amorf testet jelent, amelyet az olvadék túlhűtésével nyernek, függetlenül a kémiai összetételtől és a megszilárdulás hőmérsékleti tartományától, és amelyek a viszkozitás fokozatos növekedése következtében rendelkeznek a szilárd anyagok mechanikai tulajdonságaival és az átmenet folyamatával. folyékony halmazállapotból üveges állapotba visszafordíthatónak kell lennie."

Az üveget műszaki kifejezésnek tekintik, szemben az "üveges állapot" tudományos kifejezéssel. Buborékok, apró kristályok lehetnek az üvegben. Üveges anyagban nagyon sok apró kristály akár speciálisan is kialakítható, átlátszatlanná téve vagy más színt adva az anyagnak. Az ilyen anyagokat "tejszerű" üvegnek, színes üvegnek stb.

A modern fogalmak különbséget tesznek az "üveg" és az "üveges állapot" között. "Üveges állapot": "Szilárd, nem kristályos anyag, amely a folyadék olyan sebességű hűtésével jön létre, amely elegendő ahhoz, hogy megakadályozza a hűtés során a kristályosodást." N.V. Solomin szerint "az üveg olyan anyag, amely főleg üvegszerű anyagból áll."

Minden üveges állapotú anyagnak számos közös fizikai és kémiai jellemzője van. Tipikus üveges testek:

1. izotópok, i.e. tulajdonságaik minden irányban azonosak;

2. hevítéskor nem olvadnak meg, mint a kristályok, hanem fokozatosan meglágyulnak, törékenyből viszkózus, erősen viszkózus és cseppfolyós állapotba mennek át;

3. reverzibilisen megolvadnak és megkeményednek, visszanyerve eredeti tulajdonságaikat.

A prések és tulajdonságok megfordíthatósága azt jelzi, hogy az üvegképző olvadékok és a megszilárdult üveg valódi megoldások. Egy anyag folyékony halmazállapotból szilárd halmazállapotba való átmenete a hőmérséklet csökkenésével kétféleképpen történhet: az anyag üveg formájában kristályosodik vagy megszilárdul.

Szinte minden anyag követheti az első utat. A kristályosodási út azonban csak azoknál az anyagoknál általános, amelyek folyékony állapotban alacsony viszkozitásúak, és amelyek viszkozitása viszonylag lassan, egészen a kristályosodás pillanatáig növekszik.

A második csoportban ezek döntő mértékben függenek a lúgok koncentrációjától vagy bármely más kiválasztott komponens koncentrációjától. Az összetételtől való függésük befolyásolja: viszkozitást, elektromos vezetőképességet, iondiffúziós sebességet, dielektromos veszteséget, kémiai ellenállást, fényáteresztést, keménységet, felületi feszültséget.

Fizikai tulajdonságoküveg

A közönséges nátrium-kálium-szilikát üvegek sűrűsége, beleértve az ablaküveget is, 2500-2600 kg/m3 között ingadozik. A hőmérséklet 20-ról 1300 ° C-ra történő emelkedésével a legtöbb üveg sűrűsége 6-12% -kal csökken, azaz 100 ° C-kal, a sűrűség 15 kg / m3-rel csökken. A hagyományos izzított üveg nyomószilárdsága 500-2000 MPa, az ablaküvegé 900-1000 MPa.

Az üveg keménysége a kémiai összetételtől függ. Az üvegek keménysége 4000-10 000 MPa között eltérő. A legkeményebb a kvarcüveg, az alkáli-oxid-tartalom növekedésével az üvegek keménysége csökken.

Törékenység. Az üveg a gyémánttal és a kvarccal együtt tökéletesen törékeny anyag. Mivel a ridegség ütéskor a legkifejezettebb, az ütési szilárdság jellemzi. Az üveg ütésállósága a fajlagos viszkozitástól függ.

Hővezető. A kvarcüvegek a legmagasabb hővezető képességgel rendelkeznek. A közönséges ablaküveg 0,97 W/(m.K). A hőmérséklet emelkedésével a hővezető képesség nő, a hővezető képesség az üveg kémiai összetételétől függ.

Az oxidüvegek nagy átlátszósága miatt nélkülözhetetlenek az épületek, tükrök és optikai eszközök üvegezéséhez, beleértve a lézer-, televízió-, film- és fényképészeti berendezéseket stb. Épületi lemezüvegeknél, ablaküvegeknél, vitrinüvegeknél figyelembe kell venni, hogy a fényáteresztési együttható közvetlenül függ az üvegfelület visszaverő képességétől és elnyelő képességétől. Elméletileg még a tökéletes üveg, amely nem nyeli el a fényt, nem tudja átengedni a fény 92%-ánál többet.

Az üveg optikai tulajdonságai: törésmutató az üveg azon képessége, hogy megtöri a rá eső fényt. A kerámiafestékek gyártásánál a törésmutató nagyon fontos. Attól függ, hogy mennyi fényt ver vissza. kerámia termékés hogyan fog kinézni.

Mechanikai tulajdonságok: a rugalmasság a szilárd test azon tulajdonsága, hogy a terhelés megszűnése után visszaállítja eredeti alakját. A rugalmasságot olyan mennyiségek jellemzik, mint a normál rugalmassági modulus, amely meghatározza a feszültség (kompresszió) hatására fellépő feszültségek nagyságát.

Belső súrlódás: Az üveges rendszerek képesek elnyelni a mechanikai, különösen a hang- és ultrahangos rezgéseket. A rezgések csillapítása az üvegben lévő inhomogenitások összetételétől függ.

A szilikátrendszerek termikus tulajdonságai a legfontosabb tulajdonságok mind a vizsgálatban, mind a kerámia- és üvegtermékek gyártásában.

Fajlagos hőkapacitás: - egységnyi üvegtömeg 1°C-os felmelegítéséhez szükséges Q hőmennyiség határozza meg.

A vegyszerállóság - a különböző agresszív közegekkel szembeni ellenállás - a szemüvegek egyik nagyon fontos tulajdonsága az orvostudomány számára fontos. Az edzett üvegek 1,5-2-szer gyorsabban tönkremennek, mint a jól izzított üvegek. A modern építésben speciális, nap- és hővédő tulajdonságokkal rendelkező üvegeket használnak ablak-, ajtó- és egyéb nyílásokhoz. Ezeknél az üvegeknél fontos a derítésen átesett fényáram spektrális jellege, a színtónus értékelése. Ezen jellemzők alapján egy bizonyos típusú üveget választanak ki, valamint meghatározzák a hő- és világítási tulajdonságokat, ezek hatását a munkakörülményekre, az épületek és építmények tervezését.

Az ablakokat hosszú ideje úgy tervezték, hogy világosabbá és kényelmesebbé tegye a lakóteret. Mivel az üveg ritkaság volt, más anyagokat használtak helyette. Szerencsére manapság az üveg nem ritka: mindenhol és többféle célra használják. Sőt, nemcsak közönséges ablaküveget, hanem színes üveget is vásárolhat ólomüveg ablakok készítéséhez.

Minden szilárd anyagot kristályosra és amorfra osztanak. Ez utóbbiaknak az a tulajdonságuk, hogy kellően magas hőmérsékleten megolvadnak. Ellentétben a kristályos testekkel, szerkezetük csak kis területű rendezett ionokból áll, és ezek a területek úgy kapcsolódnak egymáshoz, hogy aszimmetriát képeznek.

A tudományban (kémia, fizika) üvegnek szokás nevezni minden olyan amorf testet, amely az olvadék túlhűtése következtében keletkezik. Ezek a testek a viszkozitás fokozatos növekedése miatt a szilárd testek összes jellemzőjével rendelkeznek. Ezenkívül megvan a szilárd halmazállapotból a folyékony halmazállapotba való fordított átmenet tulajdonsága.

Az üveget a mindennapi életben átlátszó, törékeny anyagnak nevezik. A kiindulási üvegtömeg részét képező egyik vagy másik komponenstől függően az iparban a következő típusú üvegeket különböztetik meg: szilikát, borát, boroszilikát, alumínium-szilikát, bór-aluminoszilikát, foszfát és mások.

Mint minden más fizikai testnek, az üvegnek is számos tulajdonsága van.

Az üveg fizikai és mechanikai tulajdonságai

Üveg sűrűsége az összetételükben szereplő összetevőktől függ. Így a nagy mennyiségű ólom-oxidot tartalmazó üvegmassza sűrűbb, mint az egyéb anyagok mellett lítium-, berillium- vagy bór-oxidokból álló üveg. Az üveg átlagos sűrűsége (ablak, konténer, jó minőségű, hőálló) általában 2,24×10 köbméter és 2,9×10 köbméter kg/m3 között mozog. A kristály sűrűsége valamivel magasabb: 3,5 x 10 egy kockában - 3,7 x 10 egy kg / m3 kockában.

Erő. A fizika és a kémia nyomószilárdsága alatt szokás megérteni egy anyag azon képességét, hogy ellenáll a belső feszültségeknek, ha külső terhelésnek van kitéve. Az üveg szakítószilárdsága 500-2000 MPa (kristály - 700-800 MPa). Hasonlítsuk össze ezt az értéket az öntöttvas és az acél szilárdságával: 600-1200, illetve 2000 MPa.

Ugyanakkor egy bizonyos típusú üveg szilárdsági foka attól függ, hogy milyen kémiai anyag van benne.

A kalcium- vagy bór-oxidokat tartalmazó poharak tartósabbak. Az ólom- és alumínium-oxidos üvegeket alacsony szilárdság jellemzi.

Szakítószilárdság az üveg szakítószilárdsága mindössze 35-100 MPa. Az üveg szakítószilárdságának mértéke nagymértékben függ a felületén kialakult különféle hibák jelenlététől. A különféle sérülések (repedések, mély karcolások) jelentősen csökkentik az anyag szilárdságát. A szilárdsági index mesterséges növelése érdekében egyes üvegtermékek felületét szerves szilícium filmmel vonják be.

törékenység- a testek mechanikai tulajdonsága, hogy külső erők hatására összeomlanak. Az üveg törékenységének nagysága elsősorban nem az alkotóelemeinek kémiai összetételétől függ, hanem nagyobb mértékben az üvegmassza homogenitásától (az összetételében lévő komponenseknek tisztáknak, tisztáknak kell lenniük) és az üveg falvastagságától. üveg termék.

keménység Az egyik anyag mechanikai tulajdonságát jelöli, hogy ellenálljon egy másik, keményebb anyag behatolásának. Egy adott anyag keménységi foka meghatározható egy speciális, egyes ásványok tulajdonságait tükröző skálatáblázat segítségével, amelyek növekvő sorrendben vannak elrendezve, kezdve a kevésbé kemény talkummal, amelynek keménységét egynek vesszük, és a legkeményebb gyémánttal végződik, amelynek keménysége 10 hagyományosan elfogadott egység.

Az üveg keménységét gyakran köszörüléssel "mérik", úgynevezett koptató keménységi módszerrel. Ebben az esetben az értéke az üvegtermék egységnyi felületének leválási sebességétől függ bizonyos csiszolási körülmények között.

Keménységi fok az üvegek egyik vagy másik típusa főként az alkotóelemeinek kémiai összetételétől függ. Így az ólom-oxid felhasználása az üvegmassza létrehozásában jelentősen csökkenti az üveg keménységét. És éppen ellenkezőleg, a szilikát üvegeket meglehetősen nehéz mechanikusan feldolgozni.

A hőkapacitás a testek azon tulajdonsága, hogy bármilyen folyamatban halmazállapot-változás nélkül bizonyos mennyiségű hőt fogadjanak és tároljanak.

Az üveg hőkapacitása közvetlenül függ a kezdeti üvegtömeget alkotó komponensek kémiai összetételétől. Övé fajlagos hőátlagos hőmérsékleten 0,33-1,05 J / (kgxK). Sőt, minél magasabb az ólom- és bárium-oxid-tartalom az üvegmasszában, annál alacsonyabb a hővezetési index. De a könnyű oxidok, mint például a lítium-oxid, növelhetik az üveg hővezető képességét.

Az üvegtermékek gyártásánál emlékezni kell arra, hogy az alacsony hőkapacitású amorf testek sokkal lassabban hűlnek le, mint a nagy hőkapacitású testek. Az ilyen testekben a külső hőmérséklet növekedésével a hőkapacitás mennyisége is megnő. Sőt, folyékony állapotban ez a szám valamivel gyorsabban növekszik. Ez igaz a különféle típusú szemüvegekre is.

Hővezető. A tudományban ez a kifejezés a testek azon tulajdonságát jelöli, hogy hőt adnak át magukon az egyik felületről a másikra, feltéve, hogy az utóbbiak hőmérséklete eltérő.

Ismeretes, hogy az üveg rosszul vezeti a hőt (mellesleg ezt a tulajdonságot széles körben használják épületek építésénél). Hővezető képességének szintje átlagosan 0,95-0,98 W / (m x K). Ezenkívül a legmagasabb hővezető képességet a kvarcüvegnél figyelték meg. A szilícium-oxid arányának csökkenésével az üveg teljes tömegében, vagy ha bármilyen más anyaggal helyettesítik, a hővezető képesség szintje csökken.

Lágyítás indulási hőmérséklete- ez az a hőmérséklet, amelyen a test (amorf) lágyulni és olvadni kezd. A legkeményebb - kvarc - üveg csak 1200-1500 ° C hőmérsékleten kezd deformálódni. Más típusú üvegek már 550-650 0C hőmérsékleten megpuhulnak. Ezeket a mutatókat fontos figyelembe venni az üveggel végzett különféle munkák során: a termékek fújásakor, e termékek éleinek feldolgozásakor, valamint felületeik hőpolírozása során.

Érték olvadás kezdő hőmérséklete az üveg egyik vagy másik minőségét és típusát az összetevők kémiai összetétele határozza meg. Tehát a szilícium vagy alumínium tűzálló oxidjai növelik a lágyulás kezdetének hőmérsékletét, az alacsony olvadáspontúak (nátrium- és kálium-oxidok), éppen ellenkezőleg, csökkentik.

hőtágulás. Ezt a kifejezést a test méretének magas hőmérséklet hatására bekövetkező tágulásának jelenségére használják. Ezt az értéket nagyon fontos figyelembe venni olyan üvegtermékek gyártása során, amelyek felületén különféle fedések vannak. A befejező anyagokat úgy kell megválasztani, hogy hőtágulásuk értéke megegyezzen a fő termék üvegtömegének azonos mutatójával.

Hőtágulási együtthatóüveg közvetlenül függ a kezdeti tömeg kémiai összetételétől. Minél több alkáli-oxid van az üvegmasszában, annál nagyobb a hőtágulási index, és fordítva, a szilícium-, alumínium- és bór-oxidok jelenléte az üvegben csökkenti ezt az értéket.

hőellenállás Meghatározzák az üveg korrózióval és roncsolással szembeni ellenálló képességét a külső hőmérséklet éles változása következtében. Ez az együttható nemcsak a tömeg kémiai összetételétől függ, hanem a termék méretétől, valamint a felületén lévő hőátadás mértékétől is.

Az üveg optikai tulajdonságai

Fénytörés- így a tudományban a fénysugár irányának változását nevezik, amikor az áthalad két átlátszó közeg határán. Az üveg fénytörését jelző érték mindig nagyobb, mint egy.

fényvisszaverődés- ez a fénysugár visszatérése, amikor két különböző törésmutatójú közeg felületére esik.

Könnyű diszperzió- a fénysugár spektrummá való bomlása, amikor megtörik. Az üveg fénydiszperziójának értéke közvetlenül függ az anyag kémiai összetételétől. A nehéz oxidok jelenléte az üvegmasszában növeli a diszperziós indexet. Ez a tulajdonság magyarázza a kristálytermékekben az úgynevezett fényjáték jelenségét.

A fény elnyelésével határozza meg egy közeg azon képességét, hogy csökkentse a fénysugár áthaladásának intenzitását. A szemüvegek fényelnyelési aránya alacsony. Csak az üveggyártás során növekszik különféle színezékek felhasználásával, valamint a késztermékek feldolgozásának speciális módszereivel.

fényszórás a fénysugarak különböző irányú eltérítése. A fényszórási index az üvegfelület minőségétől függ. Tehát egy durva felületen áthaladva a sugár részben szétszóródik, ezért az ilyen üveg áttetszőnek tűnik. Ezt a tulajdonságot általában üveg lámpaernyők és lámpák plafonjai gyártásához használják.

Az üveg kémiai tulajdonságai

Között kémiai tulajdonságok Ki kell emelni az üveg és az abból készült termékek vegyszerállóságát.

A tudományban kémiai ellenállásnak nevezik a test azon képességét, hogy ne engedjen be a víz, a sóoldatok, a gázok és a légköri nedvesség hatásának. A vegyszerállóság mutatói az üvegmassza minőségétől és a befolyásoló szertől függenek. Így a víz hatására nem korrodáló üveg lúgos és sóoldat hatására deformálódhat.

A szilikát üvegeket a tulajdonságok, az átlátszóság, az abszolút vízzáróság és az univerzális vegyszerállóság szokatlan kombinációja jellemzi. Mindezt az üveg sajátos összetétele és szerkezete magyarázza.

Sűrűségüveg a kémiai összetételtől függ és a hagyományos építőüvegnél 2400...2600 kg/m 3 . Az ablaküveg sűrűsége 2550 kg / m. Az ólom-oxidot ("bohém kristály") tartalmazó üvegeket nagy sűrűség jellemzi - több mint 3000 kg / m 3. Az üveg porozitása és vízfelvétele közel 0%.

Mechanikai tulajdonságok. Az épületszerkezetekben lévő üveg gyakrabban van kitéve hajlításnak, nyújtásnak és ütésnek, ritkábban pedig összenyomódásnak, ezért az azt meghatározó fő mutatók mechanikai tulajdonságok, szakítószilárdságnak és ridegségnek kell tekinteni.

elméleti üveg szakítószilárdsága - (10...12) 10 3 MPa. A gyakorlatban ez az érték 200...300-szor alacsonyabb, és 30-60 MPa között mozog. Ez azzal magyarázható, hogy az üvegben vannak gyengült területek (mikroinhomogenitások, felületi hibák, belső feszültségek). Minél nagyobb az üvegtermékek mérete, annál valószínűbb az ilyen területek jelenléte. Az üveg szilárdságának a vizsgált termék méretétől való függésére példa az üvegszál. Az 1 ... 10 mikron átmérőjű üvegszál szakítószilárdsága 300 ... 500 MPa, azaz majdnem 10-szer nagyobb, mint az üveglapoké. Erősen csökkenti az üvegkarcolások szakítószilárdságát; üvegvágás gyémánttal ezen alapul.

Üveg nyomószilárdsága magas - 900 ... 1000 MPa, azaz majdnem olyan, mint az acél és az öntöttvas. A -50 és +70 ° C közötti hőmérséklet-tartományban az üveg szilárdsága gyakorlatilag nem változik.

A normál hőmérsékletű üvegre jellemző, hogy nincs képlékeny alakváltozása. Megrakott állapotban a rideg törésig betartja a Hooke-törvényt. Rugalmassági modulusüveg E=(7...7,5) 10 4 MPa.

törékenység - az üveg fő hátránya. A ridegség fő mutatója a rugalmassági modulus és a szakítószilárdság aránya E/R p .Üvegnél 1300 ... 1500 (acélnál 400 ... 460, guminál 0,4 ... 0,6). Ezenkívül az üveg szerkezetének egységessége (homogenitása) hozzájárul a repedések akadálytalan kialakulásához, ami a ridegség megnyilvánulásának szükséges feltétele.

üveg keménysége, amely kémiai összetételét tekintve a földpátokhoz közeli anyag, megegyezik ezen ásványokéval, és kémiai összetételtől függően a Mohs-skála szerinti 5 ... 7 tartományba esik.

Optikai tulajdonságok az üvegekre jellemző a fényáteresztés (átlátszóság), a fénytörés, a visszaverődés, a szóródás stb. A közönséges szilikátüvegek a speciálisak kivételével (lásd alább) a spektrum teljes látható részét áteresztik (88 ... 92%-ig) és gyakorlatilag nem továbbítják az ultraibolya és infravörös sugarakat. Épületüvegek törésmutatója (P= 1,50...1,52) határozza meg a visszavert fény erősségét és az üveg fényáteresztését különböző fénybeesési szögeknél. Ha a fény beesési szögét 0-ról 75°-ra változtatjuk, az üveg fényáteresztése 90-ről 50%-ra csökken.

Hővezető A különböző típusú üvegek összetétele kevéssé függ összetételüktől, és 0,6 ... 0,8 W / (m K), ami majdnem 10-szer alacsonyabb, mint a hasonló kristályos ásványoké. Például egy kvarckristály hővezető képessége 7,2 W / (m K).

Lineáris hőtágulási együttható (CLTE) üveg viszonylag kicsi (a közönséges üvegnél 9 10 -6 K -1). De az alacsony hővezető képesség és a magas rugalmassági modulus miatt az üvegben az éles egyoldali melegítés (vagy hűtés) során fellépő feszültségek elérhetik azokat az értékeket, amelyek az üveg meghibásodásához vezetnek. Ez magyarázza a viszonylag kicsi hőellenállás(a hirtelen hőmérsékletváltozásoknak ellenálló képesség) közönséges üvegből. 70...90°C van.

Hangszigetelő képesség az üveg elég magas. Az 1 cm vastagságú üveg hangszigetelés szempontjából körülbelül egy fél tégla téglafalnak felel meg - 12 cm.

Kémiai ellenállás A szilikát üveg az egyik legkülönlegesebb tulajdonsága. Az üveg jól ellenáll a víz, lúgok és savak hatásának (a hidrogén-fluorid és a foszforsav kivételével). Ez azzal magyarázható, hogy víz és vizes oldatok hatására a Na + és Ca ++ ionok kimosódnak az üveg külső rétegéből, és SiO 2 -vel dúsított vegyszerálló filmréteg keletkezik. Ez a fólia megvédi az üveget a további sérülésektől.