유리는 인간에게 알려진 가장 오래되고 가장 다재다능한 재료 중 하나입니다.

인간은 아주 오랫동안 유리를 알고 있었습니다. 파라오의 첫 번째 왕조 시대로 거슬러 올라가는 고고학자들이 발견한 파이앙스 장식은 이미 5,000년 전에 이집트에서 유리가 알려졌음을 나타냅니다. 메소포타미아에서 발굴 중에 발견된 유리 실린더 인장은 아카드 왕조 시대, 즉 4,000년 이상 된 것입니다. 일본과 인도에서 발견된 유리 제품은 약 2,000년 전에 만들어졌습니다. 그러나 과학자들은 유리가 나타나는 시간과 장소에 대해 공통된 의견을 가지고 있지 않습니다.

유리는 어떻게 생겼습니까?

전설 중 하나는 페니키아 상인들이 머무는 동안 모래 사장에서 음식을 요리했다고 말합니다. 그들은 돌이 아니라 아프리카 소다 조각으로 난로를 만들었습니다. 짚은 연료로 사용되었습니다. 아침에 일어나 재에서 유리 주괴를 발견했습니다.

러시아 장인들은 천년 이상 전에 유리 생산의 비밀을 알고 있었습니다. 그 당시에는 알칼리, 모래, 석회가 유리 생산의 원료였습니다. 식물성 재 또는 소다가 알칼리로 사용되었습니다.

유리의 화학 성분

안경은 자연스럽고 인공적입니다. 천연 유리는 예를 들어 화산 폭발 중에 또는 번개가 석영 모래 퇴적물을 강타할 때 형성될 수 있습니다. 그러나 자연에서는 천연 유리를 형성할 기회가 거의 없기 때문에 인류는 필요에 따라 인공 유리를 얻는 방법을 오랫동안 배웠습니다.

유리- 다양한 산화물로 구성된 용융물을 과냉각하여 얻은 비정질체.

어떤 산화물이 주성분인지에 따라 규산염 유리(SiO2), 붕산염(B203), 인산염(P205) 및 결합(붕규산염 등) 유리가 구별됩니다.

규산염 유리

가장 흔한 것은 규산염 유리입니다. 주성분은 이산화규소(SiO2)입니다. 70-75% 유리로 구성되어 있습니다. 이산화 규소는 석영 모래에서 얻습니다. 산화칼슘(CaO)은 유리의 두 번째 성분으로 화학적 저항성과 광채를 부여합니다. 고대에는 사람들이 석회암에 익숙하지 않았기 때문에 바다 조개나 나무 재가 산화칼슘의 공급원이었습니다. 이 두 가지 성분 외에도 유리에는 유리 용융에 필요한 산화나트륨(Na2O)과 산화칼륨(K2O)이 포함되어 있습니다. 산화물의 출처는 소다(Na2CO3)와 칼륨(K2CO3)입니다. 유리가 고순도 실리카로만 구성된 경우 석영이라고 합니다.

유리의 물리적 특성

유리의 물리적 특성에 따라 일반, 내열 및 유색으로 나뉩니다.

일반 안경

일반 유리에는 석회-나트륨, 석회-칼륨 및 석회-나트륨-칼륨의 세 가지 그룹이 알려져 있습니다.

석회-나트륨, 또는 소다 유리는 창 유리, 접시 생산에 사용됩니다.

고온 저항 석회-칼륨,또는 칼륨, 유리는 장비 및 고품질 요리 생산에 사용할 수 있습니다.

석회-나트륨-칼륨유리는 높은 내 화학성을 가지고 있습니다. 요리 제조에 가장 자주 사용됩니다.

취약성은 기존 유리의 주요 단점입니다. 일반 유리의 범위를 넓히기 위해 강화되고 강화 유리가 얻어지며, 이를 stalinite라고합니다. 일반 유리는 3중 합판 유리를 만드는 데에도 사용됩니다.

내열 유리

내열 유리는 내화성, 내열성이라고합니다. 특수한 조건에서 작동하는 제품에 사용됩니다. 내열 유리에는 붕규산 유리, 실험실 유리 및 세라믹 유리가 포함됩니다.

붕규산 유리의 높은 내부식성과 내열성은 이 유리를 화학 공학에서 특수 설비를 만드는 데 사용할 수 있게 합니다. 이 유리는 또한 뛰어난 내열성 조리기구를 만듭니다. 동일한 고품질 식기는 실험실 유리로 만들 수 있습니다. 그리고 sitalls는 기계 공학에서 성공적으로 사용됩니다.

색안경

경화 후 유리 덩어리는 청록색 또는 황록색 색조를 띤다. 그러나 유리 용융 중에 구조가 변경되는 다양한 금속 산화물이 혼합물에 도입되면 냉각 후 유리를 통과하는 광 스펙트럼에서 특정 색상을 강조 표시 할 수 있습니다.

이러한 유리는 미술품, 스테인드 글라스 창, 접시 제조에 사용됩니다.

유리는 불과 얼음의 두 가지 요소를 결합합니다. 불은 유리가 존재하도록 도와줍니다. 유리가 제품의 형태로 응고되면 얼음처럼 됩니다.

현대인들은 유리가 없는 삶을 상상할 수 없습니다. 집, 교통, 직장, 휴가 등 모든 곳에서 우리를 둘러싸고 있습니다. 유리가 사용되지 않는 산업을 하나 이상 언급하는 것은 불가능합니다.

모든 고체는 결정질과 비정질로 나뉩니다. 무정형은 무질서한 구조를 가지며 충분히 높은 온도에서 녹을 수 있습니다. 과학에서는 모든 것을 유리라고 합니다. 비정질체, 용융물의 과냉각 결과로 형성됩니다.

일상생활에서 유리는 투명하고 깨지기 쉬운 물질이라고 합니다. 초기 유리 덩어리의 일부인 하나 또는 다른 구성 요소에 따라 규산염, 붕산염, 붕규산염, 알루미노규산염, 보로알루미노규산염, 인산염 등의 유리 유형이 업계에서 구별됩니다.

기본 방법유리는 석영 모래(SiO2), 소다(Na2CO3) 및 석회(CaO)의 혼합물을 녹여서 얻습니다. 결과는 Na2O*CaO*6SiO2 조성을 가진 화학 복합체입니다.

유리의 물리적, 기계적 및 화학적 특성:

밀도 안경은 구성을 구성하는 구성 요소에 따라 다릅니다. 따라서 많은 양의 산화 납을 포함하는 유리 덩어리는 다른 물질 중에서 리튬, 베릴륨 또는 붕소 산화물로 구성된 유리보다 밀도가 높습니다.

압축강도 - 외부로부터의 하중에 노출되었을 때 내부 응력에 저항하는 재료의 능력. 이 경우 특정 유형의 유리의 강도는 다음에 따라 다릅니다. 화학적인그 구성에 포함되어 있습니다. 칼슘 또는 붕소 산화물을 포함하는 유리는 더 내구성이 있습니다. 납과 알루미늄 산화물이 포함된 유리는 강도가 낮은 것이 특징입니다. 다양한 손상(균열, 깊은 긁힘)은 재료의 강도를 크게 감소시킵니다. 강도 지수를 인위적으로 높이기 위해 일부 유리 제품의 표면을 유기 규소 필름으로 코팅합니다.

취약성 - 외부 힘의 작용으로 붕괴되는 물체의 기계적 성질. 유리의 취약성의 정도는 주로 구성 요소의 화학적 조성에 의존하는 것이 아니라 유리 덩어리의 균질성(구성에 포함된 구성 요소는 순수하고 순수해야 함)과 벽 두께에 크게 좌우됩니다. 유리제품.

경도 - 다른 재료의 침투에 저항하는 한 재료의 기계적 특성. 일부 광물의 성질을 반영한 특수 척도표를 이용하여 특정 물질의 경도를 판단할 수 있으며, 이는 경도가 1로 취해지는 덜 단단한 활석부터 시작하여 오름차순으로 배열되고, 가장 단단한 것으로 끝나는 - 일반적으로 허용되는 10 단위의 경도를 가진 다이아몬드 특정 유형의 유리의 경도는 주로 구성 성분의 화학적 조성에 따라 다릅니다. 따라서 유리 덩어리 생성에 산화 납을 사용하면 유리의 경도가 크게 감소합니다. 그리고 반대로 규산염 유리는 기계적으로 가공하기가 매우 어렵습니다.

열용량 - 어떤 과정에서든 상태를 바꾸지 않고 일정량의 열을 받아 저장하는 신체의 성질. 유리의 열용량은 초기 유리 덩어리를 구성하는 구성 요소의 화학적 조성에 직접적으로 의존합니다. 유리 덩어리의 납 및 산화 바륨 함량이 높을수록 열전도율이 낮아집니다. 그리고 예를 들어 리튬 산화물과 같은 가벼운 산화물은 유리의 열 전도도를 증가시킬 수 있습니다. 열용량이 낮은 유리는 훨씬 더 천천히 냉각됩니다.

열 전도성 - 한 표면에서 다른 표면으로 열을 전달하는 물체의 특성 다른 온도. 유리는 열을 잘 전도하지 못합니다. 또한 석영유리의 열전도율이 가장 높은 것으로 나타났다. 유리 총 질량에서 산화 규소의 비율이 감소하거나 다른 물질로 대체되면 열전도도 수준이 감소합니다.

연화 시작 온도 무정형 물체가 부드러워지고 녹기 시작하는 온도입니다. 가장 단단한 석영 유리는 1200-1500 ° C의 온도에서만 변형되기 시작합니다. 다른 유형의 유리는 이미 550-650 0C의 온도에서 연화됩니다. 특정 등급 및 유리 유형의 용융 시작 온도 값은 구성 요소의 화학적 조성에 따라 결정됩니다. 따라서 실리콘 또는 알루미늄의 내화성 산화물은 연화 시작 온도 수준을 높이고 저 융점 물질 (산화 나트륨 및 산화 칼륨)은 반대로 낮 춥니 다.

열 팽창 - 고온의 영향으로 물체의 크기가 팽창하는 현상. 열팽창 값이 주요 제품의 동일한 유리 질량 지표와 일치하도록 마감재를 선택해야 합니다. 유리의 열팽창 계수는 초기 질량의 화학적 조성에 직접적으로 의존합니다. 유리 덩어리에 알칼리 산화물이 많을수록 열팽창 지수가 높아지고 반대로 유리에 실리콘, 알루미늄 및 산화 붕소가 있으면 이 값이 감소합니다.

내열성 - 외부 온도의 급격한 변화로 인한 부식 및 파괴에 저항하는 유리의 능력. 이 계수는 질량의 화학적 조성뿐만 아니라 제품의 크기 및 표면의 열 전달량에 따라 달라집니다.

화학적 내성 - 물, 소금 용액, 가스 및 대기 수분의 영향에 굴복하지 않는 신체의 능력. 내화학성의 지표는 유리 덩어리의 품질과 영향을 미치는 물질에 따라 다릅니다. 따라서 물에 노출되어도 부식되지 않는 유리는 알칼리성 및 식염수에 노출되면 변형될 수 있습니다.

광학적 특성:

빛의 굴절 - 광선이 두 투명 매체의 경계를 통과할 때 광선의 방향을 변경합니다. 유리 빛의 굴절을 나타내는 값은 항상 1보다 큽니다.

빛의 반사 - 광선이 굴절률이 다른 두 매질의 표면에 떨어질 때 광선이 되돌아오는 현상입니다.

빛 분산 - 광선이 굴절될 때 광선이 스펙트럼으로 분해되는 것. 유리 광 분산 값은 재료의 화학적 조성에 직접적으로 의존합니다. 유리 덩어리에 무거운 산화물이 존재하면 분산 지수가 증가합니다.

광 흡수 - 광선의 통과 강도를 줄이는 매체의 능력. 안경의 빛 흡수율은 낮습니다. 다양한 염료를 사용하는 유리 제조 및 완제품 가공의 특수 방법에서만 증가합니다.

광산란 다른 방향으로 광선의 편향입니다. 광 산란 지수는 유리 표면의 품질에 따라 다릅니다. 따라서 거친 표면을 통과하면 빔이 부분적으로 산란되므로 이러한 유리는 반투명하게 보입니다.

소련 과학 아카데미의 용어 위원회는 유리에 대해 다음과 같은 정의를 내렸습니다.

"유리는 화학적 조성 및 응고 온도 범위에 관계없이 용융물을 과냉각시켜 얻은 모든 비정질체를 말하며, 점진적인 점도 증가의 결과로 고체의 기계적 특성 및 액체 상태에서 유리 상태로 되돌릴 수 있어야 합니다."

유리는 과학 용어인 "유리 상태"와 반대되는 기술 용어로 간주됩니다. 유리에 기포, 작은 결정이 있을 수 있습니다. 유리 재질의 경우 매우 많은 수의 작은 결정이 특수하게 형성되어 재질을 불투명하게 만들거나 다른 색상을 부여할 수 있습니다. 이러한 재료를 "유백색" 유리, 유색 유리 등이라고 합니다.

현대 개념은 "유리"와 "유리 상태"라는 용어를 구분합니다. "유리체 상태": "냉각하는 동안 결정화를 방지하기에 충분한 속도로 액체를 냉각하여 형성된 고체, 비결정질 물질." N. V. 솔로민 "유리는 주로 유리질 물질로 구성된 물질이다."

유리질 상태의 모든 물질은 몇 가지 일반적인 물리적 및 화학적 특성을 가지고 있습니다. 전형적인 유리체:

1. 동위 원소, 즉 그들의 속성은 모든 방향에서 동일합니다.

2. 가열하면 결정처럼 녹지 않고 점차 연화되어 부서지기 쉬운 상태에서 점성이 있고 점성이 높은 액적 상태로 변합니다.

3. 가역적으로 녹고 굳어 원래의 성질을 되찾는다.

프레스 및 속성의 가역성은 유리 성형 용융 및 응고 유리가 진정한 솔루션임을 나타냅니다. 온도가 감소함에 따라 물질이 액체 상태에서 고체 상태로 전이되는 것은 두 가지 방식으로 발생할 수 있습니다. 물질은 유리 형태로 결정화되거나 응고됩니다.

거의 모든 물질이 첫 번째 경로를 따를 수 있습니다. 그러나 결정화 경로는 액체 상태에서 점도가 낮고 결정화 순간까지 점도가 상대적으로 천천히 증가하는 물질에 대해서만 일반적입니다.

두 번째 그룹은 결정적으로 알칼리 농도 또는 기타 선택된 성분의 농도에 의존합니다. 조성에 대한 의존성은 점도, 전기 전도도, 이온 확산 속도, 유전 손실, 내화학성, 광 투과율, 경도, 표면 장력에 영향을 미칩니다.

물리적 특성유리

창 유리를 포함한 일반 나트륨-칼륨-규산염 유리의 밀도는 2500-2600 kg/m3 사이에서 변동합니다. 온도가 20에서 1300 ° C로 증가하면 대부분의 유리 밀도가 6-12 %, 즉 100 ° C 감소하면 밀도가 15kg / m3 감소합니다. 기존 소둔 유리의 압축 강도는 500-2000MPa이고 창 유리는 900-1000MPa입니다.

유리의 경도는 화학 성분에 따라 다릅니다. 유리는 4,000-10,000 MPa 내에서 경도가 다릅니다. 가장 단단한 것은 석영 유리이며 알칼리 산화물의 함량이 증가하면 유리의 경도가 감소합니다.

취약성. 유리는 다이아몬드 및 석영과 함께 완벽하게 깨지기 쉬운 재료입니다. 취성은 충격에서 가장 두드러지기 때문에 충격 강도가 특징입니다. 유리의 충격 강도는 특정 점도에 따라 다릅니다.

열 전도성. 석영 유리는 열전도율이 가장 높습니다. 일반 유리창은 0.97 W/(m.K)입니다. 온도가 상승함에 따라 열전도율이 증가하고 열전도율은 유리의 화학적 조성에 따라 달라집니다.

산화물 유리의 높은 투명도는 건물 유리, 거울, 레이저, 텔레비전, 필름 및 사진 장비 등을 포함한 광학 장치에 없어서는 안 될 요소가 되었습니다. 시트 유리, 창 유리, 디스플레이 유리 건축의 경우 광투과 계수가 유리 표면의 반사율과 흡수 능력에 직접적으로 의존한다는 점을 고려해야 합니다. 이론적으로 빛을 흡수하지 않는 완벽한 유리도 빛의 92% 이상을 투과시킬 수 없습니다.

유리의 광학적 특성: 굴절률은 유리가 떨어지는 빛을 굴절시키는 능력입니다. 세라믹 염료 생산을 위해서는 굴절률이 매우 중요합니다. 반사되는 빛의 양에 따라 다릅니다. 세라믹 제품어떻게 보일지.

기계적 특성: 탄성은 하중이 종료된 후 원래 모양을 복원하는 고체의 특성입니다. 탄성은 인장 하중(압축)의 영향으로 발생하는 응력의 크기를 결정하는 정상 탄성 계수와 같은 양으로 특징지어집니다.

내부 마찰: 유리 시스템은 기계적 진동, 특히 음파 및 초음파 진동을 흡수하는 기능이 있습니다. 진동 감쇠는 유리의 불균일성 구성에 따라 달라집니다.

규산염 시스템의 열적 특성은 세라믹 및 유리 제품의 연구와 제조 모두에서 가장 중요한 특성입니다.

비열 용량: - 단위 질량의 유리를 1°C 가열하는 데 필요한 열량 Q로 결정됩니다.

내 화학성 - 다양한 공격적인 매체에 대한 내성 - 유리의 매우 중요한 특성 중 하나는 의학에 중요합니다. 강화 유리는 잘 단련된 유리보다 1.5-2배 더 빨리 분해됩니다. 현대 건축에서는 햇빛과 열 차폐 특성이 있는 특수 유리가 창, 문 및 기타 개구부에 사용됩니다. 이러한 안경의 경우 색조 평가인 정화를 통과한 광속의 스펙트럼 특성이 중요합니다. 이러한 특성에 따라 특정 유형의 유리가 선택되고 열 및 조명 특성의 결정, 작업 조건에 미치는 영향, 건물 및 구조물의 설계가 결정됩니다.

오랜 시간 동안 창은 생활 공간을 밝게 하고 편안함을 주기 위해 만들어졌습니다. 유리는 희귀했기 때문에 대신 다른 재료가 사용되었습니다. 다행스럽게도 오늘날 유리는 드문 일이 아닙니다. 모든 곳에서 다양한 용도로 사용됩니다. 또한 일반 창 유리뿐만 아니라 스테인드 글라스 창을 만들기 위한 컬러 유리도 구입할 수 있습니다.

모든 고체는 결정질과 비정질로 나뉩니다. 후자는 충분히 높은 온도에서 녹는 성질을 가지고 있습니다. 결정체와 달리 정돈된 이온의 작은 영역만 있는 구조를 가지고 있으며 이러한 영역이 서로 연결되어 비대칭을 형성합니다.

과학(화학, 물리학)에서는 용융물의 과냉각 결과로 형성되는 모든 비정질체를 유리라고 부르는 것이 일반적입니다. 점도의 점진적인 증가로 인해 이러한 몸체에는 고체의 모든 기능이 부여됩니다. 그들은 또한 고체에서 액체 상태로 역전이하는 특성을 가지고 있습니다.

일상생활에서 유리는 투명하고 깨지기 쉬운 물질이라고 합니다. 초기 유리 덩어리의 일부인 하나 또는 다른 구성 요소에 따라 규산염, 붕산염, 붕규산염, 알루미노규산염, 보로알루미노규산염, 인산염 등의 유리 유형이 업계에서 구별됩니다.

다른 물리적 물체와 마찬가지로 유리에는 여러 가지 속성이 있습니다.

유리의 물리적 및 기계적 특성

유리 밀도구성에 포함된 구성 요소에 따라 다릅니다. 따라서 많은 양의 산화 납을 포함하는 유리 덩어리는 다른 물질 중에서 리튬, 베릴륨 또는 붕소 산화물로 구성된 유리보다 밀도가 높습니다. 일반적으로 유리(창문, 용기, 고품질, 내열성)의 평균 밀도는 2.24×10 입방미터 - 2.9×10 입방미터 kg/m3입니다. 결정의 밀도는 큐브에서 3.5 x 10에서 kg / m3의 큐브에서 3.7 x 10에서 다소 높습니다.

힘. 물리 및 화학의 압축 강도 하에서 외부로부터의 하중에 노출될 때 내부 응력에 저항하는 재료의 능력을 이해하는 것이 일반적입니다. 유리의 인장 강도는 500~2000MPa(결정 - 700~800MPa)입니다. 이 값을 주철 및 강철의 강도(각각 600-1200 및 2000MPa)와 비교해 봅시다.

동시에 특정 유형의 유리의 강도 정도는 유리의 일부인 화학 물질에 따라 다릅니다.

칼슘 또는 붕소 산화물을 포함하는 유리는 더 내구성이 있습니다. 납과 알루미늄 산화물이 포함된 유리는 강도가 낮은 것이 특징입니다.

인장강도유리 인장 강도는 35-100 MPa에 불과합니다. 유리의 인장 강도는 표면에 형성된 다양한 결함의 존재 여부에 크게 좌우됩니다. 다양한 손상(균열, 깊은 긁힘)은 재료의 강도를 크게 감소시킵니다. 강도 지수를 인위적으로 높이기 위해 일부 유리 제품의 표면을 유기 규소 필름으로 코팅합니다.

취약성- 외부 힘의 작용으로 붕괴되는 물체의 기계적 성질. 유리의 취약성의 정도는 주로 구성 요소의 화학적 조성에 의존하는 것이 아니라 유리 덩어리의 균질성(구성에 포함된 구성 요소는 순수하고 순수해야 함)과 벽 두께에 크게 좌우됩니다. 유리제품.

경도다른 재료의 침투에 저항하는 한 재료의 기계적 특성을 나타냅니다. 일부 광물의 성질을 반영한 특수 척도표를 이용하여 특정 물질의 경도를 판단할 수 있으며, 이는 경도가 1로 취해지는 덜 단단한 활석부터 시작하여 오름차순으로 배열되고, 가장 단단한 것으로 끝나는 - 일반적으로 허용되는 10 단위의 경도를 가진 다이아몬드.

종종 유리의 경도는 소위 연마 경도 방법을 사용하여 연삭에 의해 "측정"됩니다. 이 경우, 그 값은 특정 연마 조건에서 유리 제품의 단위면 박리율에 따라 설정된다.

경도의 정도하나 또는 다른 유형의 유리는 주로 구성 요소의 화학적 조성에 따라 다릅니다. 따라서 유리 덩어리 생성에 산화 납을 사용하면 유리의 경도가 크게 감소합니다. 그리고 반대로 규산염 유리는 기계적으로 가공하기가 매우 어렵습니다.

열용량은 상태를 변경하지 않고 어떤 과정에서든 일정량의 열을 받고 저장하는 신체의 특성입니다.

유리의 열용량초기 유리 덩어리를 구성하는 구성 요소의 화학적 조성에 직접적으로 의존합니다. 그의 비열평균 온도는 0.33-1.05 J / (kgxK)입니다. 또한 유리 덩어리의 납 및 산화 바륨 함량이 높을수록 열전도 지수가 낮아집니다. 그러나 예를 들어 리튬 산화물과 같은 가벼운 산화물은 유리의 열 전도도를 증가시킬 수 있습니다.

유리 제품의 제조에서 열용량이 낮은 무정형 물체는 열용량이 높은 물체보다 훨씬 느리게 냉각된다는 점을 기억해야 합니다. 이러한 몸체에서는 외부 온도가 증가함에 따라 열용량도 증가합니다. 또한 액체 상태에서 이 수치는 다소 빠르게 증가합니다. 이것은 다양한 유형의 안경에도 해당됩니다.

열 전도성. 과학에서 이 용어는 온도가 다른 한 표면에서 다른 표면으로 열을 전달하는 신체의 특성을 나타냅니다.

유리는 열을 잘 전달하지 못하는 것으로 알려져 있습니다 (그런데이 속성은 건물 건설에 널리 사용됩니다). 열전도도 수준은 평균 0.95-0.98 W / (m x K)입니다. 또한 석영유리의 열전도율이 가장 높은 것으로 나타났다. 유리 총 질량에서 산화 규소의 비율이 감소하거나 다른 물질로 대체되면 열전도도 수준이 감소합니다.

연화 시작 온도- 신체(무정형)가 부드러워지고 녹기 시작하는 온도입니다. 가장 단단한 석영 유리는 1200-1500 ° C의 온도에서만 변형되기 시작합니다. 다른 유형의 유리는 이미 550-650 0C의 온도에서 연화됩니다. 이러한 지표는 유리를 사용한 다양한 작업에서 고려하는 것이 중요합니다. 제품을 불어내는 과정에서, 이러한 제품의 가장자리를 처리할 때, 표면을 열 연마하는 동안.

값 용융 시작 온도하나 또는 다른 등급 및 유형의 유리는 구성 요소의 화학적 조성에 따라 결정됩니다. 따라서 실리콘 또는 알루미늄의 내화성 산화물은 연화 시작 온도 수준을 높이고 저 융점 물질 (산화 나트륨 및 산화 칼륨)은 반대로 낮 춥니 다.

열 팽창. 이 용어는 고온의 영향으로 신체 크기가 팽창하는 현상을 나타내는 데 사용됩니다. 이 값은 표면에 다양한 오버레이가 있는 유리 제품을 제조할 때 고려해야 할 매우 중요합니다. 열팽창 값이 주요 제품의 동일한 유리 질량 지표와 일치하도록 마감재를 선택해야 합니다.

열팽창 계수유리는 초기 질량의 화학적 조성에 직접적으로 의존합니다. 유리 덩어리에 알칼리 산화물이 많을수록 열팽창 지수가 높아지고 반대로 유리에 실리콘, 알루미늄 및 산화 붕소가 있으면 이 값이 감소합니다.

내열성외부 온도의 급격한 변화로 인한 부식 및 파괴에 저항하는 유리의 능력이 결정됩니다. 이 계수는 질량의 화학적 조성뿐만 아니라 제품의 크기 및 표면의 열 전달량에 따라 달라집니다.

유리의 광학적 특성

빛의 굴절- 그래서 과학에서는 광선이 두 투명한 매체의 경계를 통과할 때 광선의 방향이 바뀌는 것을 말합니다. 유리 빛의 굴절을 나타내는 값은 항상 1보다 큽니다.

빛의 반사- 광선이 굴절률이 다른 두 매질의 표면에 떨어질 때 광선이 되돌아오는 현상입니다.

빛 분산- 광선이 굴절될 때 광선이 스펙트럼으로 분해되는 것. 유리 광 분산 값은 재료의 화학적 조성에 직접적으로 의존합니다. 유리 덩어리에 무거운 산화물이 존재하면 분산 지수가 증가합니다. 크리스탈 제품에서 소위 빛의 유희 현상을 설명하는 것은 바로 이 속성입니다.

빛을 흡수하여광선의 통과 강도를 줄이는 매체의 능력을 결정합니다. 안경의 빛 흡수율은 낮습니다. 다양한 염료를 사용하는 유리 제조 및 완제품 가공의 특수 방법에서만 증가합니다.

광산란다른 방향으로 광선의 편향입니다. 광 산란 지수는 유리 표면의 품질에 따라 다릅니다. 따라서 거친 표면을 통과하면 빔이 부분적으로 산란되므로 이러한 유리는 반투명하게 보입니다. 이 속성은 일반적으로 램프용 유리 전등갓 및 램프용 천장의 제조에 사용됩니다.

유리의 화학적 성질

중에 화학적 특성유리와 유리로 만든 제품의 내화학성을 강조할 필요가 있습니다.

과학에서 내화학성은 물, 소금 용액, 가스 및 대기 수분의 영향에 굴복하지 않는 신체의 능력이라고 합니다. 내화학성의 지표는 유리 덩어리의 품질과 영향을 미치는 물질에 따라 다릅니다. 따라서 물에 노출되어도 부식되지 않는 유리는 알칼리성 및 식염수에 노출되면 변형될 수 있습니다.

규산염 유리는 특성, 투명성, 완벽한 수밀성 및 보편적인 내화학성의 특이한 조합으로 구별됩니다. 이 모든 것은 유리의 특정 구성과 구조로 설명됩니다.

밀도유리화학 조성에 따라 다르며 기존 건축 유리의 경우 2400...2600 kg/m 3 입니다. 창 유리의 밀도는 2550kg / m이며 산화 납 ( "보헤미안 크리스탈")을 포함하는 유리는 3000kg / m 3 이상의 고밀도로 구별됩니다. 유리의 다공성 및 흡수율은 거의 0 %입니다.

기계적 성질. 건물 구조의 유리는 굽힘, 스트레칭 및 충격을 받는 경우가 더 많고 압축되는 경우가 적기 때문에 유리를 결정하는 주요 지표입니다. 기계적 성질, 인장 강도 및 취성을 고려해야 합니다.

이론적 인 유리 인장 강도 - (10...12) 10 3 MPa. 실제로 이 값은 200~300배 더 낮고 범위는 30~60MPa입니다. 이것은 유리에 약화된 영역(미세 불균일성, 표면 결함, 내부 응력)이 있다는 사실에 의해 설명됩니다. 유리 제품의 크기가 클수록 이러한 영역이 존재할 가능성이 높아집니다. 테스트 제품의 크기에 대한 유리 강도의 의존성의 예는 유리 섬유입니다. 직경이 1 ... 10 미크론인 유리 섬유는 인장 강도가 300 ... 500 MPa, 즉 시트 유리보다 거의 10배 높습니다. 유리 스크래치의 인장 강도를 크게 줄입니다. 다이아몬드로 유리를 자르는 것은 이것을 기반으로 합니다.

유리 압축 강도 높음 - 900 ... 1000 MPa, 즉 강철 및 주철과 거의 같습니다. -50 ~ + 70 ° C의 온도 범위에서 유리 강도는 거의 변하지 않습니다.

상온에서 유리는 소성 변형이 없다는 특징이 있습니다. 하중이 가해지면 취성 파괴까지 Hooke의 법칙을 따릅니다. 탄성계수유리 E=(7...7.5) 10 4 MPa.

취약성 - 유리의 주요 단점. 취성의 주요 지표는 인장 강도에 대한 탄성 계수의 비율입니다. E/R 피.유리의 경우 1300~1500(강철 400~460, 고무의 경우 0.4~0.6)입니다. 또한, 유리 구조의 균일성(균질성)은 깨지지 않는 크랙의 발달에 기여하며, 이는 취성이 발현되는 데 필요한 조건이다.

유리 경도,화학적 조성 측면에서 장석에 가까운 물질이며 이러한 광물과 동일하며 화학적 조성에 따라 모스 척도에서 5 ... 7 범위에 있습니다.

광학적 특성 유리는 빛의 투과(투명도), 빛의 굴절, 반사, 산란 등이 특징입니다. 특수 유리(아래 참조)를 제외한 일반 규산염 유리는 스펙트럼의 전체 가시 부분(최대 88 ~ 92%)을 투과합니다. 실제로 자외선과 적외선을 전송하지 않습니다. 건물 유리의 굴절률 (피= 1.50...1.52)은 서로 다른 빛 입사각에서 반사광의 강도와 유리의 광투과율을 결정합니다. 빛의 입사각이 0°에서 75°로 변경되면 유리의 광투과율은 90%에서 50%로 감소합니다.

열 전도성 다양한 종류유리는 구성에 거의 의존하지 않으며 0.6 ... 0.8 W / (m·K)로 유사한 결정 광물보다 거의 10 배 낮습니다. 예를 들어 수정의 열전도율은 7.2W/(m·K)입니다.

선형 열팽창 계수 유리의 (CLTE)는 상대적으로 작습니다(일반 유리의 경우 9 10 -6 K -1). 그러나 열전도율이 낮고 탄성 계수가 높기 때문에 날카로운 일면 가열(또는 냉각) 중에 유리에서 발생하는 응력이 유리 파손으로 이어지는 값에 도달할 수 있습니다. 이것은 상대적으로 작은 내열성(급격한 온도 변화에 견딜 수 있는 능력) 일반 유리. 70 ... 90 ° C입니다.

방음 능력 유리가 상당히 높습니다. 방음 측면에서 두께가 1cm 인 유리는 대략 벽돌 절반-12cm의 벽돌 벽에 해당합니다.

화학적 내성 규산염 유리는 가장 독특한 특성 중 하나입니다. 유리는 물, 알칼리 및 산(불산 및 인산 제외)의 작용에 잘 견딥니다. 이것은 물과 수용액의 작용으로 Na + 및 Ca ++ 이온이 유리의 외층에서 씻겨 나가고 SiO 2가 풍부한 내 화학성 필름이 형성된다는 사실에 의해 설명됩니다. 이 필름은 유리가 더 이상 손상되지 않도록 보호합니다.