СОСТАВ СТЕКЛА
Химический состав |
Стекло |
SiO2
|
B2О3
|
Al2O3
|
MgO
|
CaO
|
BaO
|
PbO
|
Na2O
|
K2O
|
Fe2O3
|
SO3
|
Оконное |
71,8
|
-
|
2
|
4,1
|
6,7
|
-
|
-
|
14,8
|
-
|
0,1
|
0,5
|
Главные составные материалы обычного
стекла:
-оксид кремния (SiC^)/ кварцевый песок
-оксид натрия (№20)/сода
-оксид кальция
(СаО)/известь и доломит
-оксид магния (М§0)/доломит
-оксид алюминия (А120з)/фельдшпат
-оксид калия (К20)/поташ (карбонат калия)
-оксид
железа (Рб203)/ из кварцевого песка
-триоксид серы (80з)
АНАЛИЗ СТЕКОЛЬНОГО СЫРЬЯ
1. Оксид кремния 71-73%
2. Оксид натрия 13-16%
3. Оксид кальция 5-10%
4. Оксид магния 2-5%
5. Оксид алюминия ок. 1%
6. Другое ок. 1%/ уголь
Главным стеклообразователем из всех сырьевых веществ является оксид кремния. Такое сырье, как оксид натрия и оксид калия (так называемые флюссирующие материалы) снижают температуру плавления, а оксиды калия, магния и
алюминия (стабилизирующие вещества) повышают прочность стекла. Оксид железа - это, скорее всего, только примесь в сырьевом песке, которая окрашивает стекло.
Кроме необходимых, главных компонентов, используются
разные
добавки, с помощью которых стекло окрашивается желаемым образом или улучшаются другие качества стекла.
ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ СХЕМА СТЕКЛА
Состав обычного натрий-калъций-силикатного стекла (например, оконное стекло) соответствует принципу схемы Na20 o СаО o 6Si02'. На рисунке 1 видно расположение кремниевого оксида в
случайном порядке, при котором, атомы кальция и натрия находятся отдельно в связующей конструкции, которую формируют атомы кислорода и кремния. Стекло - это аморфный материал, который не имеет кристаллической конструкции, свойственной
жестким материалам. Но стекло не переохлажденная жидкость, как часто ошибочно утверждают.
НЕКОТОРЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕКЛА
Плотность 2.5 х 10 кг/М3
Прочность при сжатии ок. 100 х kN/M2
Тяговое усилие 3....10 х 104 kN/M2
Изгибное напряжение 3 х 104 kN/M2 (при расчетах)
Коэффициент терморасширения ок.
8 х 10~6м/м К"1
Коэффициент упругости ок. 7,5 х Ю10Ра
Твердость ок. 6 по шкале МОН
Число Пойссона 0,25
Коэффициент теплопроводности ок.
0,9 W/MK
Коэффициент теплопередачи ок. 5.8 W/M2K
Коэффициент преломления ок. 1,5
ЧТО ОТЛИЧАЕТ СТЕКЛО ОТ ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ?
В процессе изготовления стекла при охлаждении жидкой стекломассы, состоящей из разных неорганических оксидов, ее вязкость увеличивается столь быстро при определенной зоне температур, что составные части стекла не успевают
расположиться в необходимую форму кристаллической решетки. Таким образом, вещество остается в "стеклянном" виде. В связи с большой вязкостью стекло обретает жесткий вид.
При охлаждении происходит кристаллизация
материала при свойственной ему температуре плавления. Определить точку плавления стекла невозможно, потому что переход от жесткой формы к жидкой или наоборот происходит при широкой шкале температур, которая у обычных стекол около 500°
по Цельсию.