Термические свойства.
Удельную теплоемкость определяют по количеству тепла, которое необходимо затратить для нагрева единицы массы стекла на 1 градус Цельсия. Она определяется скоростью нагрева и охлаждения стекла. При вводе в стекло оксидов тяжелых металлов PbO, BaO, и др. теплоемкость понижается. Напротив, при вводе Li2O, BeO, MgO она повышается. Теплоемкость промышленных стекол при комнатной температуре составляет 300-1100Дж/(кг×°С) и увеличивается при повышении температуры.
Теплопроводность материала характеризуется коэффициентом теплопроводности, которым обозначают количество тепла, проходящее в единицу времени через две противоположные грани кубического сантиметра материала (стекла) при разности температур между гранями 1°С.
Стекло- материал с низкой теплопроводностью. Коэффициент теплопроводности технических стекол составляет 0,71-1,34 Вт/(м×°С), что значит ниже коэффициента теплопроводности металлов. Низкая теплопроводность обуславливает особый характер нагрева и охлаждения стекла, при котором в стекле создается большая разность температур между внутренними и внешними его слоями. Наименьшей теплопроводностью обладает кварцевое стекло.
Расширение стекла при нагреве характеризуется отношением удлинения образца при нагреве на 1 °С к исходной длине образца и называется температурным коэффициентом линейного расширения α.
Температурный коэффициент линейного расширения- важнейшее свойства стекло, особенно электровакуумных, химико-лабораторных, медицинских, сортовых, электротехнических. Этот коэффициент в основном определяет способность стекла противостоять резким изменениям температуры, а также возможность получения надежных спаев стекла со стеклами других сплавов, керамикой, металлами.
Термической стойкостью называется способность стекла противостоять резким изменениям температуры. Она зависит от теплопроводности, температурного коэффициента линейного расширения и теплоемкости. Кроме того, термостойкость зависит от предела прочности стекла при растяжении и модуля упругости.
На термостойкость стеклянных изделий влияют их форма, размеры и толщина стенки. Общеизвестно, что такие, например, изделия, как граненые стаканы, выдерживают гораздо меньший перепад температур, чем тонкостенные стаканы, получаемые выдуванием. Многие виды стеклянных изделий. В частности посуда, химико-лабораторное стекло, колбы электроламп, постоянно испытывают резкие перепады температур. Поэтому подбирать составы стекла следует с обязательным учетом их термостойкости.
Электрические свойства.
Важнейшие электрические свойства стекла – электрическая проводимость, диэлектрическая постоянная, диэлектрические потери и диэлектрическая прочность.
Электрическая проводимость стекло при нормальной температуре ничтожна, поэтому стекла можно использовать в качестве изоляторов. При повышении температуры электрическая проводимость стекол возрастает.
Поверхностная электрическая проводимость возникает при взаимодействии поверхности стеклянных изделий с влагой атмосферы. Образующаяся при этом на поверхности пленка достаточно хорошо проводит электрический ток.
Электрическую проводимость стекол учитывают при использовании стекла в качестве изолятора и при электрической варке стекла. Диэлектрической постоянной или диэлектрической проницаемостью называется безразмерная величина, показывающая, во сколько раз емкость конденсатора, между обкладками которого находится стекло, больше, чем у такого же конденсатора, между обмотками которого существует вакуум.
При использовании стекла в качестве прокладки конденсатора часть энергии, проводимой к его обкладкам, поглощается стеклом и называется диэлектрическими потерями. Они характеризуются углом сдвига фаз между силой тока и напряжением на обкладках конденсатора.
Диэлектрическая прочность характеризует способность стекла выдерживать высокое напряжение без разрушения и ухудшения диэлектрических свойств. Увеличение содержания SiO2 в стекле повышает его диэлектрическую прочность, а повышение содержания щелочных оксидов снижает ее.