19. Основные свойства стёкол и стекломассы

К важнейшим свойствам стекла можно отнести плотность, прочность, твердость, хрупкость, теплопроводность, термическую устойчивость, оптические свойства. Плотность зависит от химического состава стекла и в некоторой степени от температуры, с повышением которой плотность стекла уменьшается. Прочность - способность материала выдерживать нагрузку на сжатие, растяжение и т. д. Твердость способность стекла оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала. Теплопроводность - способность стекла проводить тепло без перемещения вещества этого материала. Тепловое расширение - увеличение линейных размеров тела при его нагревании. Термическая устойчивость - способность стекла выдерживать резкие изменения температуры не разрушаясь. Термостойкость стекла во многом зависит от его химического состава. Оптические свойства подразумевают светопрозрачность, светопоглощение, отражение и преломление света.

Стекломасса представляет собой расплав смеси сырьевых материалов. Свойства стекломассы определяются ее химическим составом и температурой. К свойствам стекломассы относят вязкость, кристаллизацию и поверхностное натяжение. Именно эти свойства определяют технологические процессы изготовления стеклоизделий: варку, формование и отжиг стекла.

20. Главные сырьевые материалы стекольного производства

Сырьевые материалы вводят в стекольную шихту, как правило, в виде природных соединений. Основным сырьем для изготовления стекла являются кварцевый песок, известняк, сода и сульфат натрия. Высококачественные стекольные белые пески содержат немного примесей, в частности оксида же­леза, придающего стеклу зеленоватую окраску. В стекольную шихту вводят соду, сульфат натрия, поташ, которые понижают температуру варки стекла и ускоряют процесс стеклообразования. При варке смеси чистого песка и соды образуется полупрозрачная стеклообразная масса, растворяющаяся, в воде ("растворимое стекло"). Благодаря введению в шихту оксида кальция в виде известняка или доломита стекло становится нерастворимым в воде.

В процессе изготовления в стекло вводят соединения, придающие ему специальные свойства. Глинозем, вводимый в шихту в виде каолина и поле­вого шпата, повышает механическую прочность, а также термическую и хи­мическую стойкость стекла. При замене части диоксида кремния борным ан­гидридом повышается скорость стекловарения, улучшается осветление и уменьшается склонность к кристаллизации. Оксид свинца, вводимый, глав­ным образом, при изготовлении оптического стекла и хрусталя, повышает показатель светопреломления. Оксид цинка понижает температурный коэф­фициент линейного расширения стекла, благодаря чему повышается его тер­мическая стойкость. В специальные стекла, например, оптическое, лабора­торное, вводят оксиды свинца, бария и цинка.

21. Вспомогательные материалы стекольного производства

Вспомогательные сырьевые материалы (осветлители, глушители, красители и др.) вводят в шихту для ускорения варки стекла и придания ему требуемых свойств. По назначению их подразделяют на осветлители, обесцвечиватели, глушители, красители, восстановители и окислители. Осветлители (сульфаты натрия и аммония и др.) способствуют удалению из стекломассы газовых пузырьков. Обесцвечиватели погашают или ослабляют нежелательные цветные оттенки. Глушители (соединения фтора, фосфора и др.) делают стекло непрозрачным. К красителям относят соединения кобальта (синий цвет), хрома (зеленый), марганца (фиолетовый), железа (коричневые и сине-зеленые тона) и др.