2. Модуль упругости

Модуль упругости стекла определяется путем измерения угла поворота стержня, покоящегося на двух опорах, или по величине стрелы прогиба стеклянной пластинки прямоугольного сечения.

В первом случае расчет ведут на основании данных, полученных опытным путем по следующей формуле:

(кг/мм²), (3)

где: P– нагрузка в кг,

l– расстояние между опорами в мм,

a– толщина пластинки в мм,

b– ширина пластинки в мм,

 - угол поворота.

Если же известна стрела прогиба стеклянной пластинки, то пользуются несколько видоизмененной формулой:

(кг/мм²),

где h– стрела прогиба в мм.

Для стекол различного состава величину модуля ориентировочно можно подсчитать по формуле:

где: е1, е2, е3,… еn– коэффициент для данного типа стекла;

х1, х2, х3,…хn– процентное содержание окислов.

Практическое значение модуля упругости заключается в том, что чем больше его численное значение, тем меньшую деформацию способен выдержать стеклянный образец, так как с увеличением Е соответственно возникают большие напряжения в образце. Таким образом, при постоянной деформации стекло тем прочнее, чем меньше модуль упругости.

Величина модуля упругости для наиболее ходовых стекол колеблется в пределах от 5000 до10000 кг/мм².

2. Хрупкость

Тело считается хрупким, если разрушение его наступает немедленно после перехода за предел упругости. Стекло очень хрупко при обыкновенной температуре. Предел упругости для него настолько близок к разрушающему напряжению, что закон Гука действителен с большой точностью до момента разрушения.

Под понятием «хрупкость» принято подразумевать способность данного тела ломаться при некотором превышении предела упругости. Всякое упругое тело воспринимает удар, не изменяя своей формы до тех пор, пока не будет достигнут предел упругости.

Если силой удара преодолен предел упругости, то хрупкие тела будут ломаться, тогда как тела, пластически деформируемые, например, металлы, будут еще в течение более или менее значительного времени находится в так называемой стадии «текучести», пока не перейдут границу прочности.

Тела, приближающиеся к идеально хрупким, обладают особым свойством, которое заключается в том, что пределы упругости и прочности у них совпадают. У хрупкого тела отсутствуют пластические деформации.

Таким образом, если предел упругости и предел прочности лежат весьма близко друг от друга, то такое тело почти до разрушения будет испытывать лишь упругие деформации и его принято называть хрупким.

3.Твердость

Твердость стекла имеет большое практическое значение, в особенности при механической обработке его, как, например, при резке, шлифовке, полировке и сверлении.

Твердость стекла принято измерять величиной поверхностной энергии, характерной для каждого вещества. Известно, что частицы тела, находящиеся в пограничном слое, испытывают одностороннее давление, направленное внутрь данного вещества. Поэтому молекулы, находящиеся в поверхностном слое, обладают некоторым избытком свободной энергии по сравнению с внутренними. Избыток потенциальной энергии, отнесенный к единице поверхности, называется поверхностной энергией, или поверхностным натяжением.

Для определения твердости стекла пользуются методом затухающих колебаний маятника, предложенным В.Д. Кузнецовым. Этот метод благодаря простоте и точности широко применяется в лабораторной практике. Метод основан на следующем принципе: если одно тело обладает поверхностной энергией Э1, а второе Э2, причем Э1>Э2, то первое тело способно царапать второе, т. е. Оно будет тверже второго. Кроме приведенного метода измерения часто пользуются шкалой твердости, по которой твердость стекол лежит в пределах 4,5 и 7,0.