Постников В.С. Оптическое материаловедение
.pdf
Празем – зеленый (из-за включений актинолита)
61
Раухтопаз (дымчатый кварц) — светло-серый или светло-бурый
62
Волосатик – горный хрусталь с включениями тонкоигольчатых кристаллов рутила, турмалина и/или других минералов, образующих игольчатые кристаллы
63
Авантюрин – желтоватый или мерцающий буровато-красный кварцит (с включениями слюды и железной слюдки)
64
Халцедон – скрытокристаллическая тонковолокнистая разновидность кварца (полупрозрачен или просвечивает, цвет от белого до медово-желтого).
65
Агат – слоисто-полосчатая разновидность халцедона 
66
7.3. Стекло (историческая справка)
По данным археологов в Египте и в странах Передней Азии, истоки стеклоделия отделяются от наших дней промежутком приблизительно в 6 тыс. лет.
Название стекла в разных языках имеет разную этимологию.
В большинстве романо-герман- ских языков в разных формах транслируется латинское про-
исхождение: verre, vidrio и vetro (латинское vitrum – стекло) или glass и glas (латин-
ское glaciēs – лед, твердость, крепость).
В славянских языках происхождение названия этого материала указывает на связь с «технологическим» аспектом: стекло (сткло, скло) – стык (стк) – старославянский «сплав» (в словаре В. Даля: «Стекло́ ср., сткло..., сплавъ песку (кремнистаго) съ поташомъ»).
Первая «инструкция» по производству стекла датируется примерно 650 г. до н.э. (таблички с указаниями, как делать стекло, находившиеся в библиотеке ассирийского царя Ашурбанипала).
С IX в до н.э. центром стеклоделия стала Александрия, откуда оно в I в н.э. попало в Рим.
В Средние века единственным мировым центром стеклоделия была Венеция, где производилось знаменитое муранское стекло.
В XVII в. Михаил Мюллер впервые сварил стекло, которое отличалось необыкновенной прозрачностью в толстостенных изделиях – богемский хрусталь.
67
На Русь стеклоделие пришло, по-видимому, из Византии, и уже в XI–XII вв. стекло применялось для изготовления посуды и создания мозаик.
«А из сосудов даю сыну моему Князю Василью… да кубок хрустальной, что ми Король прислал» (из духовной грамоты великого князя Василия Дмитрие-
вича, 1455 г.).
Первый стекольный завод в России был построен в 1636 г. близ г. Воскресенска под Москвой. На нем выдували оконное стекло и стеклянную посуду. Через 30 лет в с. Измайлово, также под Москвой, был построен завод, на котором изготовляли высококачественные стаканы, графины, фляги, рюмки, кувшины и др. Особенно быстро стеклоделие развилось при Петре I. В XVIII в. около Москвы действовало шесть стекольных заводов.
К концу XIX столетия в России насчитывалось около 300 стекольных заводов, которые не только полностью удовлетворяли потребности страны в стекле, но и экспортировали свою продукцию.
68
Лекция 8. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТЕКЛООБРАЗНОГО СОСТОЯНИЯ
Способность к постепенному (и обратимому)
твердению
Изотропность
Изотропия свойств стекол обусловлена отсутствием направленной в пространстве ориентации частиц (оптическая анизотропия может возникнуть в стекле в результате действия растягивающих или сжи-
мающих напряжений).
При изобарическом охлаждении расплава из состояния, обозначенного точкой А, его объем уменьшается по прямой AB.
Если скорость охлаждения мала, то при температуре Ткр будет происходить кристаллизация расплава, которая сопровождается уменьшением объема по прямой BC.
Процесс твердения стекол не связан с появлением в системе новой фазы.
Избыточный запас внутренней энергии по сравнению с кристаллическим состоянием
Избыточный запас внутренней энергии предполагает склонность к самопроизвольной кристаллизации.
После окончания процесса кристаллизации уменьшение объема при дальнейшем понижении температуры незначительно (прямая CD).
69
При высокой скорости переохлаждения расплав может миновать температуру Ткр без кристаллизации.
При скоростях охлаждения от vs (минимальная скорость перехода в однородное стеклообразное состояние ≈ 3 °С/мин) до vw (скорость закалки) мольный объем стекла изменяется от
Vs до Vw.
Структура вещества в стеклообразном состоянии вследствие неупорядоченного расположения частиц занимает больший объем, чем кристаллическая упорядоченная структура.
8.1. Температурный интервал стеклования
Стекла не имеют определенной температуры затвердевания или плавления.
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
Жидкое состояние |
|
|
f |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пластическое |
|
|
|
|
|
Интервал |
|
|
|
|
состояние |
|
|
|
|
|
стеклования |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Твердое Tg
состояние 
Температура стеклования
Стеклование – обратимый процесс.
При температуре Tf из стекломассы уже удается вытягивать тонкие нити.
При температуре Tg стекло обладает свойствами твердого упругого тела.
Границы интервала стеклования зависят от состава стекла и скорости охлаждения.
70