19 стекла (эмали, глазури)

Вещества в твердом состоянии при обычной температуре и давлении могут иметь кристаллическое или аморфное строение.

В природе наиболее распространены кристаллические твердые вещества, для структуры которых характерен геометрически строгий порядок расположения частиц (атомов, ионов) в трехмерном пространстве

.Кристаллическое состояние является стабильным при обычных условиях и характеризуется наиболее низкой внутренней энергией.

Твердые кристаллические вещества имеют четкие геометрические формы, определенные температуры плавления, в большинстве случаев проявляют анизотропию, т.е. их физические свойства (показатель преломления, теплопроводность, скорости растворения и роста кристаллов и др.) неодинаковы при измерении в различных направлениях.

Стеклообразное состояние вещества

представляет собой аморфную разновидность твердого состояния.

Стеклообразное состояние является метастабильным, т. е. характеризуется избытком внутренней энергии.

Пространственное расположение частиц вещества, находящегося в стеклообразном состоянии, является неупорядоченным, что подтверждается результатами рентгеноструктурных исследований.

Согласно законам химической

термодинамики переход веществ из стеклообразного состояния в кристаллическое должен осуществляться самопроизвольно, однако высокая вязкость твердых веществ делает невозможным поступательное движение частиц, направленное на перестройку структуры.

В твердых телах частицы совершают только колебательные движения относительно положения равновесия.

ГЛАЗУРЬ

Глазурь – это тонкий слой стекла, которым покрывают керамические изделия с целью придания им цвета, блеска и гладкости.

Глазурование имеет и практическое значение, увеличивая надёжность керамических изделий путем предохранения их от коррозии, воздействия воды и газов.

Для глазурования применяют различные

методы – погружение изделия в жидкую глазурь, поливание, окрашивание и так далее.

После высыхания слоя горячего стекла изделие подвергается отжигу в печи.

Одна из разновидностей глазури – легкоплавкая эмаль, служащая для украшения керамики, стеклянных и металлических изделий (в частности драгоценностей).

Эмаль может представлять собой порошок, которым изделия покрываются перед обжигом. Эмалирование – одна из старейших техник в искусстве, известная уже в I тысячелетии до н.э.

Резкую границу в определениях стекла, глазури и

эмали провести трудно.

Глазурь и эмаль — это стекла, причем последнее из них заглушено (непрозрачно).

Эмалевый расплав более вязок и меньше растворяет в себе красителя, чем глазурный.

При низкой температуре вязкость расплавленных стекол настолько велика, что они становятся твердыми.

Но, в противоположность истинно твердым веществам, которые кристалличны (анизотропны),

т. е. обладают пространственной решеткой с определенной ориентацией молекул (ионов) в пространстве, и, как правило, имеют определенную точку плавления, — стекло аморфноподобно (изотропно).

Хлористый натрий (NaCl), например, как истинно твердое вещество, обладает механической прочностью, электропроводностью, теплопроводностью и другими физическими свойствами, заметно отличающимися в различных направлениях кристаллов.

Стекло же обладает одинаковыми свойствами во

всех направлениях, а самое главное, с чем особенно приходится считаться керамисту, — оно не имеет определенной точки плавления.

При плавлении однородного кристаллического соединения, т. е. при переходе его из кристаллического состояния в расплав, наблюдается резкое нарушение хода температурной кривой плавкости.

В это время вещество, несмотря на продолжающуюся затрату тепла, как бы перестает нагреваться.

Тепло (работа) затрачивается на плавление кристаллического вещества.

Только после полного его расплавления оно снова продолжает нагреваться и переходит в жидкое состояние

При отвердении происходит обратный

процесс (иногда — с небольшими отклонениями).

Затраченное на плавление тепло выделяется при кристаллизации вещества.

Для стекла подобная температурная кривая плавления или остывания имеет плавный, без резких скачков, вид.

Переходя из состояния внешне неподвижного («твердого») в состояние расплава, стекло постепенно изменяет свою вязкость («пластичность») и постепенно делается жидким.