Общие сведения о. Стекле
Стекло — это аморфное тело, получаемое переохлаждением расплава независимо от состава и температурной области затвердевания. При постепенном увеличении вязкости оно приобретает механические свойства твердого тела. При этом процесс перехода из жидкого состояния в твердое обратим. Частицы стекла расположены в пространстве беспорядочно, что вызывает однородность его свойств при измерении их в различных направлениях. Оно не имеет определенной температуры плавления или твердения; затвердевает постепенно, переходя через пластическое состояние. Классифицируют стекло по происхождению, химическому составу, основным свойствам и назначению.
По происхождению стекло подразделяют на самородное (грозовое, вулканическое, метеоритное) и искусственное; по химическому составу — на органическое (полистирол, полиметилмета-крилат и др.) и неорганическое; по свойствам и назначению — на оптическое, химически устойчивое, термостойкое, посудное и др. •
Химический состав искусственных неорганических стекол чрезвычайно разнообразен. Они могут быть получены переохлаждением отдельных элементов (серы, селена, фосфора и др.), оксидов, галогенов, сульфидов, селенидов и даже металлов.
Для изготовления бытовой посуды и декоративных изделий используют оксидные стекла, в которых основными стеклообразо-вателями являются оксиды кремния, бора, алюминия и др.
Стекла, в которых основным стеклообразователем является оксид кремния, называют силикатными, стекла, где основными стеклообразователями служат оксиды бора и кремния, — боросиликатными, а стекла с основными стеклообразователями в виде оксидов алюминия, бора и кремния — алюмоборосиликатными. Эти оксиды образуют основу структуры стекла и определяют его важнейшие свойства.
Помимо названных кислотных оксидов в состав стекла входят оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов. Из щелочных оксидов используют оксиды натрия, оксиды калия -, оксиды лития; из щелочно-земельных — оксиды кальция, оксиды магния, оксиды цинка, оксиды бария, оксиды свинца.
Каждый оксид привносит присущие ему свойства. Поэтому многие свойства стекла зависят от его химического состава.
Состав стекла выражают через составляющие его оксиды. При этом в названии стекла сначала указывают оксиды одновалентных элементов, затем — оксиды двухвалентных и т. д. Название главного стеклообразующего оксида помещают в конце термина. Так, состав стекла для бытовой посуды содержит около 15 % оксидов натрия, 9—10 % оксидов кальция, 70—75 % оксидов кремния и небольшие добавки других оксидов; полное его название — натрий-кальций.-силикатное стекло (в торговой практике — простое, или сортовое, стекло).
Некоторые стекла имеют исторически сложившиеся названия (хрусталь), другим присваивают условные номера.
Хрусталь представляет собой силикатное стекло различного состава, содержащее оксиды тяжелых металлов — свинца, бария, цинка, которые повышают плотность и улучшают оптические свойства стекла. Хрусталь характеризуется полной бесцветностью, высокой прозрачностью, блеском и игрой света.
Стекло для бытовой посуды и декоративных изделий подразделяют на следующие виды: натрий-кальций-силикатное, специальное бытовое, хрустальное (содержит не менее 10% оксидов свинца, бария, цинка), малосвинцовый хрусталь (18—24 % РЬО), свинцовый хрусталь (24— 30% РЬО), высокосвинцовый хрусталь (30% и более РЬО), бариевый хрусталь (не менее 18 % ВаО). К специальному бытовому стеклу относят жаростойкое боросиликатное и алюмоборо-силикатное стекло.
Для изготовления кухонной посуды применяют также ситал-лы. Это непрозрачные белого цвета- стеклокристаллические материалы высокой термостойкости. Их изготовляют путем направленной кристаллизации литий-алюмосиликатного стекла в процессе специальной термической обработки.