Общий обзор стекол

По своему физическому составу стекло является аморфным веществом в твердотельном состоянии. Этот термин также применяют в отношении к оптическим материалам, которые имеют свойства, что характерны для стекла: анизотропность, прозрачность, светопреломление и пр.

Стеклами считают аморфные тела, которые получаются из переохлажденного расплава в независимости от химического состава, температуры затвердевания. Эти вещества обладают свойствами, присущими твердым телам, вследствие значительного увеличения вязкости. Этот процесс перехода (твердое тело-жидкость) является обратимым.

Общие сведения

Любое аморфное вещество переходит при уменьшении температуры ниже границы стеклования Tg в стеклоподобную форму, при повышении температуры оно находится в жидком состоянии (расплав). Стекло получают путем резкого охлаждения расплавов для избегания образования кристаллов. Некоторые вещества требуют значительного и резкого охлаждения для предотвращения кристаллизации. В случае металлических стекол требуется охлаждение расплава со скоростью порядка 100000-1000000 К/с.

Стекло можно получить путем аморфизации, к примеру, воздействием ионного пучка на кристаллические вещества либо осаждением паров на холодные подложки. Но эти способы довольно дорогие, большую часть стекол получают путем переохлаждения расплава. Стеклообразующими называют вещества, которые при охлаждении не кристаллизуются, а, сохраняя свою структуру, затвердевают. Впервые прозрачное стекло было получено в Средневековье, а теперь декор и изделия из стекла используются практически везде..

Виды стекол

•    Вид стекла зависит от того вещества, из которого оно образовано. Так бывают стекла оксидные (кварцевые, силикатные, фосфатные, германатные, боратные), сульфидные, фторидные и пр.

•    Основной способ получения стекла из силикатов заключается в плавлении  извести (CaO), соды (Na2CO3) и кварцевого песка (SiO2). В следствие получается прочное соединение указанных веществ, имеющее состав Na2O*CaO*6SiO2.

•    Если для плавления взяли кремнеземнистое сырье (горный хрусталь, кварцит), то в результате получаются стекла с формулой SiO2. Иногда кварцевые стекла образуются в природе, в местах удара молний в кварцевый песок.

•    Оргстекло является пластмассой, которая получила название за свою прозрачность и прочность. Не имеет отношения к настоящему стеклу.

•    Оптическое стекло обладает высокой прозрачностью и используется при изготовлении оптических устройств: призм, линз, кювет и пр.

•    Лабораторное стекло – химически и термически устойчивое стекло. Используется при лабораторных исследованиях.