Стекло

    Дисциплина: Химия и физика
    Тип работы: Реферат
    Тема: Стекло

    Общеобразовательная школа №1248.

    Реферат по химии на тему:

    Стекло

    Работа выполнена

    Учеником 9-го класса

    Новиковым Игорем.

    Учитель:

    Лукомская А. Ф.

    Москва 2004 год

    Общая характеристика стекла.

    Стекл

    о, твёрдый аморфный материал, полученный в процессе переохлаждения расплава. Для стекла

    характерна обратимость перехода из жидкого состояния в метастабильное, неустойчивое стеклообразное состояние. При определённых температурных условиях

    кристаллизуется. Стекло не плавится при нагревании подобно кристаллическим телам, а размягчается, последовательно переходя из твёрдого состояния в пластическое, а затем в жидкое. По

    агрегатному состоянию стекло занимает промежуточное положение между жидким и кристаллическим веществами. Упругие свойства делают стекло сходным с твёрдыми кристаллическими телами, а

    отсутствие кристаллографической симметрии (и связанная с этим изотропность) приближает к жидким. Склонность к образованию стекла характерна для многих веществ (селен, сера, силикаты,

    бораты и др.).

    Стеклом

    называют также отдельные группы изделий из стекла, например строительное стекло, тарное стекло, химико-лабораторное стекло и др. Изделия из стекла могут быть

    прозрачными или непрозрачными, бесцветными или окрашенными, люминесцировать под воздействием, например, ультрафиолетового и g-излучения, пропускать или поглощать ультрафиолетовые лучи

    ит.д. Наибольшее распространение получило неорганическое стекло, характеризующееся высокими механическими тепловыми, химическими и др. свойствами. Основная масса неорганического

    стекла выпускается для строительства (главным образом листовое) и для изготовления тары. Эти виды продукции получают преимущественно из стекла на основе двуокиси кремния (силикатное

    стекло); применение находят также и др. кислородные (оксидные) стекла, в состав которых входят окислы фосфора, алюминия, бора ит.д. К бескислородным неорганическим стеклам

    относятся стекла на основе халькогенидов мышьяка (As2S3), сурьмы (Sb2Se3) ит.д.По назначению различают: строительное стекло (оконное,

    узорчатое, стеклянные блоки ит.д.), тарное стекло, стекло техническое (кварцевое стекло, светотехническое стекло,

    стеклянное волокно

    ит.д. Вырабатываются стекла, защищающие от ионизирующих излучений, стекла индикаторов проникающей радиации, фотохромные стекла с переменным

    светопропусканием, стекло, применяемое в качестве

    лазерных материалов

    , увиолевое стекло,

    пеностекло

    , растворимое стекло и др. Растворимое стекло, содержащее около 75% 3102, 24% Na2O и др. компоненты, образует с водой клейкую жидкость (жидкое стекло); используется как уплотняющее

    средство, например, для изготовления силикатных красок, конторского клея, в качестве диспергаторов и моющих средств, для пропитки тканей, бумаги ипр. Химический состав некоторых

    видов стекла приведён в таблице.

    Физико-химические свойства стекла. Свойства стекла зависят от сочетания входящих в их состав компонентов. Наиболее характерное свойство стекла

    — прозрачность (светопрозрачность оконного стекла 83—90%, а оптического стекла — до 99,95%). Стекло типично хрупкое тело, весьма чувствительное к механическим

    воздействиям, особенно ударным, однако сопротивление сжатию у стекла такое же, как у чугуна. Для повышения прочности стекло подвергают упрочнению (закалка, ионный обмен, при котором на

    поверхности стекла происходит замена ионов, например натрия, на ионы лития или калия, химическая и термохимическая обработка и др.), что ослабляет действие поверхностных микротрещин

    (трещины Гриффитса), возникающих на поверхности стекла в результате воздействия окружающей среды (температура, влажность ипр.) и являющихся концентраторами напряжений, и позволяет

    повысить прочность стекла в 4—50 раз. Обычно для устранения влияния микротрещин применяют стравливание или сжатие поверхностного слоя. При стравливании дефектный слой растворяется

    плавиковой кислотой, а на обнажившийся бездефектный слой наносится защитная плёнка, например из полимеров. При закалке поверхностный слой сжимается, что препятствует раскрытию трещин.

    Плотность стекла 2200—8000

    кг/м

    3, твёрдость по минералогической шкале 4,5—7,5, микротвёрдость 4—10 Гн/м

    2, модуль упругости 50—85 Гн/м

    2. Предел прочности стекла при сжатии равен 0,5—2 Гн/м

    2, при изгибе 30—90 Гн/м

    2, при ударном изгибе 1,5—2 Гн/м

    2. Теплоёмкость стекла 0,3—1 кДж/кг - К, термостойкость 80°— 1000 °С, температурный коэффициент расширения (0,56—12) 10

    9 1/К. Коэффициент теплопроводности

    стекла мало зависит от его химического состава и равен 0,7—1,3 Вт/(м

    . К). Коэффициент преломления 1,4—2,2, электрическая проводимость 10

    -8—10

    -18 Ом

    -1. см

    1, диэлектрическая проницаемость 3,8—16.

    Технология стекла

    Производство стекла состоит из следующих процессов: подготовки сырьевых компонентов, получения шихты, варки стекла, охлаждения стекломассы, формования изделий, их отжига и

    обработки (термической, химической, механической). К главным компонентам относят стеклообразующие вещества (природные, например SiO

    2, и искусственные, например Na

    3), содержащие основные (щелочные и щёлочноземельные) и кислотные окислы. Главный компонент большинства промышленных стекол — кремнезём (кремния двуокись), содержание

    которого в стекле составляет от 40 до 80% (по массе), а в кварцевых и кварцоидных от 96 до 100%. В стекловарении обычно в качестве источника кремнезёма используют кварцевые стекольные

    пески, которые в случае необходимости обогащают. Сырьём, содержащим борный ангидрид, являются борная кислота, бура и др. Глинозём вводится с полевыми шпатами, нефелином и

    щелочные окислы — с кальцинированной содой и поташом; щёлочноземельные окислы — с мелом, доломитом ит.п. Вспомогательные компоненты — соединения, придающие то или иное свойство,

    например окраску, ускоряющие процесс варки ит.д. Например, соединения марганца, кобальта, хрома, никеля используются как красители, церия, неодима, празеодима, мышьяка, сурьмы —

    как обесцвечиватели и окислители, фтора, фосфора, олова, циркония — как глушители (вещества, вызывающие интенсивное светорассеяние); в качестве осветлителей применяют хлорид натрия,

    сульфат и нитрат аммония и др. Все компоненты перед варкой просеиваются, сушатся, при необходимости измельчаются, смешиваются до полностью однородной порошкообразной шихты, которая

    подаётся в стекловаренную печь. Процесс стекловарения условно разделяют на несколько стадий: силикатообразование, стеклообразование, осветление, гомогенизацию и охлаждение («студку»).

    При нагревании шихты вначале испаряется гигроскопическая и химически связанная вода. На стадии силикатообразования происходит термическое разложение компонентов, реакции в твёрдой и

    жидкой фазе с образованием силикатов, которые вначале представляют собой спекшийся конгломерат, включающий и не вступившие в реакцию компоненты. По мере повышения температуры отдельные

    силикаты плавятся и, растворяясь, друг в друге, образуют непрозрачный расплав, содержащий значительное количество газов и частицы компонентов шихты. Стадия силикатообразования

    завершаетс...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены