Виды и свойства стекла

Стекло – материал с многовековой историей. Наверняка история открытия стекла и создания первых произведений из него знакома многим ещё со школьных времён.
Стекло считается неорганическим веществом, которое наличествует в природе как в необработанной форме, так и присутствует в ассортименте различной стеклянной продукции. Из стекла делают окна, люстры, посуду, бижутерию, всевозможные предметы быта, а также предметы медицинского и научного характера и бесчисленное множество других различных вещей. Все мы постоянно пользуемся предметами, изготовленными из стекла. Сейчас стеклом сложно кого-либо удивить. Но при ближайшем рассмотрении оказывается, что стекло – совершенно удивительный материал. В этом небольшом обзоре мы опишем основные свойства и виды этого хрупкого материала.

Свойства стекла

Маловероятно, но факт: стекло бывает твёрдым и прочным. Чтобы убедиться в этом, выделим его основные физические свойства.
Плотность стекла может меняться исходя из его состава. При нагревании плотность стекла снижается. Метод закаливания стекла позволяет повысить его плотность в несколько раз. Значительно увеличить прочность стекла способна обработка химическими веществами для удаления со стекла царапин и других повреждений.
Твёрдость стекла напрямую зависит от того, что в нём содержится. Наиболее твёрдые виды стеклянных продуктов – боросиликатное и кварцевое. Свинцовое – самое мягкое.
Важное свойство, одновременно являющееся и основным недостатком стекла – его хрупкость. Стекло представляет собой идеально хрупкий материал. Чтобы его разбить, не потребуются слишком большие усилия. Это свойство может контролироваться при помощи различных изменений состава стекла: например, добавление брома делает стекло вдвое прочнее.

Теплопроводность — это свойство материала проводить тепло. Такая способность у стекла ничтожно мала.

Термическая устойчивость — свойство стекла, позволяющее ему не деформироваться под действием сильных колебаний температур. Данное свойство стекла имеет важное значения в строительной сфере. Кварцевое стекло способно выдержать существенный перепад температур.

Оптические свойства включают в себя преломление света, отражение, светопоглощение и прозрачность. Поглощение стеклом света достаточно небольшое. Чем лучше отполировано стекло, тем выше его пропускная способность. Различные царапины и загрязнения на стекле существенно ухудшают его прозрачность. Чистое и прозрачное стекло обладает свойством пропускать любые цвета.

Виды стекла

Разновидностей стекла великое множество. Перечислим основные виды промышленного стекла и коснёмся вопроса их некоторых свойств.

Кальциево-натриевое стекло имеет достаточно мягкую текстуру. Его легко расплавлять и обрабатывать.

Калиево-кальцевое стекло, в отличие от предыдущего вида, в меньшей степени поддаётся плавке. Оно твёрдое и практически не податливое. При этом в набор его свойств входит блеск.

Свинцовое стекло (так называемый «хрусталь») — весьма плавкое, и при этом достаточно тяжёлое. Это стекло отличается ярким блеском. Помимо этого, такое стекло способно разбивать световые лучи на все цвета радуги.

Боросиликатное стекло. Добавление оксида бора при изготовлении такого стекла сообщает ему необычайную прочность.

Пористое стекло получается, когда на силикатное стекло осуществляется влияние специальных химических растворов.

Прозрачное стекло – самый распространённый и привычный всем вид стекла. Секрет изготовления прозрачного стекла берёт своё начало с древнейших времён, чему есть различные подтверждения историков. Найдены античные росписи с изображением стеклянной посуды.

Цветное стекло. Обычное стекло можно окрасить практически в любой колер и оттенок. По ходу варки стекла под воздействием высоких температур в него добавляются определённые оксиды металлов, свойства которых будут изменять структуру стекла. Окись марганца окрашивает обычное стекло в разные цвета от жёлтых и коричневых до фиолетовых, железистые соединения способны придать стеклу любые оттенки, начиная от бирюзовых и заканчивая жёлтыми и багровыми. Окись хрома превратит ничем не примечательный кусочек стекла в красивое травянисто-зелёное стекло. Окись урана сделает стекло желтовато-зелёным, а окись кобальта превратит стекло в ярко-синее. Такие раскрашенные разными цветами стёкла необходимы некоторым областям, в частности, фотографии как разноцветные фильтры. Цветная посуда выглядит очень привлекательно. Используя оконные стёкла разных цветов, можно добиться получения различного спектра лучей, которые будут попадать внутрь здания.

Художественное стекло. В давние времена по ценности и дороговизне с золотом соревновалось только стекло. Множество различных украшений и предметов интерьера появляется на свет благодаря технике выдувания стекла.

Смарт-стекло – это сочетания синтетических материалов со стеклом разных форм и видов. Созданные таким образом стеклянные конструкции представляют собой прозрачные архитектурные детали из стекла – окна и двери, а также так затемнённые и матовые конструкции, которые способны менять свои свойства. Эти изменения могут происходить под воздействием разных внешних факторов, а также под действием тока.

Стекловолокно и стеклоткань.
Чтобы изготовить всем знакомую стеклоткань, прежде всего нужны тонкие и податливые нити. Их делают из самого обычного стекла. В сегодняшнее время стекловолокно используется в технике, волоконной оптике, для создания стекловаты, которая используется в области теплоизоляции, для изготовления электроизолирующих материалов.
Как видно из этого краткого экскурса, мир стекла – огромная область для практики и необозримый простор для непрерывного изучения.