32. Особенности стеклообразного состояния и его основные признаки, определение стекла.
Стеклом называются все аморфные тела, получаемые путем переохлаждения
расплава независимо от их состава и температурной области затвердевания, и
обладающие в результате постепенного увеличения вязкости механическими
свойствами твердых тел, причем процесс перехода из жидкого состояния в
стеклообразное должен быть обратимым.
Основным отличием структуры твердого аморфного вещества от кристаллического является отсутствие геометрической упорядоченности на микро- и макроуровнях.
Особенности
При охлаждении стеклообразующего расплава также происходит структурирование
системы, но скорость этого процесса на несколько порядков меньше и при
достижении температуры Tg (температура стеклования) он практически
прекращается. Следствием этого является наличие интервала температур,
ограниченного температурами Tf (температура размягчения) – ниже которой
структура отличается от структуры расплава, но еще достаточно подвижна и
соответствует вязко-пластичному состоянию вещества, и температурой Tg, ниже
которой вещество является твердым и обладает характеристиками твердых тел, но
структура его так и не обрела геометрическую упорядоченность.
Температурный интервал, ограниченный температурами Тg и Тf, называется
интервалом стеклования.
Типичная кривая охлаждения расплава с образованием кристаллического
вещества характеризует превращение системы с неупорядоченной структурой,
характерной для жидкого состояния, в геометрически упорядоченную систему, которое
происходит с очень высокой скоростью при температуре кристаллизации.
Таким образом, в основу этого определения положены следующие отличительные признаки стекла:
а) аморфность - отсутствие в структуре дальнего порядка;
б) способ получения - из расплава путем его переохлаждения;
в) механические свойства, характерные для твердых тел, обусловленные высокими значениями вязкости;
г) обратимость процесса перехода расплав – стекло.
Отличительными особенностями стеклообразного состояния являются:
-рентгеноаморфность. - все стекла, независимо от состава и температурной области затвердевания, рентгеноаморфны.
-изотропность. - свойства стекла одинаковы во всех направлениях, что обусловлено отсутствием направленной ориентации частиц. Анизотропия может возникнуть в результате воздействия внешних факторов.
-отсутствие определенной температуры плавления. Постепенно размягчаясь при нагревании, стеклообразные вещества переходят в жидкое состояние, а при охлаждении снова твердое. При этом с изменением температуры происходит монотонное и непрерывное изменение всех свойств стекла.
-метастабильность и неравновесность, т.е. наличие повышенного запаса внутренней энергии, которая в кристаллическом теле затрачивалась на построение кристаллической решетки. Эти два признака позволяют термодинамически и кинетически обосновать сам процесс стеклообразования.
33. Принципиальная технологическая схема производства стеклоизделий.
Сырьевые материалы для разных видов стекол по содержанию оксидов железа нормируются следующим образом:
допустимое содержание оксидов железа……………Fe2O3, %
натрийкальцийсиликатное бесцветное ……………0,025
богемский хрусталь……………………………………………0,013
свинцовый хрусталь……………………………………………0,01