из чего делают, что представляет собой структура, химические вещества, входящие в состав

Качественные оконные блоки с герметичными стеклопакетами полностью отвечают требованиям ГОСТ и собираются на официально зарегистрированных в стране предприятиях, с использованием современного передового оборудования.

К каждой светопрозрачной конструкции, поставляемой на рынок, прилагается паспорт качества, в котором описываются геометрические параметры изделия, теплотехнические и звукоизоляционные характеристики, а также формула и состав оконного стекла.

Содержание

• 1 Понятие
• 2 Что содержит химический состав?
  • 2.1 Основные вещества
  • 2.2 Вспомогательные или переменные
• 3 На что влияют особенности набора элементов?
• 4 Что представляет собой структура?
• 5 Почему важно знать, из чего делают?
• 6 Заключение

Понятие

Формула оконного стекла – это буквенное выражение его химического состава из периодической таблицы химических элементов, которое меняется, в зависимости от его физико-механических свойств и требований, предъявляемых к нему при эксплуатации.

На основании данной формулы, производители изготавливают различные типы стёкол, подвергают их термической обработке, что способствует усилению их прочностных характеристик и, соответственно, влияет на уровень безопасности во время эксплуатации в жилых и общественных зданиях.

Чаще всего, для стандартного оконного стекла, установленного в жилых домах, если к нему не предъявляется особых конструктивных и функциональных требований, используется формула Na₂O*CaO*6SiO₂.

Что содержит химический состав?

Оконное стекло – это светопрозрачная конструкция, которая состоит из ряда оксидов, согласно формуле, описанной выше. Их соединение происходит на молекулярном уровне, посредством высокотемпературной обработки в заводских условиях.

В каждом светопрозрачном элементе данные оксиды содержатся в следующих пропорциях:

• Na₂O – 12,5 – 13,5%.
• СaO – 11,5 – 12,5%.
• SiO₂ – 74.5 – 76,5%.

Таким образом, обычное оконное стекло включает в себя три компонента. Для их надёжного соединения и получения нужной степени прозрачности, за счёт снижения пористости практически до нуля, применяется технология сплавления материала с последующей формовкой и охлаждением.

Основные вещества

Как было сказано выше, в состав стекла, которое используется в каждой современной светопрозрачной конструкции, входят следующие компоненты:

• Na₂O – оксид натрия, представляет собой бесцветные структурированные кристаллы, которые, чаще всего, поставляются в сыпучем виде.
• СaO – оксид кальция, который часто можно найти в продаже как «негашёную известь», отличается хрупкой структурой и белым оттенком.
• SiO₂ – диоксид кремния, который представляет собой обычный песок. Является основным компонентом любого стекла, повсеместно встречается в земной коре как в чистом виде, так и с разными посторонними примесями.

Следует учесть, что для изготовления качественного светопрозрачного элемента подойдёт далеко не каждый песок, так как ископаемые нерудные материалы должны подвергаться тщательной очистке для получения 100% формулы SiO₂. В случае присутствия глинистых включений или металлических элементов, полученное стекло отличается крайне низким качеством.

Вспомогательные или переменные

Помимо трёх основные компонентов, подробно описанных выше, в состав стандартного стекла также могут входить ряд вспомогательных химических элементов:

• MgO – оксид магния, применяется для закалённых стёкол, чтобы усилить кристаллическую решётку.
• Al₂O₃ – оксид алюминия, широко применяется в промышленности, в том числе, для стекольного производства. Отлично отражает световую энергию, усиливает прочность структуры, повышает долговечность готового изделия.
• PbO – оксид свинца, используется для получения высокоплотного и тяжёлого калийно-свинцового светопрозрачного элемента, широко применяющегося на объектах специального назначения, в том числе, с превышением допустимого уровня радиоактивного излучения.
• K₂O – оксид калия, также, как и предыдущее соединение, является неотъемлемым компонентом калиево-свинцового или калиево-кальциевого (поташного). стекла.
• Co, или кобальт, который активно применяется для производства кобальтого стекла, или смальты.

В зависимости от химических и физико-механических свойств стекла, в его составе могут также присутствовать такие элементы, как бор, фосфор, теллур или германий, каждый из которых отвечает за качество структуры изделия.

На что влияют особенности набора элементов?

При изменении химического состава стекла, добавлении вспомогательных элементов, либо при корректировке пропорций, производитель добивается следующих свойств и особенностей:

• Главный показатель – плотность изделия, которая может варьироваться от 2200 до 7500 кг/м³.
• Упругость, то есть, сопротивляемость хрупкому разрушению – данный показатель увеличивается, при введении в состав оконного стекла различных металлов и их оксидов.
• Твёрдость, которая на практике характеризуется устойчивостью к царапинам и другим видам поверхностных дефектов. Самыми твёрдыми считаются боросиликатные стёкла.
• Прочность на изгиб, сжатие или растяжение – зависит от температурной обработки различных соединений, входящих в состав материала.
• Теплопроводность, напрямую определяется плотностью материала и структуры изделия.
• Хрупкость – величина, обратная упругости, которая часто увеличивается, при отсутствии каких-либо металлических примесей, но, при этом, стекло стоит гораздо дешевле.
• Термическая устойчивость, или жаропрочность – также важный показатель, который зависит от введения в структуру СаСО₃, или карбоната кальция.

Таким образом, количество химических элементов, которые вводятся в состав любого стекла, полностью зависит от места его установки, характера эксплуатации и особенностей воздействия окружающей среды.

Что представляет собой структура?

В классических окнах, которые используются для заполнения проёмов в наружных стенах большинства гражданских зданий, присутствуют следующие особенности структуры материала:

• Для стеклопакетов используется только химически изготовленное стекло.
• В составе всегда преобладает кварц в виде оксида кремния.
• В каждое оконное стекло добавляется кальций.
• Температура плавления достигает 2500 ^оС.
• Структура оконного стекла относится к аморфным соединениям с нерегулярной кристаллической решёткой.
• Имеет низкий коэффициент преломления света, стремящийся к нулю.

Как правило, минимальная толщина светопрозрачного элемента в составе любого стеклопакета, не может быть ниже 4 мм, но, на практике, большинство производителей используют материалы с толщиной от 5 до 8 мм. Данный параметр ограничивается лишь весом готовой конструкции, так как масса подвижной створки по ГОСТ не может превышать 70 кг.

Почему важно знать, из чего делают?

Состав стекла крайне важен при заказе и выборе нужной оконной конструкции, так как правильно подобранная структура изделия позволяет добиться следующих результатов:

• Оптимальный подбор геометрических характеристик каждой глухой или подвижной створки, в зависимости от толщины. На данный показатель влияет прочность структуры материала.
• Выбор изделия с требуемым уровнем безопасности, например, для детских учреждений, где стандартное кремниевое стекло не отвечает всем эксплуатационным требованиям.
• Установка светопрозрачного элемента с повышенным показателем температурной стойкости, например, в помещениях парной банного комплекса.
• Возможность пигментации или тонировки изделия в массе, так как для этого требуется введение дополнительных компонентов, которые не должны нарушать прочность кристаллической решётки.
• Обеспечение требуемого сопротивления теплопередаче, шумоизоляционных и акустических свойств, что определяется показателем плотности материала.

Как правило, продавец в торговой точке владеет всей необходимой информацией о зависимости физико-механических свойств стекла от химического состава материала. Для выбора нужного изделия, рекомендуется заранее составить техническое задание, в котором указываются основные требования к помещению в процессе его эксплуатации.

Заключение

Существует несколько химических формул оконных стёкол. В составе каждого светопрозрачного элемента присутствует кварц, то есть, оксид кремния, а также негашёная известь и оксид натрия.

В зависимости от конструктивных и функциональных требований, к составу стекла могут добавляться различные соединения металлов, что повышает упругость конструкции, а также карбонад кальция для увеличения жаропрочности и другие компоненты, каждый из которых отвечает за определённые свойства материала.

Стекло

Cтекло – это однородное аморфное вещество, получаемое при затвердевании расплава оксидов. В составе стекла могут присутствовать оксиды трех типов: стеклообразующие, модифицирующие и промежуточные. Стеклообразующими являются оксиды кремния, бора, фосфора, германия, мышьяка. К модифицирующим оксидам, введение которых понижает температуру плавления стекла и существенно меняет его свойства, относятся оксиды щелочных (Na, К) и щелочноземельных (Са, Mg, Ba) металлов. Промежуточными являются оксиды алюминия, свинца, титана, железа. Они могут замещать часть стеклообразующих оксидов. Стеклообразующий каркас стекла представляет собой непрерывную пространственную решетку, в узлах которой расположены ионы, атомы или группировки атомов (рисунок 17.1). Химический состав стекла можно изменять в широких пределах. Поэтому и свойства стекла могут быть различными.

Рисунок 17.1 – Схема непрерывной структурной сетки стекла: а – кварцевого; б – натрийсиликатного

По химическому составу в зависимости от природы стеклообразующих оксидов различают силикатное, алюмосиликатное, боросиликатное, алюмоборосиликатное и другие виды стекла.

В зависимости от содержания модификаторов стекло может быть щелочным и бесщелочным.

По назначению различают строительное (оконное, стеклоблоки), бытовое (стеклотара, посуда) и техническое (оптическое, электротехническое, химическое и др. ) стекло.

Структура и свойства стекла определяются его химическим составом, условиями варки, охлаждения и обработки.

Стекло – термопластичный материал, при нагреве оно постепенно размягчается и переходит в жидкость. Плавление происходит в некотором температурном интервале, величина которого зависит от химического состава стекла. Ниже температуры стеклования Т_с стекло приобретает хрупкость. Для обычного силикатного стекла Т_с = 425 – 600°С. Выше температуры плавления стекло становится жидкостью. При этих температурах стекломасса перерабатывается в изделия.

Плотность стекла составляет 2,2 – 8,0 г/см³. Стекло высокой плотности содержит значительные количества оксидов свинца и бария.

Стекло – жесткий, твердый, но очень хрупкий материал. Стекло хорошо сопротивляется сжатию ( = 400 – 600 МПа), но характеризуется низким временным сопротивлением при испытаниях на растяжение (30 – 90 МПа) и изгиб (50 – 150 МПа). Более прочным является бесщелочное и кварцевое стекло.

Механические свойства стекла повышаются при термической и химической обработке. Термическая закалка стекла состоит в нагреве до температур, близких к точке размягчения, и быстром равномерном охлаждении поверхности в потоке воздуха или в масле. При этом в поверхностных слоях возникают напряжения сжатия, и прочность стекла возрастает в 2 – 4 раза. Для изготовления приборов, работающих при повышенном давлении, применяют безосколочное стекло – триплекс.

Триплекс представляет собой комбинированное стекло, состоящее из двух и более закаленных слоев, склеенных прозрачной эластичной пленкой. Химическая обработка состоит в травлении поверхностного слоя раствором плавиковой кислоты с уничтожением поверхностных дефектов. Еще больший эффект достигается при комбинированной химико-термической обработке.

Важнейшим свойством стекла является прозрачность в диапазоне длин волн видимого света. Обычное листовое стекло пропускает до 90 %, а отражает около 8 % и поглощает около 1 % видимого света. Ультрафиолетовые лучи почти полностью поглощаются оконным стеклом.

Стекло имеет высокую химическую стойкость в агрессивных средах (за исключением плавиковой кислоты и щелочей). Вода постепенно разрушает стекло вследствие образования щелочных растворов. Чем выше температура и концентрация щелочных оксидов в стекле, тем сильнее проявляется действие воды. Стекло как технический материал широко используется в разных областях техники и народного хозяйства. Это объясняется благоприятным сочетанием физико-химических и механических свойств, возможностью изменять эти свойства в широких пределах в зависимости от состава стекла и способов термического воздействия, а также способностью стекла легко поддаваться разным способам горячей и холодной обработки.

Кварцевое стекло, состоящее практически из чистого кремнезема (99 % SiO2), в зависимости от способа получения бывает двух типов: оптически прозрачное и непрозрачное. Кварцевое стекло отличается от всех известных стекол высокими физико-химическими свойствами: высокой жаростойкостью (1400°С), низким температурным коэффициентом линейного расширения [(0,5 – 0,55)•10^-6 К^-1], высокой термической (выдерживает перепад температур 800 – 1000°С) и химической стойкостью, особенно к действию кислот (кроме плавиковой) и воды. Кварцевое стекло имеет высокие диэлектрические характеристики, прозрачно в видимой, ультрафиолетовой и частично инфракрасной областях. Кварцевое стекло, имеющее особенно высокую термическую и химическую стойкость в сочетании с низким температурным коэффициентом линейного расширения, применяется для изготовления тиглей, термопар, электровакуумных изделий, химически стойкой тары, труб, лабораторной посуды. Для защиты деталей от коррозии при температурах до 500 – 600°С в машиностроении применяют стеклоэмали.

Пеностекло получают вспениванием жидкой стекольной массы при высокой температуре за счет введения газотворных веществ – измельченных известняка, мела, угля. Пеностекло имеет малую плотность, низкую теплопроводность и характеризуется высоким звукопоглощением. Это негорючий, термостойкий и химически стойкий материал.

Стеклокристаллические материалы (ситаллы) получают из стекла путем его полной или частичной кристаллизации. Название «ситаллы» образовано из слов «стекло» и «кристаллы». Ситаллы иногда называют стеклокерамикой. Содержание кристаллической фазы в ситаллах может составлять до 95 %. Размер кристаллов обычно не превышает 1 – 2 мкм.

Ситаллы – плотные, непрозрачные, газонепроницаемые, жесткие и твердые материалы. Их механическая прочность в 2 – 3 раза выше, чем прочность стекла. Они хорошо сопротивляются абразивному износу. Сочетание низкого температурного коэффициента линейного расширения и высокой механической прочности придает им высокую термостойкость. Ситаллы характеризуются высокой химической стойкостью к действию кислот и щелочей и не подвержены коррозии при нагреве до высоких температур. Ситаллы совершенно не поглощают влагу.

Благодаря сочетанию легкости, прочности, твердости и технологичности ситаллы находят широкое применение в машиностроении. Из них изготавливают подшипники скольжения, работающие без смазки при температуре до 550°С, поршни и детали выхлопа двигателей внутреннего старания, химическую аппаратуру» фильеры для вытягивания синтетических волокон, рабочие колеса и лопатки насосов, перекачивающих агрессивные жидкости с абразивами. Ситаллы используют в качестве жаро- и износостойких эмалей для защиты металлических деталей. Ситалловые эмали могут работать при температурах до 800 – 900°С.

• ← Раздел 16
• Раздел 18.1 →

Состав стекла, типы стекла

Состав стекла, типы стекла

Состав стекла, типы стекла

Связанные сайты: Свойства стекла на GlobalSpec, GlassOnWeb, MatWeb, Glass Global

Общий обзор о стекольном искусстве, истории, науке,
литература, общественные науки и технологии доступны в Музее стекла Корнинга (см.
в формате PDF, 1,8 МБ). исследование Шотта
и развитие обобщили их физические
и технические свойства стекла (1,5 МБ). Многочисленное промышленное стекло
составы и их свойства включены в «Базу данных свойств высокотемпературного расплава стекла для моделирования процессов».

Составы стекла на этом сайте указаны в молярных процентах (мол.%). Для преобразования мольных % в весовые проценты (мас. %) можно использовать преобразователь состава (Excel, 28 kB).

Композиция из натриево-известкового стекла (тара, флоат-стекло, например, для окон),
мол.%

E, D, R композиции боросиликатного стекла (текстильные
волокно)

Приблизительный состав стекла Е в мол. %:

Свойства стекла E, R и D (от Saint-Gobain Vetrotex)
(0,1 МБ)

Состав стекла для телевизионной панели, мол. %

Прочие составы боросиликатного стекла

Боросиликатное стекло с низким коэффициентом расширения, напр. Pyrex ^TM , Kimax ^TM , Duran ^TM или Jenaer Glas ^TM , примерный состав стекла в мол.%:

Боросиликатное стекловолокно, приближенное
состав в мол. %:

Безщелочной
составы стекла

Плоский
панельные дисплеи, пример состава стекла в мол. %:

SiO2: 70

B2O3: 10

Al2O3: 10

СаО: 6

ООО: 3

БаО: 1

Твердооксидное стеклокерамическое уплотнение топливного элемента,
пример состава стекла в мол.% [1]:

SiO2: 35,0

B2O3: 9,4

ВаО: 35,8

СаО: 12,6

MgO: 0,9

Al2O3: 5,2

ZrO2: 1,2

Плавленый кварц

Стекло из плавленого кварца

представляет собой чистый диоксид кремния (100% SiO2).
в некристаллическом состоянии. Его очень сложно изготовить, поэтому
самые дорогие из всех очков. Он может выдерживать рабочие температуры до
1200 ^o C на короткие периоды времени.

Состав свинцового стекла

Свинцовые стекла, не содержащие щелочи, для электрических применений,
пример состава стекла в мол.% [2]:

SiO2: 62,9

B2O3: 13,6

Al2O3: 2,6

MgO: 10,3

ZrO2: 2,1

PbO: 8,5

Стекла свинцовые для художественных работ (хрусталь), примерный состав стекла в
мол. %:

PbO: > 8

…

Свинцовые стекла для трубок термометров, примерный состав стекла в мол. %:

…

Стекло для отходов
иммобилизация

Золотое рубиновое стекло

[1] З. Ян, Дж. В. Стивенсон, К. Д.
Мейнхардт; «Химические взаимодействия барий-кальций-алюмосиликатных
герметизирующие стекла из устойчивых к окислению сплавов», Solid State Ionics 160
(2003), стр. 213� 225 (доступно
онлайн на сайте ScienceDirect)

[2] ZQ Zeng, P. Hing: «Подготовка
и характеристики теплового расширения стеклянных покрытий для электронных приложений»;
Химия и физика материалов, вып. 75, выпуски 1–3, 28 апреля 2002 г., стр. 260–264.
(доступен онлайн по адресу
ScienceDirect)

стекло | Определение, состав, материал, типы и факты

стеклянный бокал; алмазная гравировка

Посмотреть все материалы

Ключевые сотрудники:

Михаила Ломоносова

Похожие темы:

прессованное стекло
коронное стекло
бесцветное стекло
стекловолокно
эмалирование фарфора

Просмотреть весь связанный контент →

Популярные вопросы

Что такое стекло?

Стекло представляет собой твердый неорганический материал, обычно прозрачный или полупрозрачный, а также твердый, хрупкий и непроницаемый для природных элементов.

Из чего сделано стекло?

Коммерческое стекло обычно изготавливают из песка, известняка и карбоната натрия, которые нагревают до расплавления. Затем его быстро охлаждают, чтобы предотвратить образование видимых кристаллов.

Почему стекло разбивается?

Стекло разбивается из-за примесей, вызванных влагой или пылью в воздухе во время производства стекла. Эти примеси вызывают микроскопические трещины и напряжение в стекле, которое поддается при приложении слишком большого давления.

Стекло разлагается?

Стекло разлагается очень медленно. Разложение стеклянной бутылки может занять более миллиона лет. Однако стекло можно бесконечно перерабатывать. Это означает, что его всегда можно переплавить и превратить в новые стеклянные изделия.

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

стекло , неорганический твердый материал, обычно прозрачный или полупрозрачный, а также твердый, хрупкий и непроницаемый для природных элементов. Стекло использовалось в качестве практических и декоративных предметов с древних времен, и оно по-прежнему очень важно в таких разрозненных областях, как строительство зданий, посуда и телекоммуникации. Он производится путем охлаждения расплавленных ингредиентов, таких как кварцевый песок, с достаточной скоростью, чтобы предотвратить образование видимых кристаллов.

Далее следует краткая обработка стекла. Стекло подробно рассматривается в ряде статей. Витражи и эстетические аспекты дизайна стекла описаны в витражах и изделиях из стекла. Состав, свойства и промышленное производство стекла рассматриваются в промышленном стекле. Физические и атомные характеристики стекла рассматриваются в аморфном твердом теле.

Викторина «Британника»

Строительные блоки предметов повседневного обихода

Из чего сделаны сигары? К какому материалу относится стекло? Посмотрите, на что вы действительно способны, ответив на вопросы этого теста.

Посмотрите, как супергидрофобная многофункциональная стеклянная поверхность противостоит запотеванию, бликам и самоочищается

Посмотреть все видео к этой статье

Разновидности стекла сильно различаются по химическому составу и физическим свойствам. Однако большинство сортов имеют определенные общие черты. Они проходят вязкую стадию при охлаждении из состояния текучести; они проявляют цветовые эффекты, когда стеклянные смеси сплавляются с некоторыми оксидами металлов; в холодном состоянии они плохо проводят как электричество, так и тепло; большинство типов легко ломаются от удара или сотрясения и имеют раковистый излом; на них лишь незначительно воздействуют обычные растворители, но они легко разъедаются плавиковой кислотой.

Товарный состав стекла

Проверить, может ли холодное стекло течь

Посмотреть все видео к этой статье

Товарное стекло можно разделить на натриево-известково-кремнеземное стекло и специальное стекло, большая часть производимого тоннажа относится к первому классу. Такие стекла изготавливаются из трех основных материалов: песка (диоксид кремния, или SiO ₂ ), известняка (карбонат кальция, или CaCO ₃ ) и карбоната натрия (Na ₂ CO ₃ ). Плавленый кварц сам по себе является превосходным стеклом, но, поскольку температура плавления песка (кристаллического кремнезема) выше 1700 °C (3,092 °F), и поскольку достижение таких высоких температур обходится очень дорого, его применение ограничено теми, в которых его превосходные свойства — химическая инертность и способность выдерживать внезапные изменения температуры — настолько важны, что стоимость оправдана. Тем не менее производство плавленого кварцевого стекла — достаточно крупная отрасль; он производится разного качества, и, когда он предназначен для оптических целей, в качестве сырья используется горный хрусталь, а не кварцевый песок.

Для снижения температуры плавления кремнезема необходимо добавить флюс; это цель карбоната натрия (кальцинированной соды), который делает доступным флюсующий агент оксид натрия. При добавлении около 25 процентов оксида натрия к кремнезему температура плавления снижается с 1723 до 850 ° C (от 3133 до 1562 ° F). Но такие стекла легко растворяются в воде (их растворы называются жидкими стеклами). Добавление извести (оксида кальция, или СаО), поставляемой известняком, снова делает стекло нерастворимым, но слишком большое количество делает стекло склонным к расстекловыванию, т. е. к осаждению кристаллических фаз в определенных диапазонах температур. Оптимальный состав составляет около 75 процентов кремнезема, 10 процентов извести и 15 процентов соды, но даже это слишком склонно к расстекловыванию во время определенных операций механической формовки, чтобы быть удовлетворительным.

При изготовлении листового стекла обычно используют 6 процентов извести и 4 процента магнезии (оксид магния или MgO), а в бутылочном стекле около 2 процентов глинозема (оксид алюминия или Al ₂ O ₃ ) часто присутствует. Также добавляются другие материалы, одни добавляются для улучшения качества стекла (т. Е. Для удаления пузырьков, оставшихся в процессе плавления), а другие добавляются для улучшения его цвета. Например, песок всегда содержит в качестве примеси железо, и, хотя материал, из которого делают бутылки, специально выбирают из-за низкого содержания железа, небольшие следы примеси все же придают таре нежелательный зеленый цвет; с помощью оксида селена и кобальта вместе со следами триоксида мышьяка и нитрата натрия можно нейтрализовать зеленый цвет и получить так называемое белое (обесцвеченное) стекло.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подписаться сейчас

Оптическое и высокотемпературное стекло

Стекла самого разного и зачастую гораздо более дорогого состава изготавливаются, когда необходимы особые физические и химические свойства. Например, в оптических очках требуется широкий диапазон составов для получения различных показателей преломления и дисперсии, необходимых, если разработчик линз должен производить многокомпонентные линзы, свободные от различных дефектов, присущих одной линзе, таких как хроматическая аберрация. . Сверхпрозрачные оксидные стекла высокой чистоты были разработаны для использования в волоконно-оптических системах связи, в которых сообщения передаются в виде световых импульсов по стеклянным волокнам.

Когда обычное стекло подвергается резкому изменению температуры, в нем возникают напряжения, делающие его склонным к разрушению; однако, уменьшив его коэффициент теплового расширения, можно сделать его гораздо менее восприимчивым к тепловому удару. Стекло с самым низким коэффициентом расширения – плавленый кварц. Другим хорошо известным примером является боросиликатное стекло, используемое для изготовления бытовой посуды, коэффициент расширения которого составляет всего одну треть от типичного натриево-известково-кремнеземного стекла. Чтобы осуществить это восстановление, большая часть оксида натрия, добавляемого в качестве флюса, заменяется оксидом бора (B ₂ O ₃ ) и часть извести глиноземом. Еще одно известное специальное стекло — это свинцовый хрусталь, используемый в производстве превосходной посуды; при использовании монооксида свинца (PbO) в качестве флюса можно получить стекло с высоким показателем преломления и, следовательно, с желаемым блеском и блеском.

Придание цвета и специальных свойств

Вещества, используемые для окрашивания стекла, обычно представляют собой оксиды металлов. Один и тот же оксид может давать разные цвета с разными смесями стекла, а разные оксиды одного и того же металла могут давать разные цвета. Пурпурно-голубой цвет кобальта, хромовый зеленый или желтый цвет хрома, дихроичный канареечный цвет урана и фиолетовый цвет марганца постоянны. Оксид железа дает оливково-зеленый или бледно-голубой цвет в зависимости от стекла, с которым он смешивается. Оксид железа дает желтый цвет, но для предотвращения восстановления до состояния железа требуется окислитель. Свинец дает бледно-желтый цвет. Оксид серебра дает стойкое желтое пятно. Мелкоизмельченный растительный уголь, добавленный в содово-известковое стекло, дает желтый цвет. Селениты и селенаты дают бледно-розовую или розовато-желтую окраску. Теллур дает бледно-розовый оттенок. Никель с калийно-свинцовым стеклом дает фиолетовую окраску, а с натриево-известковым — коричневый. Медь дает павлиний синий цвет, который становится зеленым, если увеличить долю оксида меди.

Важным классом материалов являются халькогенидные стекла, представляющие собой селениды, содержащие в различных соотношениях таллий, мышьяк, теллур и сурьму. Они ведут себя как аморфные полупроводники. Их фотопроводящие свойства также ценны.

Некоторые металлические стекла обладают магнитными свойствами; их характеристики простоты изготовления, магнитной мягкости и высокого удельного электрического сопротивления делают их полезными в магнитных сердечниках электрических силовых трансформаторов.

Стекольное производство на протяжении веков

На протяжении веков из стекла изготавливали множество различных полезных и декоративных изделий. История стекла как творческого искусства частично определяется техническими достижениями в его производстве и декорировании, а частично – историей вкуса и моды.

Стекло было впервые изготовлено в древнем мире, но его раннее происхождение неясно. Египетские стеклянные бусины — самые ранние известные стеклянные предметы, датируемые примерно 2500 годом до нашей эры. Позже в египетской цивилизации был изготовлен тип стекла, характеризующийся перистыми или зигзагообразными узорами цветных нитей на поверхности стеклянного сосуда.

Настоящие истоки современного стекла были в Александрии в период Птолемеев, а затем в Древнем Риме. Александрийские мастера усовершенствовали технику, известную как мозаичное стекло, в которой кусочки стеклянной палочки разных цветов разрезались поперек, чтобы получились разные декоративные узоры. Стекло Millefiori, для которого трости обрезаются таким образом, чтобы получился рисунок, напоминающий форму цветка, является разновидностью мозаичного стекла.

Формованное стекло также было разработано рано, когда стекло прессуется в форму для придания ему определенной формы. Возможны также различные виды декора с использованием гравировки и цвета.

Стеклодувное дело, вероятно, было развито в I веке до н. э. стеклодувами в Сирии. С помощью этой техники возможности придания стеклу желаемой формы были безграничны. Стекло можно было выдувать в форму или придавать ему совершенно свободную форму. Римляне усовершенствовали стекло-камею, в котором рисунок был получен путем срезания слоя стекла, чтобы рисунок оставался рельефным.

научное стеклодувное дело

Посмотреть все видео к этой статье

Следующее важное событие в истории стекла произошло в 15 веке в Венеции. Еще в 13 веке венецианский остров Мурано стал центром стеклоделия. Сначала венецианские стеклодувы использовали многие древние и средневековые декоративные приемы для производства богато окрашенных и орнаментальных изделий с мотивами, характерными для итальянского Возрождения.

Позже они разработали прозрачное стекло, похожее на хрусталь, под названием cristallo , которое стало основой для процветающей экспортной торговли и распространилось по всей Европе. Простые дутые стекла этого типа пользовались большим спросом в 16 веке. Такое стекло поддавалось украшению гравировкой изящных узоров; использовавшаяся с начала 16 века, эта техника оставалась популярной и в 18 веке по всей Европе. Алмазная гравировка практиковалась, в частности, в Нидерландах и Германии.

В конце 17 века Богемия стала важным регионом производства стекла и оставалась важной до начала 20 века. К XVII веку в Англии производили стекло по венецианской традиции, отличавшейся простотой. Около 1675 года стеклодув Джордж Равенскрофт обнаружил, что добавление оксида свинца в стекло венецианского типа дает твердое и более тяжелое стекло. Свинцовый хрусталь, как он был известен, впоследствии стал излюбленным видом стекла для изысканной посуды.

Эмалирование вошло в моду в середине 18-го века в Англии, что привело к развитию типа стекла, иногда называемого бристольским стеклом. В 18 веке в моду вошла резка стекла. По мере совершенствования этой техники стало возможным огромное разнообразие эффектов. В конце концов, к концу 18 века, когда эта техника получила дальнейшее развитие в Ирландии, вся поверхность стекла была глубоко прорезана, чтобы отражать свет. Этот свинцовый хрусталь английской и ирландской огранки копировали в Европе и Соединенных Штатах, и он остается популярным и по сей день. Кристалл Уотерфорда является важным примером этого типа.

В эпоху модерн произошли важные изменения. Стекло Favrile, изобретенное Луи Комфортом Тиффани, с его плавными формами, полученными из натуралистических форм, и его блестящей поверхностью, вызывало большое восхищение и особенно повлияло на стеклодувов в Центральной Европе. Французский стеклодув Эмиль Галле и фирма Daum Frères также были важными дизайнерами эпохи модерна.

Рене Лалик, один из лидеров французского стекольного искусства, создал стекло, отличающееся рельефным декором. Steuben Glass Company из Нью-Йорка производила предметы из прозрачного стекла, часто с гравированными или вырезанными рисунками.