Szkło -
Szkło - to materiał otrzymywany w wyniku stopienia tlenku krzemu (krzemionka, SiO2) z różnymi dodatkami dobranymi w odpowiednich proporcjach, a następnie szybkiego ochłodzenia tak, aby nie doszło do pełnej krystalizacji krzemionki, lecz aby w strukturze pozostało jak najwięcej fazy amorficznej, będącej formalnie rzecz biorąc przechłodzoną cieczą.
Surowcem do produkcji tradycyjnego szkła jest piasek kwarcowy (SiO2) oraz dodatki, najczęściej: węglan sodowy (Na2CO3) i węglan wapniowy (CaCO3), topniki: tlenki boru i ołowiu (B2O3, PbO) oraz barwniki, którymi są zazwyczaj tlenki metali przejściowych (kadm, mangan i inne). Surowce są mieszane, topione w piecu w temperaturze 1400-1500 °C, po czym formowane w wyroby przed pełnym skrzepnięciem. Produkcja szkła znana była już ponad pięć tysięcy lat temu. W I w. p.n.e. znano metodę wytwarzania przedmiotów przez wydmuchiwanie, w XIX w. wynaleziono metodę odlewania.

Właściwości szkła:

  • materiał izotropowy
  • słaby przewodnik dla elektryczności
  • materiał o dużej odporności chemicznej (nie jest odporny na działanie kwasu fluorowodorowego)
  • właściwości mechaniczne szkła budowlanego:
    • twardość w skali Mohsa 5-7
    • gęstość szkła budowlanego 2400-2600 kg/m3
    • wytrzymałość na zginanie 30-50 MPa
    • wytrzymałość na ściskanie 800-1000 MPa
Właściwości szkła są uzależnione od sposobu wytopu, oraz w ograniczonym zakresie od składu chemicznego.

Rodzaje szkła:

  • szkło budowlane: płaskie walcowane i ciągnione, zespolone, hartowane, barwne nieprzejrzyste, piankowe, szkła budowlane są zazwyczaj szkłami sodowo/wapniowo/potaso-krzemianowymi.
  • szkło jenajskie zwane też szkłem boro-krzemianowym - po raz pierwszy wynalezionym w Jenie, które cechuje stosunkowo niska temperatura topnienia (ok. 400 °C), łatwość formowania i jednocześnie wysoka odporność na nagłe zmiany temperatury. Jest ono stosowane w sprzęcie laboratoryjnym i kuchennym. Jego odmianą jest szkło pyrex, które posiada skład znacznie ulepszony w stosunku do szkła jenajskiego.
  • szkło ołowiowe (kryształowe) - przepuszczalne dla ultrafioletu, o bardzo wysokim współczynniku załamania światła, używane do produkcji wyrobów dekoracyjnych, oraz soczewek optycznych.

Niektóre rodzaje szkła budowlanego:

  • szkło okienne - jest to szkło płaskie, najczęściej produkowane metodą ciągnioną, w grubościach od 2 do 10 mm. Przepuszczalność światła zależy od grubości i waha się od 85% do 77%
  • szkło płaskie walcowane - produkowane najczęściej jako wzorzyste w grubościach od 3 do 7 mm
  • szkło płaskie zbrojone - z wtopioną metalową siatką, w taflach o grubości od 5 do 8 mm
  • szkło płaskie pochłaniające promienie podczerwieni (o nazwie handlowej używanej w Polsce Antisol)
  • szyby zespolone - zestawy złożone z dwóch lub trzech szyb przedzielonych przekładką dystansową i połączonych szczelnie na obwodzie, obecnie najczęściej używane do szklenia okien
  • szkło hartowane - o większej wytrzymałości mechanicznej i większej odporności na gwałtowne zmiany temperatury. Otrzymywane przez poddanie szkła zwykłego odpowiedniej obróbce termicznej polegającej na podgrzaniu do temperatury 620 - 680°C i niezbyt szybkim ochłodzeniu sprężonym powietrzem - co powoduje zmianę jego mikrostruktury - tworzy się bardzo regularna sieć drobnych kryształków krzemionki poprzedzielana niewielkimi domenami fazy amorficznej. Na skutek takiej wysoce krystalicznej struktury, przy rozbiciu szkło to rozpada się na małe kawałeczki o nieostrych krawędziach. Używane w budownictwie i do produkcji szyb samochodowych
  • szkło refleksyjne - szkło płaskie o powierzchni pokrytej warstwą innego materiału, przepuszcza światło, ale posiada duży współczynnik odbicia promieniowania. Zastosowanie takiego szkła latem zabezpiecza pomieszczenia przed nagrzaniem, zimą ogranicza wypromieniowanie ciepła z wnętrza. Przez możliwość naniesienia warstwy refleksyjnej o różnej barwie - daje ciekawe efekty architektoniczne na elewacjach budynków
  • szkło elektroprzewodzące - z naniesioną powłoką z materiału elektroprzewodzącego
  • szkło nieprzezroczyste (marblit) - w postaci płyt i płytek używanych do dekoracji ścian
  • ponadto ze szkła produkowane są wyroby takie, jak np. pustaki szklane, wełna szklana
Szczególnym zastosowaniem szkła jest produkcja tzw. włókna szklanego; powstaje ono przez przeciskanie stopionej masy szklanej przez otwory o b. małej średnicy. W zależności od średnicy i składu włókno takie ma dwa główne zastosowania:
  • światłowód; dzięki wewnętrznemu odbiciu impulsy świetlne w odp. przygotowanym włóknie szklanym mogą bez znaczącego osłabienia pokonywać ogromne odległości; dodatkowo jedno włókno światłowodowe może przekazywać jednocześnie wiele takich impulsów o różnych częstotliwościach, dzięki czemu przepustowość informacyjna światłowodu jest gigantyczna w porównaniu z tradycyjnymi miedzianymi przewodami. Światłowody mają ogromne i wciaż rosnące zastosowanie w teleinformatyce.
  • tkaniny i maty szklane służące do zbrojenia sztucznych żywic czyli produkcji tzw. laminatów. W połączeniu z żywicami poliestrowymi (tańszymi) lub epoksydowymi (droższymi, ale wytrzymalszymi i odporniejszymi) tworzą lekki, wytrzymały i odporny materiał konstrukcyjny powszechnie stosowany w lotnictwie, szkutnictwie, przemyśle samochodowym etc. W wypadku droższych i bardziej wymagających konstrukcji włókna szklane bywają uzupełniane lub zastępowane węglowymi lub aramidowymi, jednak jako podstawowy składnik laminatów długo pozostaną dominujące, zwł. ze wzgledu na stosunkowo niską cenę.
Publikacja wraz ze zdjęciami jest udostępniona w Encyklopedii "Zgapedia" części portalu zgapa.pl. Treść objęta jest licencją GNU FDL Wolnej Dokumentacji w wersji 1.3 lub dowolnej pózniejszej opublikowanej przez Free Software Foundation i została ona opracowana na podstawie Wikipedii, tutaj możesz znaleźć artykuł źródłowy oraz autorów. Warunki użytkowania Encyklopedii znajdziesz na tej stronie.
Prezentowane filmy poczhodzą z serwisu YouTube, portal zgapa.pl nie jest ich autorem i nie ponosi odpowiedzialności za ich treści.