Стекло и, его классификация

Все твердые тела в природе находятся либо в кристаллическом, либо в аморфном (стекловидном) состоянии.

Кристаллические тела имеют правильную геометрическую решетку, которая образована частицами (ионами или атомами), расположенными в строго повторяющемся порядке. В отличие от кристаллических тел стекловидные вещества не имеют такой решетки. Составляющие стекло частицы расположены геометрически правильно, только в относительной близости друг от друга, а при некотором удалении этот порядок нарушается. Иными словами можно сказать, что в стекле отсутствует правильный порядок в расположении элементарных геометрических ячеек. Поэтому иногда кристаллические тела характеризуют как материалы, имеющие дальний порядок, а стекло как материал, имеющий только ближний порядок.

Стеклом называются все аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплава независимо от химического состава и температурной области затвердевания и обладающие в результате постепенного увеличения вязкости свойствами твердых тел; процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное должен быть обязательно обратимым.

Существует также целый ряд других отличительных признаков, присущих стеклам. Например, для кристаллических тел характерна постоянная для каждого вещества температура плавления. Стекла же размягчаются в широком интервале температур. Свойства кристаллических тел при их затвердевании в процессе кристаллизации изменяются скачками, т. е. внезапно, в то время как свойства стекол при их затвердевании изменяются постепенно.

Стекла подразделяются на природные и искусственные.

К природным относят стекла, образованные в процессе деятельности вулканов (извержение магм), например обсидиановое стекло.

К искусственным относят все стекла, создаваемые в результате труда человека.

Искусственные стекла в свою очередь бывают органические и неорганические.

Органические стекла (пластмассы) получают на основе продуктов органического происхождения, в основном смол. Из-за недостаточно высокой прозрачности, малой долговечности, низкой химической устойчивости органическое стекло не нашло широкого распространения.

Неорганическое стекло получают из неорганических материалов. В зависимости от стеклообразующего окисла, на основе которого изготовляют стекло, выделяют следующие виды стекла:
силикатное, получаемое на основе двуокиси кремния SiO2;
боратное — на основе окиси бора B2O3;
боросиликатное — на основе B2O3 и SiO2;
фосфатное — на основе фосфорного ангидрида Р2О5.

Наряду с перечисленными в состав стекол входят окислы натрия (Na2O), калия (K2O), кальция (СаО), магния (MgO), алюминия (Al2O3), бария (BaО), свинца (PbО), цинка (ZnO), марганца (MnO), меди (CuO).

В зависимости от назначения промышленное стекло подразделяется на строительное, техническое, электровакуумное, оптическое, химико-лабораторное, тарное, сортовое.

В группу строительного стекла входят листовое оконное (ГОСТ 111—65) и витринное, неполированное, полированное (ГОСТ 7132—61) и листовое армированное (ГОСТ 7481—67), узорчатое (ГОСТ 6629—74), конструктивно-строительные элементы (стеклянные пустотельные блоки, профилированное стекло), архитектурно-художественное стекло (листовое цветное стекло, стеклянная мозаика и облицовочная плитка). Все эти стекла — силикатные. Примерные составы промышленных стекол приведены   в таблице 1.

Таблица 1. Примерные химические составы промышленных стекол
Стекло SiO2 Аl2O3 СаО MgO Na2O K2O B2O3 BaО F PbО
Оконное
Полированное
Тарное
Сортовое
Химико-лабораторное
Электровакуумное
Оптическое
Хрустальное
71,6
73,2
73,7
74,5
68,7
71,9
53,5
57,5
1,5
1,3
0,2
0,5
3,8
—
8,8
0,5
7,8
7,8
9,1
6,5
8,4
5,5
—
—
4,0
3,8
1,75
2,0
0,8
3,5
—
—
15,1
13,9
15,2
14,0
9,7
16,l
—
—
—
—
—
2,0
6,1
1,0
16,2
15,5
—
—
—
—
2,5
—
16,2
1,0
—
—
—
—
—
2,0
ZnO
1,0
—
—
—
—
—
—
5,3
—
—
—
—
—
—
—
—
24
В зависимости от видов стекла к ним предъявляют различные технические требования, которые, формулируются в ГОСТах (государственных стандартах).