Плотность оконного стекла: Плотность стекла
Плотность стекла
В сознании большинства людей стекло ассоциируется с чем-то очень стабильным и постоянным. Чаще всего подобное представление основывается на личном впечатлении — за время своего существования ни оптические характеристики, ни плотность стекла практически не меняются. По крайней мере, геометрические характеристики и плотность оконного стекла за десятки лет службы в оконных рамах остаются такими же, как и много лет назад.
Реальная величина плотности стеклянной массы
В стекольном производстве существует несколько десятков марок стекла, у каждой из которых своя плотность. По сути, величина удельного веса используется в качестве одной из главных характеристик, позволяющих отличать одни стеклянные заготовки от других. Коэффициент преломления у стеклянной заготовки не измеришь, а зная, какая плотность у стекла, можно легко отличить качественный материал от проблемного.
Согласно справочнику, плотность стекла равна 2,2-7,5 г/см3. Разница более чем в три раза.
Для примера можно привести несколько наиболее известных марок стеклянной массы и сравнить их плотность:
- Кварцевый монолит, плотность стекла 2,2 г/см3;
- Для оконного стекла этот показатель равен 2,56 г/см3;
- Оптические марки выпускаются как средней плотности, 3-3,5 г/см3, так и тяжелые флинты с удельным весом 4,5 г/см3.
К сведению! Особо малыми партиями изготавливают тяжелое стекло с плотностью до 7000 кг/м3.
Такие стекла практически не пропускают видимый диапазон света, но обладают прекрасным светопропусканием в ультрафиолете и инфракрасном диапазоне. Для обычного человека стекло с высоким удельным весом будет выглядеть, как камень, абсолютно непрозрачный, со стеклянным блеском.
Наиболее интересная категория оконных стекол на самом может отличаться по величине удельного веса, более точный показатель, согласно технологическим картам, составляет 2,45-2,56 г/см3. Это значит, что для наиболее распространенной толщины 4 мм плотность стекла составляет 2,5 г/см3.
Но даже эти сведения не дают полного представления о свойствах стеклянной массы.
На что указывает удельный вес стекла
Для того чтобы изменить плотность и структуру стеклянного листа, установленного в оконный проем или используемого в биокамине, необходимо два основных условия:
- Высокая температура, выше температуры плавления стеклянной массы на 150-200оС. Только в таких условиях стекло начинает существенно менять свои основные свойства, в том числе плотность;
- В стеклянную массу должны быть добавлены особого рода присадки, чаще всего это окислы металлов. Чтобы увеличить плотность стекла, добавляют оксиды свинца, магния, бария, железа и тяжелых металлов.
Чем выше плотность стекла, тем больше его светопропускание и оптическая плотность. Оконное стекло со стандартной величиной удельного веса способно выдерживать нагрев без последствий до 90оС, более легкие кварцевые могут нагреваться до 600оС, закаленное тяжелое стекло выдерживает до 250- 300оС.
Плотность – показатель качества
Процесс производства стекла всегда был очень сложным, стекломасса, перед тем как будет залита в форму, варится и перемешивается при большой температуре. Делается это для того, чтобы выдавить максимальное количество пузырьков воздуха и газа, растворенных в лаве.
Если стекло варится по ускоренной технологии, то его плотность может быть меньше даже показателей, приведенных в справочнике. Китайское легкое стекло имеет удельный вес в пределах 2,33-2,38 г/см3. Если стеклянный лист отечественного производства толщиной 4 мм весит 10 кг, то китайский четырех миллиметровый вариант может потянуть на 60-70 г легче.
С одной стороны, казалось бы, более легкий вариант стекла обладает ценными преимуществами:
- Ниже нагрузка на оконную раму или стеклопакет;
- Меньше теплопроводность стекла, а значит, при пониженном удельном весе меньше потери тепла через стеклянную поверхность.
К сведению! Теплопроводность стекла стандартной плотности находится в пределах 0,86-0,88Вт/м*Со.
Для кварцевого листа этот показатель примерно вдвое выше.
Более низкая плотность легкого оконного стекла обусловлена не использованием особых добавок или технологии, а обычным дефектом – наличием большого количества растворенных в стеклянной массе микропузырьков, Из–за малых размеров их практически не видно невооруженным глазом, и определить можно только на специальной аппаратуре или по плотности материала.
Единственным плюсом материала с низким удельным весом является более высокая шумоизоляция, примерно на 10% выше, чем у стекла с обычной плотностью.
Снижение удельного веса — не единственное следствие образования дефектов. Такой материал обладает достаточно низкой механической прочностью и, главное, – обрабатывать его резаньем очень сложно, так как линия реза из-за неоднородности и различной плотности материала «виляет» на разных участках листового стекла. Через 4-5 лет дефектное стекло, уложенное в стеклопакет, может стать причиной выхода из строя целого окна.
Второй проблемой стекол с небольшим удельным весом является снижение светопропускания.
Для стандартного оконного материала толщиной в 4 мм коэффициент потерь света составляет всего 8-9%, для премиум марок с плотностью 2,56 г/см3 показатель светопропускания может достигать 95%. У легких стекол с плотностью 2,37-2,4 г/см3 светопропускание на уровне 6-ти миллиметрового материала. По внешнему виду может иметь зеленоватый оттенок, а если смотреть под углом к поверхности, то внутренняя структура начинает опалесцировать подобно опалу.
Специальные виды стекол
Добиться высокого уровня теплоизоляции с помощью стекла с пониженным удельным весом практически очень сложно, мало того, такое стекло в большей части непригодно для изготовления стеклопакетов, считающихся на сегодня наилучшим способом сохранить тепло. Из-за многочисленных дефектов стекла газ, закачанный в полость между листами, быстро набирает стандартную влажность уличного воздуха. В результате стеклопакет из стекла с низким удельным весом оказывается на 30-35% холоднее обычного.
Для повышения энергоэффективности используются стекломатериалы особой структуры.
Простейший вариант – теплозащитное стекло с увеличенным содержанием окислов металлов. Такой материал приобретает сероватый оттенок и увеличенную плотность матрицы, что обеспечивает снижение количества тепла, проникающего с солнечными лучами, на 10-15%. Более сложные по структуре и плотности виолевые марки стекла используются для увеличения количества ультрафиолета, проникающего с солнечным светом в помещение.
Современные способы борьбы с потерями тепла заключаются в использовании так называемого I — стекла. Такой материал изготавливается из двух стекол, с разными значениями удельного веса и разной пропускной способностью. Внутренний слой с высокой плотностью выпускает коротковолновое излучение, теплые длинные лучи отражаются внутрь помещения. Наружный дополнительно покрывают полимером с высоким удельным весом. Помимо того, что появляется возможность регулировать степень отражения излучения низкой плотности, уменьшаются теплопотери за счет снижения конвективной теплоотдачи.
Более современная версия теплосберегающего К-стекла изготавливается из двух слоев с пониженным удельным весом, между которыми находится слой металлизированного покрытия.
Стекло в большей мере выполняет функцию теплоизолятора, внутреннее напыление отражает тепловые лучи, при этом направленность зависит от температуры воздуха.
При низких температурах наружная поверхность низкой плотности пропускает тепло вовнутрь помещения, второй слой отражает инфракрасное излучение обратно в дом. В жаркое время направление перепуска меняется на противоположное. В этой ситуации главным фильтром работают внутренние слои К-стекла.
Самыми легкими считаются глухие стекла с минимальным удельным весом с наполнителем из оксида титана. В данном случае плотность снижается не за счет внутренних дефектов, а за счет легкого окисла металла. В результате удается получить хороший уровень затенения без снижения прочности стеклянного листа.
Заключение
Величина удельного веса стекломатериала косвенным образом позволяет судить о том, насколько соответствуют заявленные в документах характеристики реальным показателям, таким как светопропускная способность и прочность материала.
Наличие в стекле 1,1% внутренних дефектов в виде газовых включений и пузырьков снижает прочность и долговечность полотна на 10-15%. Для небольших окон это несущественно, а для огромных витрин или стеклянных дверей всегда критически важно.
Плотность стекла: данные со справочника
Как определить плотность стекла – проверенные методы + полезные таблицы
У большинства людей стекло почему-то ассоциируется с чем-то очень постоянным, стабильным. Чаще всего такое представление основывается на личных впечатлениях – за время существования ни оптические параметры, ни плотность стекла почти не поменялись – хотя бы геометрические параметры и плотность оконного стекла за множество десятков лет эксплуатации в рамах окна остаются такими же, как и множество лет назад.
Какая плотность стеклянной массы – реальные данные? При производстве стекла есть множество марок (десятки) стекла, у каждой из которых особенная плотность.
По сути, параметр удельного веса применяется в роли одной из основных характеристик, которые позволяют отличать одним заготовки из стекла от остальных.
Общие сведения
Коэффициент преломления у заготовки из стекла никак не измерить, а зная, какова плотность такого материала, как стекло, получается с легкостью отличать материал высокого качества от проблемного. По справочнику, стеклянная плотность будет составлять до 2.2 до 7.5 грамм на кубический сантиметр. Разница получается больше, чем в 3 раза.
Для примера предлагаем привести несколько самых популярных марок стеклянной массы и произвести сравнение их плотности:
- Оптические марки выпускают и со средней плотностью, т.е. от 3 до 3.5 грамм на кубический сантиметр, а также тяжелые флинты, у которых удельный вес составляет 4.5 грамм.
- Для стекол, которые применяют в окнах, такой показатель составляет 2.56 грамм на кубический сантиметр.
- Кварцевый монолит, причем плотность стекла 2.2 грамма на кубический сантиметр.
Обратите внимание, что очень маленькими партиями делают очень тяжелое стекло, у которого плотность составляет до 7 тонн на кубический метр. Такие стекла почти не пропускают заметный световой диапазон, но имеют отлично пропускание света в ультрафиолете и инфракрасном диапазоне. Для простого человека стекло, у которого высокий удельный вес будет выглядеть, словно камень, полностью непрозрачный и имеющий стеклянный блеск.
Самой интересной оконной категорией стекол присуще то, что она отличается по параметру удельного веса, и крайне точный показатель по картам с технологиями бывает от 2.45 до 2.56 грамм. Это означает, что для самой популярной толщины в 0.4 см плотность стекла будет 2.5 грамма на кубический сантиметр. Но даже такие сведения не дадут полного представления про качества стеклянной массы.
Плотность стекла. Все просто!
Плотность стекла, а также вес стекла и масса стекла — это для наших практических целей фактически одно понятие. Плотность зеркала также можно считать равной плотности стекла, так как зеркало производят методом нанесения покрытия на поверхность стекла. Плотность стекла и плотность зеркала измеряются в килограммах.
От чего зависит плотность?
Плотность стекла и соответственно плотность зеркала зависит от химического состава стекла и способа производства. Для обычного оконного стекла ГОСТ 111-2014 Стекло листовое бесцветное плотность стекла составляет 2500 кг/м3 . Другие виды стекла, которые обладают дополнительными свойствами, такими как термостойкость, стойкость к химически активным веществам, более высокие прочностные характеристики и пр. имеют другую плотность.
| Вид стекла | Плотность стекла, кг/м3 |
| Боросиликатное термостойкое | 2200 — 2400 |
| Кварцевое стекло | 2200 |
| Стекло оконное | 2500 |
| Хрусталь | 2600 — 4000 |
Почему это важно знать?
Плотность стекла и плотность зеркала необходимо знать при монтаже стеклянных перегородок, устройстве зеркальных потолков, козырьков из стекла и любых других светопрозрачных конструкций, шкафов купе, при устройстве душевых кабин, и пр. Плотность стекла и плотность зеркала обязательно учитывается для расчета фурнитуры, способов крепления, просчета надежности несущей конструкции, грузоподъемности транспортного средства для перевозки, грузоподъемности лифтов, при выборе монтажных приспособлений и инструментов. При заказе стеклопакетов и изделий из триплекса и стемалита (окрашенного стекла).
Как посчитать плотность стекла?
Посчитать плотность ( вес) готового изделия из стекла или зеркала М (кг) можно исходя из формулы: M(кг)=S(м2)*t(мм)*2.
5, где S – площадь поверхности в м2, t – толщина стекла ( зеркала ) в мм, коэффициент 2.5 показывает среднее значение веса м2 для обычного оконного стекла толщиной 1 мм.
Также, посчитать плотность (вес) готового изделия из стекла или зеркала Вы можете на калькуляторе веса стекла на нашем сайте или попросить менеджера нашей компании посчитать вес готового изделия.
Любые изделия из стекла и зеркал будут выполнены в срок на нашем производстве, доставлены к Вам на объект и, при необходимости, смонтированы. На все виды работ предоставляется гарантия.
Физические свойства стекла ― Стекольная Компания
Свойства стекла
Силикатные стекла отличаются необычным сочетанием свойств, прозрачностью, абсолютной водонепроницаемостью и универсальной химической стойкостью. Все это объясняется спецификой состава и строения стекла.
Плотность стекла зависит от химического состава и для обычных строительных стекол составляет 2400.
..2600 кг/м3. Плотность оконного стекла — 2550 кг/м’. Высокой плотностью отличаются стекла, содержащие оксид свинца («богемский хрусталь») — более 3000 кг/м3. Пористость и водопоглощение стекла практически равны 0 %.
Механические свойства. Стекло в строительных конструкциях чаще подвергается изгибу, растяжению и удару и реже сжатию, поэтому главными показателями, определяющими его механические свойства, следует считать прочность при растяжении и хрупкость.
Теоретическая прочность стекла при растяжении — (10…12)•103 МПа. Практически же эта величина ниже в 200…300 раз и составляет от 30 до 60 МПа. Это объясняется тем, что в стекле имеются ослабленные участки (микронеоднородности, дефекты поверхности, внутренние напряжения). Чем больше размер стеклоизделий, тем вероятнее наличие таких участков. Примером зависимости прочности стекла от размера испытуемого изделия служит стеклянное волокно.
У стекловолокна диаметром 1…10 мкм прочность при растяжении 300…500 МПа, т. е. почти в 10 раз выше, чем у листового стекла. Сильно снижают прочность стекла на растяжение царапины; на этом основана резка стекла алмазом.
Прочность стекла при сжатии высока — 900… 1000 МПа, т. е. почти как у стали и чугуна. В диапазоне температур от — 50 до + 70° С прочность стекла практически не изменяется.
Стекло при нормальных температурах отличается тем, что у него отсутствуют пластические деформации. При нагружении оно подчиняется закону Гука вплоть до хрупкого разрушения. Модуль упругости стекла Е= (7…7,5) • 104 МПа.
Хрупкость — главный недостаток стекла. Основной показатель хрупкости — отношение модуля упругости к прочности при растяжении E/Rp. У стекла оно составляет 1300…1500 (у стали 400…460, каучука 0,4…0,6). Кроме того, однородность строения (гомогенность) стекла способствует беспрепятственному развитию трещин, что является необходимым условием для проявления хрупкости.
Твердость стекла, представляющего собой по химическому составу вещество, близкое к полевым шпатам, такая же, как у этих минералов, и в зависимости от химического состава находится в пределах 5…7 по шкале Мооса.
Оптические свойства стекла характеризуются светопропусканием прозрачностью), светопреломлением, отражением, рассеиванием и др. Обычные силикатные стекла, кроме специальных (см. ниже), пропускают всю видимую часть спектра (до 88…92 %) и практически не пропускает ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Показатель преломления строительного стекла (п = 1,50…1,52) определяет силу отраженного света и светопропускание стекла при разных углах падения света. При изменении угла падения света с 0 до 75° светопропускание стекла уменьшается с 90 до 50 %.
Теплопроводность различных видов стекла мало зависит от их состава и составляет 0,6…0,8 Вт/(м•К), что почти в 10 раз ниже, чем у аналогичных кристаллических минералов.
Например, теплопроводность кристалла кварца — 7,2 Вт/(м•К).
Коэффициент линейного температурного расширения (КЛТР) стекла относительно невелик (для обычного стекла 9•10-6 К-1). Но из-за низкой теплопроводности и высокого модуля упругости напряжения, развивающиеся в стекле при резком одностороннем нагреве (или охлаждении), могут достигать значений, приводящих к разрушению стекла. Это объясняет относительно малую термостойкость (способность выдерживать резкие перепады температур) обычного стекла. Она составляет 70…90° С.
Звукоизолирующая способность стекла довольно высока. Стекло толщиной 1 см по звукоизоляции приблизительно соответствует кирпичной стене в полкирпича — 12 см.
Химическая стойкость силикатного стекла — одно из самых уникальных его свойств. Стекло хорошо противостоит действию воды, щелочей и кислот (за исключением плавиковой и фосфорной). Объясняется это тем, что при действии воды и водных растворов из наружного слоя стекла вымываются ионы Na+ и Са++ и образуется химически стойкая пленка, обогащенная SiO2.
Эта пленка защищает стекло от дальнейшего разрушения.
Стекло — Циклопедия
Стеклянная бутылка
Непростые вещи. Стекло // Наука 2.0 [26:22]
EXперименты. Стекло // Наука 2.0 [28:10]
Стекло (неорганическое стекло) — твердое аморфное вещество, прозрачное в той или иной части оптического диапазона (в зависимости от состава)
Под стеклом понимают сплавы различных силикатов с избытком диоксида кремния.
Расплавленное стекло не сразу затвердевает при охлаждении, а постепенно увеличивает свою вязкость, пока не превратится в однородное твердое вещество. Стекло при твердении не кристаллизуется, поэтому оно не имеет резко выраженной точки плавления. В отличие от кристаллических материалов стекло, при нагревании в соответствующем температурном интервале размягчается постепенно, переходя из твердого хрупкого состояния в тягучее высоковязкое и далее — в текучее состояние — стекломассу.[1]
Содержание
|
4 Гигиенические характеристикиДиатрета
История возникновения оконного стекла
История возникновения оконного стекла
Впервые оконное стекло, хотя и весьма несовершенное, появилось на рубеже старой и новой эры летоисчисления у римлян. Однако после падения Римской империи секреты его производства были утеряны и в начальный период средневековья в Европе оконного стекла не знали. Естественно возникает вопрос, а что же было в окнах? Часто окна закрывались сплошными деревянными ставнями. В теплые дни они открывались, впуская дневной свет внутрь помещения. В иное время окна закрывались и помещение освещали свечами. В России свечи, которые были дороги, часто заменялись горящей лучиной.В некоторых дворцах, парадных зданиях и культовых сооружениях в Европе в мелкие ячейки в оконных проемах вставляли пластинки слюды, которые ценились очень дорого. В домах простых людей для этой цели использовались бычий пузырь и промасленная бумага или ткань.
В середине XVI в. даже во дворцах французских королей окна закрывались промасленным полотном или бумагой. Лишь в середине XVII в. при Людовике XIV в окнах его дворца появилось стекло в виде маленьких квадратиков, вставленных в свинцовый переплет. Листовое стекло большой площади долго не умели получать. Поэтому даже в XVIII в. застекленные окна имели мелкий переплет. Обратите внимание на реставрированные здания петровской эпохи, например на Меньшиковский дворец в Санкт-Петербурге.
Как уже было сказано, римляне научились изготовлять оконное стекло в конце старой эры. Они делали это путем отливки и раскатывания жидкого стекла в форму в виде противня, который изготавливался из глины. Отливки извлекались из формы еще в горячем виде, пока стекло сохраняло пластичность. Таким способом получали оконное стекло толщиной около 10 мм и площадью до 0,5 м2. Поскольку прилегающая к форме сторона листа оказывалась шероховатой, то стекло не было прозрачным.
Такое стекло находили при раскопках в западноевропейских колониях Рима, а также на Востоке вплоть до Черноморского побережья. Как уже было отмечено, после распада Римской империи это ремесло пришло в упадок и способ производства был забыт и никогда не возобновлялся. Новый способ производства оконного стекла был разработан несколько столетий спустя, т.е. в средние века. Этот способ принципиально отличался от древнеримского, так как получался не отливкой, а выдуванием. Вначале выдували шар, который раскатыванием на плитке и размахиванием в воздухе превращался в подобие большой ампулы. После отрезания верхней и нижней части получался цилиндр. Последний разрезался вдоль твердым минералом и на раскаленной глиняной плите разглаживался в лист деревянной гладилкой. Стекло получалось довольно тонким, хотя и небольшого размера. Сторона, прилегавшая к плите при разглаживании, также получалась шероховатой, а значит, стекло опять же было непрозрачным.
На территории древнеславянского государства археологи многократно находили фрагменты стеклянных кругов диаметром 200.
..250 мм с хорошо заделанными кромками. Ученые сходятся во мнении, что эти стеклянные круги служили для остекления окон крупных общественных зданий, например храма Киевской Софии и других церквей домонгольской Руси. Считают, что способ их производства сводился к следующему. В форме выдувался сосуд, похожий на конусообразный графин. Дно этого «графина» обрезалось и кромка завертывалась.
В конце средневекового периода в Европе начали широко применять «лунный» способ изготовления листового стекла. В его основу также был положен метод выдувания. При этом способе вначале выдувался шар, затем он сплющивался, к его дну припаивалась ось, а около выдувательной трубки заготовка обрезалась. В результате получалось подобие вазы с припаянной ножкой-осью. Раскаленная «ваза» вращалась с большой скоростью вокруг оси и под действием центробежной силы превращалась в плоский диск. Толщина такого диска была 2…3 мм, а диаметр доходил до 1,5 м. Далее диск отделялся от оси и отжигался.
Такое стекло было гладким и прозрачным. Характерная его особенность – наличие в центре диска утолщения, которое специалисты называют «пупком». Лунный способ производства сделал листовое стекло доступным для населения. Однако на смену ему уже в начале XVIII в. пришел другой более совершенный «халявный» способ, который использовался во всем мире почти в течение двух столетий. По существу, это было усовершенствование средневекового способа выдувания, в результате которого получался цилиндр. «Халявой» называли формируемую массу стекла на конце выдувной трубки. Она доходила до 15…20 кг и из нее в итоге получались листы стекла площадью до 2…2,5 м2.
Этот способ позволил получать оконное стекло хорошего качества и относительно недорогое для широких слоев населения. Таким образом, проблема светлого и теплого жилища была разрешена лишь в XVIII в. Это было достигнуто трудом многих поколений стеклоделов в течение двух тысячелетий.
Однако «халявный» способ трудно поддавался механизации, а потребности в оконном стекле росли быстрыми темпами.
Поэтому поиски новых способов продолжались и в результате в начале XX в. был внедрен в промышленность механизированный процесс. В основе его лежало наблюдение американца Кларка, сделанное в первой половине XIX в. Оно состояло в том, что если на поверхность жидкого стекла положить железный стержень («приманку»), а затем поднимать его, то стеклянная масса приварится (приклеится) к стержню и потянется за ним в виде полотна. При остывании на воздухе получается стеклянный лист. Однако он получался не с параллельными кромками, а в виде клиновидного полотнища. Следующим шагом на пути разработки механизированного способа было изобретение бельгийца Фурко. Он предложил положить на поверхность расплавленной массы керамический брус («лодочку») с продольной щелью. Керамика легче расплавленной стеклянной массы и потому лодочка плавает на поверхности. Если нажать на лодочку, то расплавленная масса выдавливается из щели. На нее опускают «приманку» и тянут вверх. Если скорость подъема приманки будет равна скорости выдавливания стекломассы, то получится правильное полотнище с параллельными кромками.
Дальнейшее завершение решения проблемы носит чисто технический и конструкторский характер – устанавливаются подъемные валики, холодильник и другие приспособления. Толщина листа зависит от скорости подъема и скорости охлаждения листа.
В настоящее время оконное стекло производят по данному способу. Имеется и несколько другой вариант технологического оформления процесса производства листового стекла, который используют в США. В нем вместо лодочки с каждого борта полотна располагается пара роликов, между которыми и проходит полотно. Ролики препятствуют сужению полотна и потому отпадает необходимость в лодочке.
В современном строительстве для остекления общественных зданий, гостиниц и витрин магазинов, а также для авто- и вагоностроения, широко используют стекло толщиной 6…8 мм и даже до нескольких сантиметров. Такое стекло называют зеркальным. Оно изготавливается методом проката с последующей шлифовкой и полировкой.
Когда говорят о здании, построенном из стекла и бетона, то имеют в виду именно такое зеркальное стекло.
Из сказанного видно, какими усилиями далось человеку прозрачное стекло. Однако в некоторых деталях промышленного и бытового интерьера необходимо, чтобы стекло, наоборот, было непрозрачным, но пропускало свет. Стекло для таких целей подвергают пескоструйной обработке или грубой шлифовке. В настоящее время с этой же целью изготавливают узорчатое листовое стекло, т.е. имеющее какой-либо рисунок. Его получают прокатом на столах или между вальцами, на которые нанесен рисунок.
Мелкие стеклянные изделия делают матовыми обработкой фтороводородной (плавиковой) кислотой. Последняя взаимодействует с диоксидом кремния, находящимся на поверхности, с образованием летучего тетрафторида кремния SiF4 в соответствии с уравнением
SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2О
Вряд ли современный человек может оценить тот комфорт и удобство, которое дает ему прозрачное листовое стекло. Человек рождается в светлом и теплом помещении и принимает это как должное.
Доказательства плотности стекла — Chemistry LibreTexts
Иногда идентификация одного типа стекла или стеклянного фрагмента на месте преступления может иметь решающее значение для раскрытия преступления, но самая большая база данных [1] включает 304 107 составов стекла, поэтому идентификация одного из них может быть сложной задачей . Хотя химики могут идентифицировать стекло с помощью более убедительных методов, включающих элементный анализ, плотность все же можно использовать в качестве метода скрининга, поскольку документы ФБР указывают на плотность стекла
.
Плотность позволяет идентифицировать разбитое стекло на месте преступления.
Известны плотности десятков стаканов [1]. Самый распространенный вид стекла — обычное оконное или бутылочное стекло. Это натриево-известковое стекло, потому что оно состоит из карбоната натрия (Na 2 CO 3 ) и CaO (оксид кальция или известь) в дополнение к кремнезему (песок или кварц (SiO 2 ). Pyrex ( Боросиликатное стекло марки Corning, около 70% диоксида кремния, 10% оксида бора (B 2 O 3 ), 8% оксида натрия, 8% оксида калия и 1% оксида кальция).
Плотность стекла определяется стандартным методом ASTM, включающим флотацию в жидкостях. [3] , но плотность осколков стекла также может быть измерена путем вытеснения воды, как описано ниже.
Интересен метод флотации ASTM. Сначала в цилиндр добавляется слой «тяжелого» бромоформа. Его плотность составляет 2,889 г / см 3 при 15 ° C, поэтому большинство обычных стекол будут плавать на его поверхности. Затем слой 20% этанола в бромоформе осторожно флотируют на бромоформе.Этанол легкий, имеет плотность 0,789 г / см 3 , поэтому, когда он смешивается с бромоформом, полученный раствор немного плотнее бромоформа. Добавляют слои 40%, 60% и 80% этанола в бромоформе, затем 100% этанола, и слои оставляют на ночь. Они диффундируют друг в друга, давая постепенно изменяющуюся плотность от 0,789 до 2,889 г / см 3 . Когда добавляются кусочки стекла, они плавают на уровне, соответствующем плотности. Столбец градиента плотности может быть создан с помощью растворов сахара в окрашенной воде [4] , как показано на рисунке.
Градиент плотности
Термины тяжелый и легкий обычно используются двумя разными способами. Мы говорим о весе, когда говорим, что взрослый тяжелее ребенка. С другой стороны, когда мы говорим, что бесцветное оптическое стекло тяжелее обычного бутылочного стекла, имеется в виду кое-что еще. Небольшой осколок кремня, очевидно, будет весить меньше, чем стеклянный кувшин на галлон, но кремень тяжелее в том смысле, что кусок определенного размера весит больше, чем кусок стекла для бутылок такого же размера.
Фактически мы сравниваем массу на единицу объема , то есть плотность . Чтобы определить эти плотности, мы можем взвесить кубический сантиметр каждого типа стекла. Если бы образец кремня весил 7,2 г, а бутылочное стекло 2,4 г, мы могли бы описать плотность кремня как 7,2 г см –3 , а плотность стекла бутылки — 2,4 г см –3 . (Обратите внимание, что отрицательная экспонента в кубических сантиметрах указывает на обратную величину. Таким образом, 1 см –3 = 1 / см 3 , а единицы измерения плотности могут быть записаны как, г / см 3 или г / см –3 .В каждом случае единицы измерения читаются как граммы на кубический сантиметр, на означает деление.) Мы часто сокращаем «см 3 » как «куб.см», а 1 см 3 = 1 мл по определению.
| Стекло Тип | Плотность / г / см 3 |
|---|---|
| песок | 1,52 |
| плавленый кварц (96%) | 2.18 |
| Corning Vycor® 7907 Стекло, блокирующее УФ-лучи | 2,21 |
| Пирекс (R) | 2,23 |
| стекло боросиликатное | 2,4 |
| бутылка обыкновенная | ~ 2,4–2,8 |
| обычное окно | ~ 2,4–2,8 |
| Corning 0211 Цинк боросиликатное стекло | 2,53 |
| Corning 1724 Алюмосиликатное дробленое / порошковое стекло | 2.64 |
| Коронное стекло | 2,8 |
| Corning 0159 Свинцовый барий дробленый / порошковое стекло | 3,37 |
| кристалл свинца | 3,1 |
| Corning 8870 Свинцово-калийное стекло | 4,28 |
| самый плотный кремень оптический | 7,2 |
| Легко определить плотности многих других материалов |
Как правило, нет необходимости взвешивать точно 1 см 3 материала, чтобы определить его плотность.Мы просто измеряем массу и объем и делим объем на массу:
\ [\ text {Density} = \ dfrac {\ text {mass}} {\ text {volume}} \]
или
\ [\ rho = \ dfrac {\ text {m}} {\ text {V}} \]
где ρ = плотность m = масса V = объем
Пример \ (\ PageIndex {1} \): Расчет плотности
Рассчитайте плотность (а) осколка стекла массой 37,42 г, который при погружении в воду увеличивает уровень воды в градуированном цилиндре на 13.3} \]
Примечание
Обратите внимание, что, в отличие от массы или объема, плотность вещества не зависит от размера образца. Таким образом, плотность — это свойство, по которому одно вещество можно отличить от другого. Образец стекла можно разбить или отрегулировать так, чтобы он имел любую выбранную нами массу, но его плотность всегда будет 2,70 г / см 3 при 20 ° C, поэтому судебно-медицинский образец можно использовать для идентификации стеклянной бутылки, из которой он сломан. Плотность некоторых обычных чистых веществ приведена в таблице.
Таблицы и графики предназначены для предоставления максимального количества информации на минимальном пространстве. Когда речь идет о физической величине (число × единицы), повторять одни и те же единицы расточительно. Поэтому принято использовать чистые числа в таблице или вдоль осей графика. Чистое число может быть получено из количества, если мы разделим его на соответствующие единицы. Например, при делении на единицы грамма на кубический сантиметр плотность алюминия становится чистым числом 2,70:
. {- 3}} = \ dfrac {\ text {2.{-3}} = 2,70 \]
ТАБЛИЦА \ (\ PageIndex {2} \) Плотность нескольких веществ при 20 ° C.
Поэтому столбец в таблице или ось графика удобно обозначать в следующей форме:
\ [\ frac {\ text {Количество}} {\ text {units}} \]
Указывает единицы, которые необходимо разделить на количество, чтобы получить чистое число в таблице или на оси. Это было сделано во втором столбце таблицы 1.4.
Преобразование плотностей
В нашем исследовании плотности обратите внимание, что химики могут выражать плотности по-разному в зависимости от предмета. Плотность чистых веществ может быть выражена в кг / м. 3 в некоторых журналах, которые настаивают на строгом соблюдении единиц СИ; в некоторых сельскохозяйственных или геологических таблицах плотность почв может быть выражена в фунтах / фут 3 ; плотность клетки может быть выражена в мг / мкл; и другие единицы широко используются. Легко преобразовать плотности из одного набора единиц в другой, умножив исходное количество на один или несколько коэффициентов единицы :
Пример \ (\ PageIndex {2} \): преобразование плотности
Преобразование плотности воды, 1 г / см 3 в (a) фунт / см 3 и (b) фунт / фут 3
а.3} \)
Примечание
Важно отметить, что мы использовали коэффициенты преобразования для преобразования одной единицы измерения в другую для одного и того же параметра .
Из ChemPRIME: 1.8: Плотность
Авторы и авторство
Оптические свойства стекла: как свет и стекло взаимодействуют | Копп Гласс
Это вторая статья из серии из трех статей, в которой рассматриваются термические, оптические и механические свойства стекла.Мы определим общие свойства стекла и объясним их применение и важность при проектировании компонентов.
Мы часто слышим от инженеров, которые оценивают влияние изменения конструкции с одного материала линзы на другой. Например, они могут перейти с существующей конструкции линз из поликарбоната на стекло из-за опасений по поводу долговечности в суровых условиях. Они спрашивают: «Могу ли я использовать линзы моей существующей конструкции с новым материалом стекла? Будет ли результирующий световой поток такой же цветности, распределения и интенсивности? » Ответы на эти вопросы основаны на понимании оптических свойств материалов.
Оптические свойства материала определяют, как он будет взаимодействовать со светом. Сегодня большинство инженеров используют передовые программные инструменты для моделирования свойств материала и их влияния на оптические характеристики. Тем не менее, знакомство с некоторыми фундаментальными оптическими свойствами поможет инженерам выбрать подходящий материал для своего применения. В этой статье мы рассмотрим зависимость показателя преломления, пропускания, поглощения и длины волны и обсудим, как эти свойства влияют на дизайн продукта.
Показатель преломления
Вы, наверное, знакомы с концепцией «путешествия со скоростью света», но знали ли вы, что скорость света может изменяться? Скорость света уменьшается, когда он проходит через среду из-за взаимодействия фотонов с электронами. Обычно более высокая концентрация электронов в материале приводит к более низким скоростям. Вот почему свет распространяется быстро в стекле, быстрее в воде и быстрее всего в вакууме. Показатель преломления ( n ) материала определяется как отношение скорости света в вакууме к скорости света в материале.
Свет, падающий на стеклянную поверхность, будет отражаться под углом, равным углу падения, и передаваться в соответствии с законом Снеллиуса. При нормальном падении отражается примерно 4% света; эта величина определяется показателем преломления стекла.
Когда луч света попадает на стеклянную поверхность, часть луча отражается, а часть проходит. Показатель преломления стекла определяет не только то, насколько отражается и проходит свет , но также его угол преломления в стекле.Угол передачи можно рассчитать по закону Снеллиуса:
Более высокие показатели преломления в стекле приводят к большей разнице между углом падения и пропускания света. Отражение света от поверхности происходит из-за мгновенного изменения показателя преломления между стеклом и окружающей средой. Для нормального падения (Θ i = 0 °) количество отраженного света определяется по
Для большинства стекол с показателем преломления 1,5 потери на отражение от поверхности приводят к снижению интенсивности света примерно на 4%.
Приложение:
При разработке линзы, пропускающей свет, необходимо учитывать показатель преломления материала. Даже небольшое изменение показателя преломления может повлиять на распределение кандел проходящего света. Это можно увидеть в примере ниже, где свет проходит через две плоско-выпуклые линзы одинаковой формы с разными показателями преломления.
Распределение силы света, проходящего через линзу, зависит не только от формы линзы, но и от показателя преломления.
Распределение силы света справа от стеклянной линзы с типичным показателем преломления 1,5. Слева отображается линза с показателем преломления 1,6. Она может быть изготовлена из стекла с более высоким показателем преломления или пластмассы, например как поликарбонат. Для приложения, которое требует светового освещения на большей площади поверхности, может быть лучше выбрать стекло с меньшим показателем преломления. Или, например, вы хотите получить большую интенсивность ближе к центру распределения кандел; вы бы выбрали материал с более высоким показателем преломления.Понимание этого оптического свойства предоставит вам еще один инструмент, который поможет вам выбрать правильный материал и достичь желаемых результатов.
Поглощение
Когда свет проходит через стекло, интенсивность света обычно снижается. Это поглощение происходит, когда энергия фотона света совпадает с энергией, необходимой для возбуждения электрона в стекле до его более высокого энергетического состояния, и фотон поглощается стеклом.
Спектр поглощения стекла зависит от состава.Очки со стандартными пиками поглощения в их спектрах, такие как фильтр Kopp Glass 3131, построенный здесь, можно использовать для калибровки спектрофотометров. Большие пики поглощения соответствуют уменьшению спектров пропускания.
Поглощение стекла, показанное на рисунке выше как функция длины волны, часто используется для описания уменьшения интенсивности света при его прохождении через стекло. Он определяется как
Это значение зависит от состава и толщины стекла, а также от длины волны падающего света.
Приложение:
Фильтры из редкоземельного стекла часто используются для калибровки поглощения и пропускания спектрофотометров. Эти очки поглощают свет на очень определенных длинах волн, что позволяет калибровать хорошо охарактеризованные пики поглощения в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном спектрах.
В некоторых приложениях полезно уменьшать светоотдачу равными частями по всем длинам волн. Например, фильтры нейтральной плотности поглощают все длины волн почти одинаково и часто используются в фотографии для уменьшения интенсивности света, не влияя на цвет.Они также используются для ослабления лазеров и других источников света, мощность которых нельзя регулировать или уменьшать.
Передача / пропускание
Любой свет, который не поглощается стеклом или не отражается от его поверхности, будет проходить через стекло. Часто очень важно точно знать, сколько света пройдет через стекло на определенных длинах волн. Часто очки обсуждают с точки зрения их пропускания или пропускания. Та же информация предоставляется обоими этими терминами, но передача сообщается с диапазонами от 0% до 100% и коэффициентом пропускания от 0 до 1.
Внешнее пропускание рассчитывается на основе интенсивности падающего света I 0 и интенсивности света, покидающего стекло I. Он учитывает отражение от поверхности. С другой стороны, внутреннее пропускание не включает потерь на отражение. Он определяется по интенсивности света сразу после входа в стекло, I 1 , и непосредственно перед выходом из стекла, I 2 .
Коэффициент пропускания также часто указывается как внутренняя передача и определяется как:
Внешний коэффициент пропускания включает как потери материала на поглощение, так и потери света из-за отражения от двух стеклянных поверхностей, в то время как внутреннее пропускание включает только потери материала на поглощение.
Приложение:
Представление значений коэффициента пропускания материала может варьироваться в зависимости от области применения или общей отраслевой номенклатуры. В то время как большинство промышленных очков сообщают об оптических свойствах как внешнее пропускание, значения для фильтровальных стекол обычно указываются как внутреннее пропускание. Это связано с тем, что фильтровальные стекла могут быть обработаны антибликовым покрытием для предотвращения потерь интенсивности на поверхности стекла. Например, стеклянный фильтр с внешним пропусканием 92% при 589.2 нм может иметь гораздо более высокий внутренний коэффициент пропускания 0,98, как в случае с нашим фильтром 3131.
При просмотре описания свойств стекла и разработке детали важно знать, соответствуют ли отраслевые спецификации, которым вы пытаетесь соответствовать, для внешнего или внутреннего пропускания. Например, многие спецификации Федерального авиационного управления (FAA) для аэропортовых и аэрокосмических приложений содержат требования, которые предусмотрены для внешней передачи. Стандарт SAE Aerospace AS 25050 требует определенных внешних передаточных чисел для изделий разного цвета.В зависимости от степени трансмиссии изделиям присваиваются различные степени (A-D).
Зависимость значений от длины волны
Важно отметить, что все описанные выше оптические свойства зависят от длины волны. Например, показатель преломления стекла увеличивается с уменьшением длины волны падающего света. Дисперсию показателя преломления часто показывают на примере расщепления белого света при прохождении через призму. Согласно закону Снеллиуса, поскольку n синий > n красный , свет с синими длинами волн преломляется или меняет направление больше, в то время как красные волны преломляются меньше, когда они входят, перемещаются и покидают поверхности другой материи.
Показатель преломления стеклянного материала изменяется в видимом спектре длин волн. Использование оптической призмы показывает влияние этого показателя изменения в видимом спектре, поскольку белый свет разделяется на отдельные длины волн и цвета.
Зависимость показателя преломления от длины волны часто описывается с помощью эмпирического уравнения Коши,
здесь A, B и C — константы, специфичные для состава стекла. Это соотношение хорошо работает для видимых длин волн, но часто неточно описывает поведение в ультрафиолете или инфракрасном диапазоне.
Отражение, поглощение и пропускание стекла также зависят от длины волны. Цвет стекла определяется длиной волны, которую стекло поглощает и пропускает. Например, стекло, которое поглощает волны зеленого, желтого и красного цветов и пропускает волны синего цвета, будет казаться глазу синим. Цветность — это то, о чем мы много знаем и обсудим более подробно в следующей статье блога.
Приложение:
По мере того, как использование светодиодов растет и заменяет обычные источники света, важно учитывать, как их светоотдача различается.На изображении ниже показано, как изменяется спектральная мощность синего, зеленого и красного светодиода по сравнению с источником накаливания (CIE Illuminant A). Цветные светодиоды имеют узкие диапазоны длин волн излучаемого света, что необходимо учитывать при проектировании для конкретных применений.
Например, если вы разрабатываете оптические призмы или другие элементы линзы, очень важно выбрать правильный показатель преломления. Как упоминалось ранее, показатель преломления изменяется с длиной волны, поэтому может потребоваться учитывать любые изменения показателя и проектировать оптические особенности, которые работают во всем спектре, с помощью светодиодов, которые варьируются от синего до зеленого и красного.
Спектральный выход света сильно различается в зависимости от источника. Линзы, предназначенные для ламп накаливания, не будут иметь такой же выходной мощности, если в качестве источника используется белый или цветной светодиод.
До сих пор в этой серии мы обсуждали тепловые и оптические свойства стекла и их влияние на дизайн продукта. Это всего лишь два элемента успешного дизайна. Наша последняя статья из этой серии посвящена изучению механических свойств стекла, которые особенно важны, когда продукты используются в суровых условиях или подвержены воздействию агрессивных химикатов.
Подробнее о стекле
Чтобы помочь вам разработать более эффективные линзы для очков, мы создали обширную электронную книгу, которая включает более 40 страниц информации о тепловых, оптических и механических свойствах стекла.
Если вы хотите узнать, как разрабатывать стеклянные линзы и компоненты, оптимизированные как для ваших требований к производительности, так и для операционной среды, загрузите нашу бесплатную электронную книгу.
Промышленное стекло | Британника
Промышленное стекло , также называемое архитектурным стеклом , твердый материал, который обычно блестящий и прозрачный на вид и который демонстрирует большую долговечность при воздействии природных элементов.Эти три свойства — блеск, прозрачность и долговечность — делают стекло предпочтительным материалом для таких предметов домашнего обихода, как оконные стекла, бутылки и лампочки. Однако ни одно из этих свойств по отдельности, ни все они вместе не являются достаточными или даже необходимыми для полного описания стекла. Согласно современным научным представлениям, стекло — это твердый материал, имеющий атомную структуру жидкости. Сформулировано более подробно, следуя определению, данному в 1932 году физиком W.H.Захариасен, стекло представляет собой протяженную трехмерную сеть атомов, которые образуют твердое тело, в котором отсутствует периодичность (или повторяющееся, упорядоченное расположение), характерная для кристаллических материалов.
Обычно стекло образуется при охлаждении жидкого расплава таким образом, чтобы предотвратить упорядочение атомов в кристаллическое образование. Вместо резкого изменения структуры, которое имеет место в кристаллическом материале, таком как металл, когда он охлаждается ниже температуры плавления, при охлаждении стеклообразующей жидкости происходит постоянное повышение жесткости жидкости до тех пор, пока атомы практически не замораживаются в более или менее случайное расположение, подобное расположению, которое они имели в жидком состоянии.И наоборот, при нагревании твердого стекла происходит постепенное размягчение структуры, пока она не достигнет жидкого состояния. Это монотонно меняющееся свойство, известное как вязкость, позволяет изготавливать изделия из стекла непрерывно, при этом сырье плавится до однородной жидкости, подается в виде вязкой массы на формовочную машину для изготовления определенного продукта, а затем охлаждается до твердого состояния. и жесткое состояние.
В этой статье описываются состав и свойства стекла и его формирование из жидких расплавов.В нем также описываются промышленные процессы производства стекла и стеклоформования, а также рассматривается история производства стекла с древних времен. При этом в статье основное внимание уделяется составу и свойствам оксидных стекол, составляющих основную часть товарного тоннажа стекла, а также традиционным методам производства стекла методом термоплавления или плавления стекла. Однако внимание также уделяется другим неорганическим стеклам и менее традиционным производственным процессам.
Подробное описание физики стеклообразного состояния см. В статье «Аморфное твердое тело».Для полной обработки различных художественных применений стекла см. Витражи и изделия из него.
Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.
Подпишитесь сегодня
Стеклянные композиции и аппликации
Из различных семейств стекла, представляющих коммерческий интерес, большинство основано на кремнеземе или диоксиде кремния (SiO 2 ), минерале, который в большом количестве встречается в природе, особенно в кварце и пляжных песках. Стекло, изготовленное исключительно из диоксида кремния, известно как кварцевое стекло или стекловидный диоксид кремния.(Его также называют плавленым кварцем, если он получен в результате плавления кристаллов кварца.) Кремнеземное стекло используется там, где требуются высокая рабочая температура, очень высокая термостойкость, высокая химическая стойкость, очень низкая электропроводность и хорошая прозрачность в ультрафиолете. Однако для большинства изделий из стекла, таких как контейнеры, окна и лампочки, основными критериями являются низкая стоимость и хорошая долговечность, а стекла, которые лучше всего соответствуют этим критериям, основаны на системе натриево-кальциево-кремнеземная. Примеры этих стекол приведены в таблице «Состав типичных оксидных стекол».
| Состав типичных оксидных стекол | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| оксидный ингредиент (массовые проценты) | ||||||
| стеклянная семья | стеклянная аппликация | кремнезем (SiO 2 ) |
сода (Na 2 O) |
известь (CaO) |
глинозем (Al 2 O 3 ) |
магнезия (MgO) |
| стекловидный кремнезем | Трубки печные, тигли плавильные кремниевые | 100.0 | – | – | – | – |
| силикат натриево-кальциевый | окно | 72,0 | 14,2 | 10,0 | 0,6 | 2,5 |
| контейнер | 74,0 | 15,3 | 5,4 | 1,0 | 3,7 | |
| колба и трубка | 73,3 | 16,0 | 5,2 | 1,3 | 3.5 | |
| посуда | 74,0 | 18,0 | 7,5 | 0,5 | – | |
| боросиликат натрия | химическая посуда | 81,0 | 4,5 | – | 2,0 | – |
| свинцово-щелочной силикат | свинец «кристалл» | 59,0 | 2,0 | – | 0,4 | – |
| телевизионная воронка | 54.0 | 6,0 | 3,0 | 2,0 | 2,0 | |
| алюмосиликат | стеклянная галогенная лампа | 57,0 | 0,01 | 10,0 | 16,0 | 7,0 |
| стеклопластик «Е» | 52,9 | – | 17,4 | 14,5 | 4,4 | |
| оптический | «корона» | 68,9 | 8,8 | – | – | – |
| оксидный ингредиент (массовые проценты) | ||||||
| стеклянная семья | стеклянная аппликация | оксид бора (B 2 O 3 ) |
оксид бария (BaO) |
оксид свинца (PbO) |
оксид калия (K 2 O) |
оксид цинка (ZnO) |
| стекловидный кремнезем | Трубки печные, тигли плавильные кремниевые | – | – | – | – | – |
| силикат натриево-кальциевый | окно | – | – | – | – | – |
| контейнер | – | след | – | 0.6 | – | |
| колба и трубка | – | – | – | 0,6 | – | |
| посуда | – | – | – | – | – | |
| боросиликат натрия | химическая посуда | 12,0 | – | – | – | – |
| свинцово-щелочной силикат | свинец «кристалл» | – | – | 25.0 | 12,0 | 1,5 |
| телевизионная воронка | – | – | 23,0 | 8,0 | – | |
| алюмосиликат | стеклянная галогенная лампа | 4,0 | 6,0 | – | след | – |
| стеклопластик «Е» | 9,2 | – | – | 1,0 | – | |
| оптический | «корона» | 10.1 | 2,8 | – | 8,4 | 1,0 |
После кремнезема многие «натриево-известковые» стекла содержат в качестве основных компонентов соду или оксид натрия (Na 2 O; обычно получают из карбоната натрия или кальцинированной соды), а также известь или оксид кальция (CaO; обычно полученный из обжаренного известняка). К этой основной формуле могут быть добавлены другие ингредиенты для получения различных свойств. Например, добавляя фторид натрия или фторид кальция, можно получить полупрозрачный, но непрозрачный продукт, известный как опаловое стекло.Другой вариант на основе диоксида кремния — боросиликатное стекло, которое используется там, где требуется высокая термостойкость и высокая химическая стойкость, например, в химической стеклянной посуде и автомобильных фарах. В прошлом «хрустальная» посуда из свинца изготавливалась из стекла, содержащего большое количество оксида свинца (PbO), что придавало продукту высокий показатель преломления (отсюда и блеск), высокий модуль упругости (отсюда звучность или «кольцо»). ”), А также большой рабочий диапазон температур. Оксид свинца также является основным компонентом припоев для стекла или герметизирующих стекол с низкими температурами обжига.
К другим стеклам на основе диоксида кремния относятся алюмосиликатные стекла, которые занимают промежуточное положение между стекловидным диоксидом кремния и более распространенными силикатно-натриевыми стеклами по тепловым свойствам, а также по стоимости; стекловолокно, такое как стекло E и стекло S, используемое в пластмассах, армированных волокном, и в теплоизоляционной вате; и оптические стекла, содержащие множество дополнительных основных компонентов.
Нонсилика
Оксидные стекла не на основе диоксида кремния не имеют большого коммерческого значения. Как правило, это фосфаты и бораты, которые находят некоторое применение в биорезорбируемых продуктах, таких как хирургическая сетка и капсулы с замедленным высвобождением.
Стекла неоксидные
Стекла из фторида тяжелых металлов
Из неоксидных стекол фторидные стекла из тяжелых металлов (HMFG) потенциально могут использоваться в телекоммуникационных волокнах из-за их относительно низких оптических потерь. Однако их также чрезвычайно трудно формировать и они обладают плохой химической стойкостью. Наиболее изученной группой HMFG является так называемая группа ZBLAN, содержащая фториды циркония, бария, лантана, алюминия и натрия.
Стекловидные металлы
Другая неоксидная группа — стеклообразные металлы, образующиеся при высокоскоростной закалке жидких металлов.Возможно, наиболее изученным стеклообразным металлом является соединение железа, никеля, фосфора и бора, которое коммерчески доступно под торговой маркой Metglas. Применяется в гибких магнитных экранах и силовых трансформаторах.
Последним классом неоксидных, некристаллических веществ являются халькогениды, которые образуются путем плавления вместе халькогенных элементов серы, селена или теллура с элементами из группы V (, например, мышьяк, сурьма) и группы IV (, например, германий) периодической таблицы.Благодаря своим полупроводниковым свойствам халькогениды нашли применение в устройствах переключения порогов и памяти, а также в ксерографии. Связанный конечный член этой группы — элементарные аморфные твердые полупроводники, такие как аморфный кремний (a-Si) и аморфный германий (a-Ge). Эти материалы являются основой большинства фотоэлектрических приложений, таких как солнечные элементы в карманных калькуляторах. Аморфные твердые тела имеют жидкоподобный атомный порядок, но не считаются настоящими стеклами, поскольку они не демонстрируют непрерывного перехода в жидкое состояние при нагревании.
В некоторых стеклах можно вызвать определенную степень кристаллизации в обычно случайной атомной структуре. Стекловидные материалы, обладающие такой структурой, называются стеклокерамикой. Коммерчески полезная стеклокерамика — это стеклокерамика, в которой высокая плотность неориентированных кристаллов одинакового размера достигается в объеме материала, а не на поверхности или в отдельных областях. Такие продукты неизменно обладают прочностью, намного превышающей прочность исходного стекла или соответствующей керамики.Яркими примерами являются сосуды для приготовления пищи Corning Ware (торговая марка) и зубные имплантаты Dicor (торговая марка).
Помимо стеклокерамики, полезные изделия из стекла могут быть получены путем смешивания керамических, металлических и полимерных порошков. Большинство продуктов, изготовленных из таких смесей или композитов, проявляют свойства, которые являются комбинацией свойств различных ингредиентов. Хорошими примерами композитных изделий являются пластмассы, армированные стекловолокном, для использования в качестве жестких эластичных твердых тел, а также толстопленочные проводники, резисторы и диэлектрические пасты с заданными электрическими свойствами для упаковки микросхем.
В природе встречается несколько видов неорганических стекол. К ним относятся обсидианы (вулканическое стекло), фульгариты (образованные ударами молнии), тектиты, обнаруженные на суше в Австралазии, и связанные с ними микротектиты со дна Индийского океана, молдавиты из Центральной Европы и стекло Ливийской пустыни из западного Египта. Благодаря своей чрезвычайно высокой химической стойкости под водой, микротектитовые композиции представляют значительный коммерческий интерес для иммобилизации или переработки опасных отходов.
Промышленное стекло | Британника
Промышленное стекло , также называемое архитектурным стеклом , твердый материал, который обычно блестящий и прозрачный на вид и который демонстрирует большую долговечность при воздействии природных элементов. Эти три свойства — блеск, прозрачность и долговечность — делают стекло предпочтительным материалом для таких предметов домашнего обихода, как оконные стекла, бутылки и лампочки. Однако ни одно из этих свойств по отдельности, ни все они вместе не являются достаточными или даже необходимыми для полного описания стекла.Согласно современным научным представлениям, стекло — это твердый материал, имеющий атомную структуру жидкости. Сформулировано более подробно, следуя определению, данному в 1932 году физиком W.H. Захариасен, стекло представляет собой протяженную трехмерную сеть атомов, которые образуют твердое тело, в котором отсутствует периодичность (или повторяющееся, упорядоченное расположение), характерная для кристаллических материалов.
Обычно стекло образуется при охлаждении жидкого расплава таким образом, чтобы предотвратить упорядочение атомов в кристаллическое образование.Вместо резкого изменения структуры, которое имеет место в кристаллическом материале, таком как металл, когда он охлаждается ниже температуры плавления, при охлаждении стеклообразующей жидкости происходит постоянное повышение жесткости жидкости до тех пор, пока атомы практически не замораживаются в более или менее случайное расположение, подобное расположению, которое они имели в жидком состоянии. И наоборот, при нагревании твердого стекла происходит постепенное размягчение структуры, пока она не достигнет жидкого состояния. Это монотонно меняющееся свойство, известное как вязкость, позволяет изготавливать изделия из стекла непрерывно, при этом сырье плавится до однородной жидкости, подается в виде вязкой массы на формовочную машину для изготовления определенного продукта, а затем охлаждается до твердого состояния. и жесткое состояние.
В этой статье описываются состав и свойства стекла и его формирование из жидких расплавов. В нем также описываются промышленные процессы производства стекла и стеклоформования, а также рассматривается история производства стекла с древних времен. При этом в статье основное внимание уделяется составу и свойствам оксидных стекол, составляющих основную часть товарного тоннажа стекла, а также традиционным методам производства стекла методом термоплавления или плавления стекла. Однако внимание также уделяется другим неорганическим стеклам и менее традиционным производственным процессам.
Подробное описание физики стеклообразного состояния см. В статье «Аморфное твердое тело». Для полной обработки различных художественных применений стекла см. Витражи и изделия из него.
Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.
Подпишитесь сегодня
Стеклянные композиции и аппликации
Из различных семейств стекла, представляющих коммерческий интерес, большинство основано на кремнеземе или диоксиде кремния (SiO 2 ), минерале, который в большом количестве встречается в природе, особенно в кварце и пляжных песках.Стекло, изготовленное исключительно из диоксида кремния, известно как кварцевое стекло или стекловидный диоксид кремния. (Его также называют плавленым кварцем, если он получен в результате плавления кристаллов кварца.) Кремнеземное стекло используется там, где требуются высокая рабочая температура, очень высокая термостойкость, высокая химическая стойкость, очень низкая электропроводность и хорошая прозрачность в ультрафиолете. Однако для большинства изделий из стекла, таких как контейнеры, окна и лампочки, основными критериями являются низкая стоимость и хорошая долговечность, а стекла, которые лучше всего соответствуют этим критериям, основаны на системе натриево-кальциево-кремнеземная.Примеры этих стекол приведены в таблице «Состав типичных оксидных стекол».
| Состав типичных оксидных стекол | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| оксидный ингредиент (массовые проценты) | ||||||
| стеклянная семья | стеклянная аппликация | кремнезем (SiO 2 ) |
сода (Na 2 O) |
известь (CaO) |
глинозем (Al 2 O 3 ) |
магнезия (MgO) |
| стекловидный кремнезем | Трубки печные, тигли плавильные кремниевые | 100.0 | – | – | – | – |
| силикат натриево-кальциевый | окно | 72,0 | 14,2 | 10,0 | 0,6 | 2,5 |
| контейнер | 74,0 | 15,3 | 5,4 | 1,0 | 3,7 | |
| колба и трубка | 73,3 | 16,0 | 5,2 | 1,3 | 3.5 | |
| посуда | 74,0 | 18,0 | 7,5 | 0,5 | – | |
| боросиликат натрия | химическая посуда | 81,0 | 4,5 | – | 2,0 | – |
| свинцово-щелочной силикат | свинец «кристалл» | 59,0 | 2,0 | – | 0,4 | – |
| телевизионная воронка | 54.0 | 6,0 | 3,0 | 2,0 | 2,0 | |
| алюмосиликат | стеклянная галогенная лампа | 57,0 | 0,01 | 10,0 | 16,0 | 7,0 |
| стеклопластик «Е» | 52,9 | – | 17,4 | 14,5 | 4,4 | |
| оптический | «корона» | 68,9 | 8,8 | – | – | – |
| оксидный ингредиент (массовые проценты) | ||||||
| стеклянная семья | стеклянная аппликация | оксид бора (B 2 O 3 ) |
оксид бария (BaO) |
оксид свинца (PbO) |
оксид калия (K 2 O) |
оксид цинка (ZnO) |
| стекловидный кремнезем | Трубки печные, тигли плавильные кремниевые | – | – | – | – | – |
| силикат натриево-кальциевый | окно | – | – | – | – | – |
| контейнер | – | след | – | 0.6 | – | |
| колба и трубка | – | – | – | 0,6 | – | |
| посуда | – | – | – | – | – | |
| боросиликат натрия | химическая посуда | 12,0 | – | – | – | – |
| свинцово-щелочной силикат | свинец «кристалл» | – | – | 25.0 | 12,0 | 1,5 |
| телевизионная воронка | – | – | 23,0 | 8,0 | – | |
| алюмосиликат | стеклянная галогенная лампа | 4,0 | 6,0 | – | след | – |
| стеклопластик «Е» | 9,2 | – | – | 1,0 | – | |
| оптический | «корона» | 10.1 | 2,8 | – | 8,4 | 1,0 |
После кремнезема многие «натриево-известковые» стекла содержат в качестве основных компонентов соду или оксид натрия (Na 2 O; обычно получают из карбоната натрия или кальцинированной соды), а также известь или оксид кальция (CaO; обычно полученный из обжаренного известняка). К этой основной формуле могут быть добавлены другие ингредиенты для получения различных свойств. Например, добавляя фторид натрия или фторид кальция, можно получить полупрозрачный, но непрозрачный продукт, известный как опаловое стекло.Другой вариант на основе диоксида кремния — боросиликатное стекло, которое используется там, где требуется высокая термостойкость и высокая химическая стойкость, например, в химической стеклянной посуде и автомобильных фарах. В прошлом «хрустальная» посуда из свинца изготавливалась из стекла, содержащего большое количество оксида свинца (PbO), что придавало продукту высокий показатель преломления (отсюда и блеск), высокий модуль упругости (отсюда звучность или «кольцо»). ”), А также большой рабочий диапазон температур. Оксид свинца также является основным компонентом припоев для стекла или герметизирующих стекол с низкими температурами обжига.
К другим стеклам на основе диоксида кремния относятся алюмосиликатные стекла, которые занимают промежуточное положение между стекловидным диоксидом кремния и более распространенными силикатно-натриевыми стеклами по тепловым свойствам, а также по стоимости; стекловолокно, такое как стекло E и стекло S, используемое в пластмассах, армированных волокном, и в теплоизоляционной вате; и оптические стекла, содержащие множество дополнительных основных компонентов.
Нонсилика
Оксидные стекла не на основе диоксида кремния не имеют большого коммерческого значения. Как правило, это фосфаты и бораты, которые находят некоторое применение в биорезорбируемых продуктах, таких как хирургическая сетка и капсулы с замедленным высвобождением.
Стекла неоксидные
Стекла из фторида тяжелых металлов
Из неоксидных стекол фторидные стекла из тяжелых металлов (HMFG) потенциально могут использоваться в телекоммуникационных волокнах из-за их относительно низких оптических потерь. Однако их также чрезвычайно трудно формировать и они обладают плохой химической стойкостью. Наиболее изученной группой HMFG является так называемая группа ZBLAN, содержащая фториды циркония, бария, лантана, алюминия и натрия.
Стекловидные металлы
Другая неоксидная группа — стеклообразные металлы, образующиеся при высокоскоростной закалке жидких металлов.Возможно, наиболее изученным стеклообразным металлом является соединение железа, никеля, фосфора и бора, которое коммерчески доступно под торговой маркой Metglas. Применяется в гибких магнитных экранах и силовых трансформаторах.
Последним классом неоксидных, некристаллических веществ являются халькогениды, которые образуются путем плавления вместе халькогенных элементов серы, селена или теллура с элементами из группы V (, например, мышьяк, сурьма) и группы IV (, например, германий) периодической таблицы.Благодаря своим полупроводниковым свойствам халькогениды нашли применение в устройствах переключения порогов и памяти, а также в ксерографии. Связанный конечный член этой группы — элементарные аморфные твердые полупроводники, такие как аморфный кремний (a-Si) и аморфный германий (a-Ge). Эти материалы являются основой большинства фотоэлектрических приложений, таких как солнечные элементы в карманных калькуляторах. Аморфные твердые тела имеют жидкоподобный атомный порядок, но не считаются настоящими стеклами, поскольку они не демонстрируют непрерывного перехода в жидкое состояние при нагревании.
В некоторых стеклах можно вызвать определенную степень кристаллизации в обычно случайной атомной структуре. Стекловидные материалы, обладающие такой структурой, называются стеклокерамикой. Коммерчески полезная стеклокерамика — это стеклокерамика, в которой высокая плотность неориентированных кристаллов одинакового размера достигается в объеме материала, а не на поверхности или в отдельных областях. Такие продукты неизменно обладают прочностью, намного превышающей прочность исходного стекла или соответствующей керамики.Яркими примерами являются сосуды для приготовления пищи Corning Ware (торговая марка) и зубные имплантаты Dicor (торговая марка).
Помимо стеклокерамики, полезные изделия из стекла могут быть получены путем смешивания керамических, металлических и полимерных порошков. Большинство продуктов, изготовленных из таких смесей или композитов, проявляют свойства, которые являются комбинацией свойств различных ингредиентов. Хорошими примерами композитных изделий являются пластмассы, армированные стекловолокном, для использования в качестве жестких эластичных твердых тел, а также толстопленочные проводники, резисторы и диэлектрические пасты с заданными электрическими свойствами для упаковки микросхем.
В природе встречается несколько видов неорганических стекол. К ним относятся обсидианы (вулканическое стекло), фульгариты (образованные ударами молнии), тектиты, обнаруженные на суше в Австралазии, и связанные с ними микротектиты со дна Индийского океана, молдавиты из Центральной Европы и стекло Ливийской пустыни из западного Египта. Благодаря своей чрезвычайно высокой химической стойкости под водой, микротектитовые композиции представляют значительный коммерческий интерес для иммобилизации или переработки опасных отходов.
Плотность выбранных твердых частиц
Плотность твердых веществ:
| Твердое вещество | Плотность (10³ кг / м³) |
|---|---|
| ABS — сополимер акрилонитрила и 1,0-бутадиола | |
| Ацетали | 1,42 |
| Агат | 2,5 — 2,7 |
| Акрил | 1,19 |
| Агат | 2.6 |
| Карбонат алебастра | 2,7 — 2,8 |
| Сульфат алебастра | 2,3 |
| Квасцы, кусковые | 0,881 |
| Квасцы, измельченные | 0,752 |
| Глинозем (оксид алюминия) | 3,95 — 4,1 |
| Алюминий | 2,7 |
| Алюминий бронза | 7,7 |
| Альбит | 2.6 — 2,65 |
| Сплавы | |
| Янтарь | 1,06 — 1,1 |
| Амфиболы | 2,9 — 3,2 |
| Андезит твердый | 2,77 |
| Анортит | 2,74 — 2,76 900 |
| Сурьма литая | 6,7 |
| Мышьяк | 4,7 |
| Искусственная шерсть | 1,5 |
| Асбест | 2.0 — 2,8 |
| Асбест измельченный | 0,35 |
| Асбест твердый | 2,45 |
| Зола | 0,65 |
| Асфальт уплотненный | 2,36 |
| Асфальт измельченный | |
| Бакелит | 1,36 |
| Разрыхлитель | 0,72 |
| Бальзовое дерево | 0,13 |
| Барит, дробленый | 2.89 |
| Барий | 3,78 |
| Кора, древесные отходы | 0,24 |
| Бариты | 4,5 |
| Базальт | 2,4 — 3,1 |
| Бокситы, дробленые | 1,28 |
| Пчелиный воск | 0,96 |
| Берил | 2,7 |
| Бериллий | 3,0 |
| Бериллий | 1.85 |
| Биотит | 2,7 — 3,1 |
| Висмут | 9,8 |
| Котловая окалина | 2,5 |
| Кость | 1,7 — 2,0 |
| Кость, измельченная в порошок | 0,88 |
| Бура мелкая | 0,85 |
| Латунь | 8,47 — 8,75 |
| Бронза | 8,74 — 8,89 |
| Коричневая железная руда | 5.1 |
| Кирпич | 1,4 — 2,4 |
| Кирпич огнеупорный | 2,3 |
| Кирпич твердый | 2 |
| Кирпич прессованный | 2,2 |
| Кладка из цемента | 1,8 |
| Кладка в растворе | 1,6 |
| Масло | 0,86 — 0,87 |
| Кадмий | 8,64 |
| Каламин | 4.1 — 4,5 |
| Кальций | 1,55 |
| Calcspar | 2,6 — 2,8 |
| Камфора | 1 |
| Углерод | 3,51 |
| Каучук | 0,9 — 1 |
| Картон | 0,7 |
| Чугун | 7,2 |
| Целлулоид | 1,4 |
| Целлюлоза, хлопок, древесная масса, регенерированная | 1.48 — 1,53 |
| Ацетат целлюлозы, формованный | 1,22 — 1,34 |
| Ацетат целлюлозы, лист | 1,28 — 1,32 |
| Нитрат целлюлозы, целлулоид | 1,35 — 1,4 |
| Хлорированный полиэфир | |
| Цемент, набор | 2,7 — 3 |
| Цемент, Портленд | 1,5 |
| Церий | 6,77 |
| Мел | 1.9 — 2,8 |
| Древесный уголь, дуб | 0,6 |
| Древесный уголь, сосна | 0,3 — 0,4 |
| Хром | 7,1 |
| Оксид хрома | 5,21 |
| Киноварь | 8,1 |
| Глина | 1,8 — 2,6 |
| Уголь антрацитовый | 1,4 — 1,8 |
| Уголь битуминозный | 1,2 — 1,5 |
| Кобальт | 8.8 |
| Какао, масло | 0,9 |
| Кокс | 1 — 1,7 |
| Бетон, легкий | 0,45 — 1,0 |
| Бетон, средний | 1,3 — 1,7 |
| Бетон , плотный | 2,0 — 2,4 |
| Константан | 8,89 |
| Копал | 1 — 1,15 |
| Медь | 8,79 |
| Пробка | 0.2 — 0,25 |
| Пробка, линолеум | 0,55 |
| Корунд | 4,0 |
| Хлопок | 0,08 |
| ХПВХ — хлорированный поливинилхлорид | 1,6 |
| Свинец Кристалл | 3,1 |
| Алмаз | 3 — 3,5 |
| Доломит | 2,8 |
| Дуралий | 2,8 |
| Земля, рыхлая | 1.2 |
| Земля, утрамбованная | 1,6 |
| Эбонит | 1,15 |
| Наждак | 4 |
| Электрон | 1,8 |
| Эпидот | 3,2 — 3,5 |
| Эпоксидный литьевая смола | 1,11 — 1,4 |
| Стекловолокно эпоксидное | 1,5 |
| Пенополистирол | 0,015 — 0,03 |
| Полевой шпат | 2.6 — 2,8 |
| Огненный кирпич | 1,8 — 2,2 |
| Флинт | 2,6 |
| Флюорит | 3,2 |
| Галенит | 7,3 — 7,6 |
| Галлий | 5,9 |
| Gamboge | 1,2 |
| Гранат | 3,2 — 4,3 |
| Углерод газовый | 1,9 |
| Желатин | 1.3 |
| Германий | 5,32 |
| Стекло обычное | 2,4 — 2,8 |
| Стекло, кремень | 2,9 — 5,9 |
| Стекло, Pyrex | 2,21 |
| Стекловата | 0,025 |
| Клей | 1,3 |
| Гнейс | 2,69 |
| Золото | 19,29 |
| Гранит | 2.6 — 2,8 |
| Графит | 2,3 — 2,7 |
| Гуммиарабик | 1,3 — 1,4 |
| Гипс | 2,3 |
| ДВП | 1,0 |
| Гематит | 4,9 — 5,3 |
| Роговая обманка | 3 |
| Лед | 0,917 |
| Чугун, литой | 7,0 — 7,4 |
| Йод | 4.95 |
| Иридий | 22,5 |
| Слоновая кость | 1,8 — 1,9 |
| Каолин | 2,6 |
| Свинец | 11,35 |
| Кожа сухая | 0,86 |
| Лайм , гашеная | 1,35 |
| Известняк | 2,7 -2,8 |
| Линолеум | 1,2 |
| Литий | 0.53 |
| Магнезия | 3,2 — 3,6 |
| Магний | 1,74 |
| Магнетит | 4,9 — 5,2 |
| Малахит | 3,7 — 4,1 |
| Марганец | 7,43 |
| Мрамор | 2,6 — 2,8 |
| Meerschaum | 1 — 1,3 |
| Металлы | |
| Слюда | 2.6 — 3,2 |
| Одеяло из минеральной ваты | 0,05 |
| Молибден | 10,2 |
| Мусковит | 2,8 — 3 |
| Никель | 8,9 |
| Нейлон 6 | 1,12 — 1,17 |
| Нейлон 6,6 | 1,13 — 1,15 |
| Дуб | 0,72 |
| Охра | 3,5 |
| Опал | 2.2 |
| Осмий | 22,48 |
| Палладий | 12,0 |
| Бумага | 0,7 — 1,15 |
| Парафин | 0,9 |
| Торфяные блоки | 0,85 |
| Фенольные литые смола | 1,24 — 1,32 |
| Phosphorbronce | 8,8 |
| Фосфор | 1,82 |
| Pinchbeck | 8.65 |
| Шаг | 1,1 |
| Каменный уголь | 1,35 |
| Гипсовая плита | 0,80 |
| Платина | 21,5 |
| Фанера | 0,54 |
| Полиакрилонитрил | |
| Полиамиды | 1,15 — 1,25 |
| PC — поликарбонат | 1,2 |
| PBT — полибутилентерефталат | 1.35 |
| LDPE — полиэтилен низкой плотности | 0,91 |
| HDPE — (PEH) — полиэтилен высокой плотности | 0,96 |
| PET — полиэтилентерефталат | 1,35 |
| PMMA — поли метилметакрилат | 1,2 |
| POM — полиоксиметилен | 1,4 |
| PP — полипропилен | 0,91 — 0,94 |
| PPO — простой полиэтиленовый эфир | 1.1 |
| PS — полистирол | 1,03 |
| PTFE — политетрафторэтилен, тефлон | 2,28 — 2,30 |
| PU — пенополиуретан | 0,03 |
| PVDF — поливинилиденфторид | 1,76 |
| Фарфор | 2,3 — 2,5 |
| Порфир | 2,6 — 2,9 |
| Калий | 0,86 |
| Прессованная древесина, целлюлозный картон | 0.19 |
| ПВХ — поливинилхлорид | 1,39 — 1,42 |
| Pyrex | 2,25 |
| Пирит | 4,9 — 5,1 |
| Кварц | 2,65 |
| Радий | 5 |
| Красный свинец | 8,6 — 9,1 |
| Красный металл | 8,8 |
| Смола | 1,07 |
| Рений | 21.4 |
| Родий | 12,3 |
| Каменная соль | 2,2 |
| Минеральная вата | 0,22 — 0,39 |
| Канифоль | 1,07 |
| Резина твердая | 1,2 |
| Каучук, мягкий товарный | 1,1 |
| Каучук, чистая камедь | 0,91 — 0,93 |
| Резина, пена | 0,070 |
| Рубидий | 1.52 |
| Песок, сухой | 1,4 — 1,6 |
| Песчаник | 2,1 — 2,4 |
| Сапфир | 3,98 |
| Селен | 4,4 |
| Серпентин | 2,5 — 2,65 |
| Диоксид кремния, плавленый прозрачный | 2,2 |
| Диоксид кремния, полупрозрачный | 2,1 |
| Карбид кремния | 3.16 |
| Кремний | 2,33 |
| Серебро | 10,5 |
| Шлак | 2 — 3,9 |
| Сланец | 2,6 — 3,3 |
| Снег | 0,1 |
| Мыльный камень | 2,6 — 2,8 |
| Натрий | 0,98 |
| Грунт | 2,05 |
| Припой | 8,7 — 9.4 |
| Сажа | 1,6 — 1,7 |
| Спермацет | 0,95 |
| Крахмал | 1,5 |
| Стеатит | 2,6 — 2,7 |
| Сталь | 7,82 |
| Камень | 2,3 — 2,8 |
| Сера, крист. | 2,0 |
| Сахар | 1,6 |
| Тальк | 2.7 — 2,8 |
| Сало, говядина | 0,95 |
| Сало, баранина | 0,95 |
| Тантал | 16,6 |
| Смола | 1,05 |
| Тефлон | 2,20 | Теллур | 6,25 |
| Тория | 4,16 |
| Торий | 11,7 |
| Древесина | |
| Олово | 7.28 |
| Титан | 4,5 |
| Топаз | 3,5 — 3,6 |
| Турмалин | 3 — 3,2 |
| Вольфрам | 19,2 |
| Карбид вольфрама | 14,0 — 15,0 |
| Уран | 19,1 |
| Пенополиуретан (пена карбамидоформальдегидная) | 0,08 |
| Ванадий | 6,1 |
| Вермикулит | 0.12 |
| Воск уплотнительный | 1,8 |
| Белый металл | 7,5 — 10 |
| Древесина (выдержанная) | |
| Плита из древесного волокна | 0,5 — 0,8 |
| Цинк | 7,12 |
- 1 кг / м 3 = 0,001 г / см 3 = 0,0005780 унций / дюйм 3 = 0,16036 унций / галлон (британская система мер) = 0,1335 унций / галлон (США) = 0,0624 фунт / фут 3 = 0.000036127 фунт / дюйм 3 = 1,6856 фунт / ярд 3 = 0,010022 фунт / галлон (британская система мер) = 0,008345 фунт / галлон (США) = 0,0007525 тонна / ярд 3
* Обратите внимание, что даже если фунты на кубический фут часто используется в качестве меры плотности в США, фунты на самом деле являются мерой силы, а не массы. Слизни — верное средство измерения массы. Вы можете разделить фунты на кубический фут на 32,2 , чтобы получить приблизительное значение в слагах.
Типы оконных стекол для вашего дома
Если вас интересуют новые или заменяемые окна для вашего дома, вы, естественно, захотите провести исследование и убедиться, что вы выбираете правильные окна.Хотя вам не обязательно быть экспертом, вам нужно знать базовую терминологию, касающуюся окон, и знать, сколько различных типов доступно. Вот все, что вам нужно знать о различных типах оконного стекла, чтобы вы могли выбрать то, что лучше всего подходит для вашего дома или проекта.
Флоат-стекло
Флоат-стекло названо в честь процесса формования расплавленного стекла в большие плоские панели. Во время процесса расплавленное стекло плавает на расплавленном олове, что дает максимально гладкую большую и тонкую стеклянную панель.
Это простой лист стекла перед тем, как его разрезают, обрабатывают, модернизируют и вставляют в раму — исходный материал для вашего окна. Это недорогое бесцветное стекло как отправная точка для создания качественных окон, стеклянных дверей и панелей.
Многослойное безопасное стекло
Многослойное стекло — это сверхпрочное стекло с повышенной безопасностью, созданное путем сплавления как минимум двух стекол вокруг внутреннего слоя ПВБ (поливинилбутираля). В этом процессе используется процесс сплавления при высокой температуре и давлении для создания сверхпрочной панели.
Если вам нужно, чтобы стекло оставалось в раме, если оно разбито, по соображениям безопасности, это будет одним из лучших вариантов. В конце концов, это технология ламинированного стекла, которую вы найдете в лобовом стекле вашего автомобиля: она гарантирует, что объект, сталкивающийся со стеклом, не ударит пассажира и не разбрызгивает осколки стекла внутри.
Затененное стекло
Непрозрачное стекло — это любой тип стекла, через которое проникает свет, но не видно сквозь него. Узоры на затемненном стекле могут быть матовыми, травлеными, покрытыми или иначе оформленными, чтобы вы не могли смотреть сквозь них и видеть больше, чем нечеткие тени того, что находится позади.Вот почему это самый популярный вид стекла для окон в ванных комнатах, душевых дверей и входных дверей.
Хотя есть некоторые споры о том, действительно ли оно обеспечивает достаточно уединения для ванных комнат и душевых или нет, затемненное стекло обычно того стоит для всех, кто хочет больше естественного света в помещении.
Отожженное стекло
Отжиг — это медленный, кропотливый и контролируемый процесс охлаждения панели из листового стекла. Целью этого процесса является укрепление стекла за счет уменьшения нагрузки, вызываемой быстрым охлаждением.
Обычно это следующий шаг для флоат-стекла, и теперь можно проводить дальнейшие обновления. Отожженное стекло — не идеальный выбор для окон, поскольку при разбивании от него остаются осколки и большие острые предметы.
Тонированное стекло
Стекло тонированное — любое стекло с добавленной окраской. Это может быть сделано по нескольким причинам, включая эстетический дизайн, конфиденциальность и уменьшение тепла от солнечного света. Тонированные стекла также могут быть защитой от вредных ультрафиолетовых лучей.
Обычно вы видите тонированные стекла на транспортных средствах, мансардных окнах и декоративных панелях, но вы также можете использовать их для внешних окон, чтобы немного повысить уровень конфиденциальности.
Закаленное стекло
Закаленное стекло — это отожженное стекло с четырехкратной прочностью. Закаленное стекло нельзя резать, поэтому процесс закалки происходит только после того, как отожженное стекло разрезано и обработано до нужного размера. Стекло нагревается до температуры выше 1200 градусов, а затем быстро охлаждается. Сделать термо-пропитку
Стекло закаленное
м, стекла запекаются при 550 градусах.
Если стекло неустойчиво, оно лопнет. Этот метод проверяет стекло перед тем, как его использовать в реальных условиях. Вероятно, в вашей машине есть закаленное безопасное стекло, чтобы вы могли разбить его в случае опасности.
Изолированное стекло
Стеклопакеты с изоляцией входят в состав блока, оптимизированного с точки зрения энергоэффективности. Это могут быть два или три стекла с аргоном в промежутках между ними. Стеклянные панели в изолированном блоке обычно представляют собой многослойное или закаленное безопасное стекло.
Стеклопакет оконный блок также имеет осушающий компонент, гарантирующий, что конденсат не образуется между стеклами, где вы не сможете его стереть. Изолированные стеклянные окна — отличный выбор для наружного стекла, которое поможет вам снизить расходы на отопление и охлаждение.
Не все стеклопакеты созданы одинаково, поэтому обязательно сравните свои варианты для получения наилучших показателей энергоэффективности.
Зеркальное стекло
Для создания зеркального стекла панно имеет металлическое покрытие с одной стороны.Это покрытие запечатано дополнительным защитным герметиком, создающим зеркальный эффект. Обычно зеркальное стекло используется в декоративных целях, например, на стенах, мебели и дверях. Зеркальное стекло — это красиво, но обычно его не используют для наружных окон.
Стекло Low-E Glass
Стекло с низким коэффициентом излучения имеет специальное покрытие для отражения теплового излучения. Покрытие low-e не пропускает инфракрасные лучи, в то время как свет все еще фильтруется. Почему это так полезно для дома? Летом тепло отводится от вашего дома, а зимой тепло в помещении отражается обратно в дом и не уходит через окна.
Это означает снижение затрат на отопление и охлаждение. Стекло с низким энергопотреблением может быть дорогостоящим вложением, но в конечном итоге оно того стоит. Некоторые типы низкоэмиссионных покрытий вызывают колеровку, поэтому не забудьте лично проверить некоторые образцы, чтобы убедиться, что вы согласны с тем, как стекло будет выглядеть в вашем доме.
Армированное стекло
Wire Glass не обязательно считается стеклом с защитой от огня, но это огнестойкое стекло. Вот почему его чаще всего используют в школах, больницах и других коммерческих зданиях.Проволочная сетка, встроенная в стекла, будет удерживать стекло в раме, если оно расколется под воздействием высокой температуры — например, при пожаре в здании.
Он также может выдержать взрыв пожарного шланга, не разнося осколки повсюду. Хотя армированное стекло отлично подходит для многих коммерческих приложений, вы нечасто увидите его в дизайне жилых домов.
Стекло термостойкое
Чтобы сделать панели из отожженного стекла вдвое более прочными, его повторно нагревают до температуры выше 1200 и затем охлаждают.Оно не так быстро охлаждается, как закаленное стекло, поэтому оно не такое прочное. Термоупрочненное стекло прочнее, чем стекло более низких сортов, но оно все же может разбиться и разбиться на острые части. Его не часто используют для наружных окон, пока он не будет также ламинирован.
Действительно ли энергоэффективные окна важны?
Знаете ли вы, что существует так много разных видов стекла? Теперь, когда вы знаете немного больше о технологии изготовления стекла и о том, какие типы окон используются для жилых окон, вы сможете выбрать для своего дома что-то привлекательное, безопасное и сохраняющее наружность там, где оно должно быть.
Want to say something? Post a comment
Want to say something? Post a comment