3. Производство стекла Состав и классификация стекол Стеклами

3. Производство стекла
Состав и классификация стекол
Стеклами называются переохлажденные расплавы смесей оксидов и бескислородных соединений с высокой вязкостью, обладающие после охлаждения механическими свойствами твердого тела.
В структуре стекла существуют аморфная и кристаллическая фазы, находящиеся в состоянии неустойчивого равновесия. Вследствие весьма высокой вязкости стеклянного расплава скорость кристаллизации его мала и равновесие почти полностью сдвинуто в сторону аморфной фазы, то есть стекло имеет преимущественно аморфную структуру. Поэтому стеклам присущи специфические свойства, характерные для аморфных тел: отсутствие четкой температуры плавления и переход из твердого состояния в жидкое в некотором интервале температур, который характеризуется температурой размягчения, а также изотропность оптических свойств.
Состав силикатных стекол может быть выражен общей формулой:

где п, m,p,q – переменные величины, а

R₂O – оксиды щелочных металлов Na₂О, К₂О, Li₂О;
RO – оксиды щелочноземельных и других двухва­лентных металлов CaO, BaO, MgO, PbO, ZnO, SrO, FeO;
R₂O₃ – кислотные оксиды Al₂O₃, В₂О₃, Fe ₂ O₃;
RO ₂ – оксид кремния SiO₂, составляющий до 75% массы.
Всем стеклам присущи некоторые общие свойства: прозрачность, низкая теплопроводность, диэлектрические свойства, высокая химическая стойкость к кислотным реагентам. Свойства стекол зависят от их состава, от соотношения основных и кислотных оксидов.
Оксиды щелочных металлов снижают вязкость, температуру размягчения, механическую прочность и твердость стекол. Оксиды щелочно-земельных металлов позволяют регулировать вязкость стеклянных расплавов в заданных пределах. Кислотные оксиды повышают механическую прочность, термическую и химическую стойкость стекол.
По назначению стекла делятся на строительное, тарное, бытовое, художественное (хрусталь, цветное стекло), химическое, оптическое и стекла специального назначения. Простейшее силикатное стекло имеет состав, описываемый формулой: Na₂0  СаО  6SiO₂. В табл. 28.2 приведен состав некоторых сортов стекол.

Сырьем для производства стекол служат разнообразные природные и синтетические материалы. По их роли в образовании стекла они делятся на пять групп:

1.