Строение стекол

Стекло представляет собой изотропное твердое тело, образующееся при охлаждении расплава стеклообразующих оксидов SiO2, Ba2O3, P2O5, GeO2 с бескислородными соединениями мышьяка, селена, теллура и другими элементами. Основу стекла образует объемная сетка из однородных структурных элементов.

Структура аморфного стекла образуется при охлаждении стеклянной массы. Широкое применение находят силикатные стекла с добавками других оксидов. В сравнении с кварцевым стеклом они размягчаются при более низкой температуре и легче перерабатываются в изделия. В силикатных стеклах атомы компонентов соединяются ковалентно - ионными связями. При определенном соотношении содержания кремния, кислорода и других элементов в стекле очень трудно предупредить зарождение и рост кристаллов. Кристаллизация с образованием крупных кристаллов отрицательно влияет на прочность и прозрачность стекла. Ее предупреждают подбором химического состава стекла и условий его варки. Возникающие в стеклянных изделиях напряжения устранят ТО.

Наиболее высокими свойствами обладает кварцевое стекло, выплавляемое из горного хрусталя или чистых кварцевых песков. У него высокая оптическая прозрачность, механическая прочность до температур порядка 1000 С, инертность к действию многих химических реагентов, высокие диэлектрические свойства. Применяется для изготовления химической посуды, изделий электровакуумной техники, различных изоляторов, изоляции проводов, деталей переменных конденсаторов, в терморезисторах и другие.

Из стекол специального состава при помощи контролируемой кристаллизации получают кристаллические стекла – ситаллы и фотоситаллы. Структура ситаллов представляет смесь очень мелких, беспорядочно ориентированных кристаллов и остаточного стекла. Ситаллы имеют высокую механическую прочность, и используются в качестве износостойкого материала в узлах трения, как диэлектрик – для радиодеталей, плат подложек в микроэлектронике и электронике.