Основные свойства стекла

 

Свойства неорганических стекол изотропны. К основным свойствам носятся:

• плотность – 2200 – 6500 кг/м³ (для стекол с оксидами свинца – до 8000 кг/м³);

• температуры для промышленных стекол:

- стеклования – 425–600 °С;

- размягчения – 600–800 °С;

• коэффициент теплопроводности – 0,7–15 Вт/(м·К);

• температурный коэффициент линейного расширения: для кварцевых стекол – 5,6·10⁷°С^–1; для строительных стекол – 9,0·10⁸°С^–1;

• σ_сж=500–2000 МПа; σ_раст=30–90МПа; σ_изг.= 50–150 МПа.

Более высокие прочностные характеристики имеют стекла бесщелочного состава и кварцевые:

• модуль сдвига (2–3)·10⁴ МПа;

• модуль Юнга (7–7,5)·10⁴ МПа;

• коэффициент Пуассона 0,184–0,26;

• твердость 5–7 ед. по Моосу;

• ударная вязкость – 1,5–2,5 кДж/м²;

• удельное электросопротивление – 10¹²–10¹⁸ Ом·см;

• диэлектрическая проницаемость – 3,5–16;

• полупроводниковые свойства;

• химическая стойкость;

• высокие оптические свойства.

По оптическим свойствам различают прозрачное, окрашенное, бес­цветное и рассеивающее свет стекла.

К потребительским свойствам неорганических стекол относятся про­зрачность, высокая стойкость к атмосферным воздействиям, водо- и воздухонепроницаемость, термостойкость. Термостойкость стекла харак­теризует его долговечность в условиях резких изменений температуры и определяется разностью температур, которую стекло может выдержать без разрушения при резком охлаждении в воде (t=0 °С). Для большин­ства видов стекол термостойкость колеблется от 90 до 170 °С, а для квар­цевого стекла она составляет 800–1000 °С.

Стекло поддается механической обработке: его можно пилить цир­кулярными пилами с алмазной набивкой, обтачивать победитовыми резцами, резать алмазом, шлифовать, полировать.

Способы воздействия на неорганические стекла определяются необходимостью нейтрализовать дефектный поверхностный слой. Их можно разделить на четыре группы: механическая обработка (поли­рование), химическая обработка (травление), термическая обработка (за­калка), химико-термическая обработка. Так, закалка, при которой мож­но получить анизотропию свойств, и химико-термическая обработка стекла в несколько раз повышают показатели прочности и ударную вязкость, а также увеличивают термостойкость. Травление закаленного неорганического стекла плавиковой кислотой способствует удалению по­верхностных дефектов и также повышает прочность и термостойкость.