Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

1.7: Окуляри

  • Page ID
    27797
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    ВСТУП

    Коли рідка фаза охолоджується до температури нижче її замерзання, вона зазвичай перетворюється в кристалічну тверду речовину, тобто кристалізується. Деякі рідини через складну молекулярну конфігурацію або повільний молекулярний транспорт не «кристалізуються» (припускають впорядковану конфігурацію) при охолодженні до низьких температур, а замість цього утворюють жорстку невпорядковану мережу, відому як скло, яка за структурою дуже схожа на структуру рідини. Більшість металів та галогенідів лугів легко кристалізуються при охолодженні через температуру замерзання, оскільки структурна перебудова з рідкого в кристалічний стан проста, а склеювання ненаправлене. При температурах трохи вище температури замерзання більшість металів і розплавлених солей мають рідкість, приблизно еквівалентну рідини води кімнатної температури. Таким чином, необхідні структурні перебудови можуть відбуватися відносно легко.

    На відміну від цього, багато неорганічних силікатів утворюють скла при охолодженні, оскільки плинність при температурі замерзання і навіть вище неї дуже низька. Це склоутворення пов'язане з високими енергіями однозв'язкового кремнію та киснем та вимогами до спрямованого зв'язку, що пред'являються\(\mathrm{sp}^3\) гібридизацією кремнію. Невпорядкована рідина не може легко протікати і, отже, не може зазнати перебудови, необхідні для кристалізації. Більш того, плинність дуже швидко знижується при зниженні температури. [Для великих органічних і полімерних рідин кристалізація утруднена через їх довжини ланцюга. У полімерних системах міжмолекулярний зв'язок (Ван дер Ваальс) є слабким і, як очікується, дозволить окремим молекулам легко ковзати одна за одною. Таким чином, саме «важка» структурна перебудова, необхідна для кристалізації, індукує склоутворення в цих системах.]

    Плинність рідин (зворотна в'язкості) є мірою їх здатності протікати. У свою чергу, в'язкість (\(\eta\)) (рис. 1) є мірою їх опору потоку.

    Знімок екрана 2022-08-30 в 4.28.33 PM.png
    Малюнок 1 Розмірний аналіз в'язкості

    В'язкість формулюється як відношення прикладеного напруження зсуву до результуючої швидкості зсуву - її розміри складають Ньютон-секунди на\(\text{meter}^2\). Потік рідини, що передбачає рух молекул один за одного, вимагає розриву і створення нових зв'язків. Таким чином, плинність, як і хімічні реакції та дифузія в твердих тілах (буде розглянуто пізніше), як очікується, виявлятиме експоненціальну залежність від температури і може бути змодельована як:

    \[\dfrac{1}{\eta} \propto e^{-}\left(\dfrac{\text { Bond Energy }}{k T}\right)\]

    Примітно, що неорганічні окуляри зустрічаються в природі, як і органічні окуляри (наприклад, сік з дерев), тоді як металеві окуляри не зустрічаються природним шляхом і були виготовлені лише протягом останніх двох десятиліть. Основною перешкодою для досягнення металевих стекол була наша нездатність охолоджувати металеві розплави до кімнатної температури при досить високих швидкостях, щоб запобігти упорядкуванню (і, отже, кристалізації).

    Точка переходу скла\(T_g\), (температура, при якій переохолоджена рідина стає склом) є для стекол, що температура плавлення\(T_m\), для кристалічних твердих речовин. Характерним для практично всіх склоутворюючих матеріалів є те, що при\(T_g\) зміні температурної залежності\((\Delta \mathrm{V} / \Delta \mathrm{T})\) відбувається щільність [де в'язкість знаходиться в діапазоні\(10^4\) до\(10^6 \mathrm{Ns} / \mathrm{m}^2\) (в'язкість\(\mathrm{H}_2 \mathrm{O}\) становить\(1.5 \times 10^{-3} \mathrm{Ns} / \mathrm{m}^2\), або приблизно на дев'ять порядків менше)]. При більш високих температурах (менших в'язкостях) структурні одиниці здатні швидко реорганізуватися як квазірівноважна рідина. При температурах нижче\(T_g\) перебудова серед структурних підрозділів практично припиняється і утворюється жорсткий матеріал іменується склом. Отримане експериментальне значення\(T_g\) залежить від часової шкали експерименту. На повільному охолодженні, наприклад, структурні підрозділи мають більше часу на реорганізацію і, таким\(T_g\) чином, нижче (рис.2).

    Знімок екрана 2022-08-30 в 4.33.25 PM.png
    Рисунок 2 Зміни обсягу, пов'язані з нагріванням і охолодженням в системах, схильних до утворення скла.

    МЕТАЛЕВІ ОКУЛЯРИ

    Існування металевих стекол свідчить про загальність процесу формування скла. Крім того, фізична картина в даному випадку особливо проста. Навіть з найвищими в даний час досяжними швидкостями охолодження (до\(10^{7 \circ} \mathrm{C} / \mathrm{s}\)), жоден «чистий» метал ще не був отриманий в склоподібному стані. Однак якщо рідина являє собою сплав двох (або більше) металів, атоми яких сильно відрізняються за розміром, процес кристалізації складніший і може бути запобіжений у багатьох випадках надзвичайно швидким охолодженням розплаву\(\left(10^{6 \circ} \mathrm{C} / \mathrm{sec}\right)\). Двома експериментальними методами швидкого охолодження є (1) переміщення краплі рідини з високою швидкістю і «розбризкування» її об охолоджену мідну поверхню, (2) сплющуючи краплю рідини між поршнем і ковадлом або між двома валками і (3) «обертаючи» розплав шляхом передачі його в безперервному режимі на швидко обертове, охолоджене колесо (рис.3). Рентгенівські малюнки затверділих сплавів аналогічні малюнкам рідких металів - це та інші дані свідчать про те, що вони «аморфні», що їх структура така, як у скла.

    Знімок екрана 2022-08-30 в 4.35.06 PM.png
    Малюнок 3 Виробництво металевого скла методом прядіння розплаву

    Інший спосіб приготування металевих стекол полягає в вакуумному нанесенні на підкладку, охолоджену приблизно до 80K. Знову ж таки, чисті метали кристалізуються в цих умовах, але відповідні сплави утворюють скла, деякі з яких стабільні при доведенні до кімнатної температури. Прикладом може служити система срібло-мідь, в якій два твердих метали мають лише близько восьми відсотків розчинності один в одному. Якщо розплав містить 50 мас. \(\%\)срібло і 50 мас. \(\%\)мідь повільно охолоджується, утворюються дві кристалічні фази. При отриманні цього ж сплаву методом вакуумного осадження утворюється метастабільне металеве скло. Спочатку скло має металеву електропровідність, порівнянну з електропровідністю рідкого сплаву. Коли скло нагрівається протягом\(1 / 2\) години при\(380 \mathrm{~K}\), воно перетворюється на кристалічний метастабільний кубічний твердий розчин, зосереджений на обличчі. Тільки при нагріванні приблизно\(500 \mathrm{~K}\) утворюється рівноважна, двофазна структура. Однак багато чистих неметалевих елементів, таких як S, Se, Ge та Si, утворюють стійке скло за відповідних умов.

    СКЛОПОДІБНИЙ СТАН

    Властивості і хімічний склад скла, використовуваного в оптичних цілях, сильно відрізняються від властивостей скла, використовуваного для запікання форм. Так само скло, що використовується для віконних стекол, відрізняється від скла, що використовується для ілюстрацій або оптичних цілей. Однак (більшість) неорганічних стекол мають одне спільне: це керамічні матеріали (сполуки, що містять металеві і неметалеві елементи, найчастіше кисень) з аморфною структурою застиглої рідини.

    Кварцове скло не є кристалічним при кімнатній температурі, оскільки перешкоджає перебудові міжатомних зв'язків між\(\mathrm{Si}\) і\(\mathrm{O}\) необхідним для встановлення порядку: в'язкість скла настільки висока при кімнатній температурі, що для його кристалізації знадобляться мільйони років (див. Вище ). Отже, скло можна розглядати як ідеально жорстку «рідину», будучи винятковою тим, що його надзвичайно висока в'язкість уповільнює його властивості потоку навіть у розширеній часовій шкалі.

    При охолодженні рідкого «скла» спостерігаємо, що\(\Delta V/\Delta T\) (скорочення зі зниженням Т) змінюється. Це можна побачити, дотримуючись трьох основних етапів виробництва скла: (1) плавлення кварцового піску (дрібні кристали кремнезему), (2) формування скла у в'язкому стані та (3) контрольоване охолодження фасонного виробу. \(\mathrm{SiO}_4\)Тетраедри в піску (кристали) розташовуються упорядкованим малюнком (рис. 4), але в розплавленому стані кристалічна матриця розбивається на струни і кільця тетраедр неправильними візерунками (рис.5). Оскільки температура дуже висока, угруповання постійно розпадаються і реформуються, роблячи масу рідкою.

    Знімок екрана 2022-08-30 в 4.52.18 PM.png
    Рисунок 4 Основні одиниці Si - O - Si, встановлені при\(\mathrm{sp}^3\) гібридизації Si

    При охолодженні\(\mathrm{SiO}_2\) розплавленого тетраедри утворюють більші угруповання, і скло стає більш в'язким, дозволяючи йому формуватися шляхом продувки, прокатки, пресування тощо При тривалому охолодженні утворюються більші групи тетраедр, коли їх кінетична енергія зменшується. Ці два явища відповідають за збільшення в'язкості і усадку, яка відбувається в період охолодження. Поза перетворенням скла зміни температури в конфігурації тетраедри практично припиняються, оскільки скло, за всіма намірами і цілями, втратило свою плинність.

    Знімок екрана 2022-08-30 в 4.53.09 PM.png
    Рисунок 5 Двовимірний вигляд тетраедри як у структурах оксиду кремнію: (а) у кристалічних, впорядкованих структурах та (б) у невпорядкованих склоподібних (аморфних) структурах.

    ОКСИДНІ ОКУЛЯРИ

    Зв'язкові сили, відповідальні за формування мережевої структури в кристалічних,\(\mathrm{SiO}_2\) виробляють подібні мережі в окулярах інших оксидів, таких як\(\mathrm{B}_2 \mathrm{O}_3\) і\(\mathrm{P}_2 \mathrm{O}_5\) які, таким чином, також розглядаються як первинні формувачі мережі (нинішнє обговорення буде обмежено кремнеземистими окулярами. ). Якщо до кремнеземного скла додати оксид\(\mathrm{Na}_2 \mathrm{O}\), наприклад, зв'язок в мережі розривається і відносно рухливий іон натрію стає частиною структури (рис.6). Прикладами таких модифікаторів мережі є\(\mathrm{N}_2 \mathrm{O}, \mathrm{K}_2 \mathrm{O}, \mathrm{Li}_2 \mathrm{O}, \mathrm{CaO}, \mathrm{MgO}\) і\(\mathrm{PbO}\).

    Знімок екрана 2022-08-30 в 4.57.46 PM.png
    Рисунок 6 Схематичні скляні мережі; (а)\(\mathrm{SiO}_2\) мережа (б)\(\mathrm{SiO}_2\) мережа модифікована шляхом додавання\(\mathrm{Na}_2 \mathrm{O}\).

    Зі збільшенням кількості модифікатора середня кількість киснево-кремнієвих зв'язків, що утворюють містки між кремнієм між атомами кремнію, зменшується наступним чином:

    O/Si Співвідношення в склі Містки-O-Si облігації/Атом Si
    2.0 4 (рис.7)
    2.5 3
    3.0 2
    Знімок екрана 2022-08-30 в 5.04.35 PM.png
    Малюнок 7 Схема\(\mathrm{SiO}_2\) мережі;\(\mathrm{Si}\) співвідношення\(\mathrm{O}\) до 2:1, як зазначено хімічною формулою

    Дві мостові зв'язки на атом кремнію будуть відповідати, наприклад, лінійній ланцюгової структурі, а будь-яке подальше збільшення модифікатора зменшить довжину ланцюга. Основним ефектом модифікатора є зниження температури плавлення та робочої температури за рахунок зменшення в'язкості. Надлишок модифікатора може зробити структурні одиниці в розплаві досить простими і рухливими, що кристалізація відбувається в перевазі утворення скла.

    Склади і властивості типових стекол наведені в таблиці 1. Натрієво-вапняне скло має перевагу не тільки в тому, що виготовляється з недорогої сировини, але і практичною зручністю низьких робочих температур (рис.8). Більшість склоутворювальних операцій (пресування, витягування тощо) починаються при температурі, відповідній робочій точці, але можуть тривати, поки скло охолоджується.

    Знімок екрана 2022-08-30 в 5.08.03 PM.png
    Рисунок 8 Важливі температури при виготовленні силікатних стекол (температури пов'язані з в'язкістю, яка, в свою чергу, контролює оброблюваність)

    ВІДПАЛ СКЛА

    Для зняття внутрішніх напружень, які можуть розвинутися під час склоутворення, весь комерційний скляний посуд відпалюється (повільно охолоджується) відразу після формування. Ця повільна операція охолодження здійснюється в промисловості шляхом розміщення фасонних предметів на конвеєрній стрічці, яка транспортує їх спочатку через зону повторного нагрівання, а потім через секції, що мають послідовно нижчі температури в печі, яка називається лером.

    ТАБЛИЦЯ 1. Типові оксидні окуляри

    Знімок екрана 2022-08-30 в 5.09.10 PM.png

    Перетворення рідини в скло фактично відбувається в діапазоні температур, при яких скло стискається (термічне стиснення). Скло не зазнає зміни від невпорядкованої структури рідини до кристалічної структури, як це робить залізо при температурі його перетворення; у склі температура перетворення - це температура, нижче якої в'язкість запобігає подальшим змінам конфігурації. Будь-яке скорочення за межами діапазону температур перетворення обумовлено лише нижчою кінетичною енергією угруповань.

    Температура перетворення даної «скляної композиції» залежить від його складових і від швидкості охолодження. Повільне охолодження призводить до меншого діапазону трансформації, оскільки тетраедра матиме більше часу для перестановки (до певної міри). Це призводить до більш щільної упаковки тетраедри, коли маса досягає свого діапазону трансформації. Коли скло досягне кімнатної температури, його обсяг буде меншим при повільному охолодженні, ніж розплав скла, який швидко охолоджувався. Отже, більш повільне охолодження від розплаву призводить до більш щільного скла. (Див. рис. 2.)

    Скло термодинамічно нестійке при кімнатній температурі, оскільки змінюється конфігурація (що вимагає еонів років!) призведе до меншої конфігурації вільної енергії. Однак зміни настільки повільні, що їх можна вважати незначними.

    ВЛАСТИВОСТІ ОКУЛЯРІВ

    Міцні ковалентні зв'язки, які існують між атомами неорганічних стекол плюс відсутність кристалічної структури надають стеклу незвичайні характеристики. Таким чином, кварцове скло - це:

    1. (а) Хімічно стійкий;
    2. (б) поганий провідник тепла і електрики;
    3. (c) за своєю суттю прозорість;
    4. (г) За своєю суттю сильний.

    Хімічна стабільність

    Всі окуляри несприйнятливі до окислення (розпаду), оскільки їх атоми повністю окислюються. Скло, що складається з 100 відсотків тетраедри кремнезему, надзвичайно інертне. Він протистоїть дії більшості кислот (найпомітнішим винятком є плавикова кислота, яка використовується для травлення скла), але на неї нападають сильні луги. (Пляшки, що містять рідкі луги на аптечній полиці, мають помутнену поверхню.)

    Провідність

    Здатність матеріалу проводити електрику залежить від наявності електронів в зоні провідності, розділених в окулярах на цілих 10еВ від валентної зони. Оскільки електрони в склі щільно пов'язані, скло є дуже поганим провідником електрики - насправді великий енергетичний зазор робить скло відмінним ізолятором. Скло також є поганим провідником тепла. Таким чином, гаряче звичайне скло може тріснути при заливанні на нього холодної води, оскільки поверхня, що піддається впливу холодної води, буде стискатися, поки розміри інтер'єру залишаються незмінними.

    Міцність

    Скло твердіше, ніж багато видів сталі, а також дуже еластичне, про що свідчить швидкість і точність, з якою скляні кульки відскакують при зустрічі.

    Скло не має «жодної» кристалічної структури, і, отже, явище ковзання не може мати місце. Це, разом з міцним зв'язком між атомами, дає склу дуже високу міцність на стиск і теоретичну міцність на розрив приблизно\(10^7 \mathrm{kN} / \mathrm{m}^2\) (значно вище, ніж у сталі). (Вироблено скляні волокна з фактичною\(4 \times 10^7 \mathrm{kN} / \mathrm{m}^2\) міцністю на розрив.) Оскільки скло має «рідку структуру», його можна вважати «насиченим дислокаціями». [Якщо шматок металу має дуже високу щільність дислокації (наприклад, через холодну обробку), вивихи заважають рухам один одного. Тому зі збільшенням щільності дислокації шматок металу стає твердішим і міцнішим, але і більш крихким.] Оскільки молекулярні структури в склі не здатні рухатися, наявність дрібних тріщин або недосконалостей у склі дозволяє концентрації напружень локалізуватися і перевищувати міцність зв'язку між атомами - загальне скло буде тріскатися. Таким чином, в реальній практиці міцність скла в рази від 100 до 1000 менше теоретичної міцності, а скла крихке. Наприклад, свіжовиготовлена електрична лампочка при початковому падінні може не тріснути, але її поверхня пошкоджується і, після того як вона відскочить і вдарить по підлозі ще кілька разів, ламається.

    Притаманна висока міцність волокнистого скла використовується в склопластикових секціях, що використовуються для човнів і автомобільних кузовів. Перед пресуванням в форму скловолокно змішується з синтетичною смолою, яка служить для захисту волокон від подряпин. Оскільки волокна при цьому зберігають свою високу міцність, скловолоконні секції дуже міцні для своєї ваги.

    ЗМІЦНЕНЕ СКЛО

    Скляний вчений виготовив предмети зі скла, які можна вдарити молотком або скинути з високого будинку, не розбиваючи. При зміцненні скла застосовуються дві методики - одна фізична і одна хімічна. Обидві техніки засновані на тому, що, коли на поверхні є найменша недосконалість (хвилинна подряпина), скло залишається надзвичайно сильним при стисненні, але стає слабким при розтягуванні. Таким чином, зміцнювальна обробка полягає у попередньому напруженні скляного предмета шляхом індукування стискаючих деформацій у його зовнішньому вигляді і тим самим дозволяючи йому протидіяти будь-яким напруженням розтягування, які розвиваються під напругою.

    При фізичному напруженні фасонний предмет нагрівається трохи нижче його точки розм'якшення (поверхневі потоки відпалюються), а його поверхня потім охолоджується за допомогою вибуху повітря або масляної ванни. У цих умовах зовнішня частина скла відразу охолоджується і стискається, але оскільки скло є поганим провідником тепла, інтер'єр не буде стискатися - скло не трісне, оскільки інтер'єр залишається пластичним. Коли інтер'єр починає охолоджуватися, він не може стиснутися, оскільки зовнішній вигляд вже встановлений, але, намагаючись стиснутися, інтер'єр продовжує малювати зовнішність разом. Потім у зовнішніх шарах скла розвивається вбудоване стискаюче напруження. Коли до цього скла прикладається напруга розтягування, йому протидіють ці стискаючі напруги. Таким чином, попередньо напружене скло не буде руйнуватися, поки не буде перевищено стиснення поверхні.

    Поки його поверхня залишається цілою, попередньо напружене скло продовжує залишатися міцним і ударостійким. Однак, якщо на поверхні розвивається глибока подряпина, розтягуючі напруги, встановлені всередині поверхневим стисненням, звільняються, і скло розбивається на тисячі крихітних частинок. Тому попередньо напружені вироби повинні бути вирізані до точного розміру і всі отвори просвердлити перед попереднім напруженням. Серед багатьох застосувань для цього типу скла є пластинчасті скляні двері, бічні вікна автомобілів та ілюмінатори кораблів.

    Іонний обмін - це хімічна техніка попереднього напруження скляних предметів. Першим кроком є помістити формований предмет у розплавлену сольову ванну, що містить іони калію, які замінюють іони натрію на поверхні скла. Іони калію більші, ніж іони натрію, і, розміщуючи їх, поверхня скла стає більш переповненою - тим самим викликаючи стискаючі деформації на зовнішній стороні. Скло такого типу, що відрізняється дуже високою міцністю, корисно для самих різних застосувань. Його міцність на вигин може бути такою ж високою,\(10^6 \mathrm{kN} / \mathrm{m}^2\) ніж\(10^5 \mathrm{kN} / \mathrm{m}^2\) для необробленого скла.

    ДЕВІТРИФІКАЦІЯ СКЛА

    При певних умовах скло буде «забруднюватися» кристалічними частинками. Скло в такому стані називається девітріфікованим, що є просто іншим способом заявити, що воно частково або повністю кристалізувалося. Девітрифіковане скло, якщо не зовсім особливого сорту, яке навмисно виробляється, небажано, оскільки кристалічні ділянки утворюють великі кристали і надзвичайно слабкі та крихкі, а також є лише напівпрозорими. Кристалічні сегрегації в склі відомі як камені

    ПЕРЕКРИСТАЛІЗОВАНЕ СКЛО (СКЛОКЕРАМІКА)

    Перекристалізоване скло, також відоме як полікристалічне скло, зазвичай виробляється шляхом додавання зародкових агентів до скляної партії. Згодом скло може бути сформовано в бажану форму будь-яким із звичайних процесів формування скла, а потім піддається термічній обробці для сприяння перекристалізації. Перекристалізоване скло має підвищену ударну в'язкість, твердість і стійкість до термічного удару в порівнянні зі звичайними некристалічними стеклами. Одним з поширених застосувань перекристалізованого скла є виготовлення так званого холодильника до духовки для приготування страв.

    КОЛЬОРОВІ ОКУЛЯРИ

    Ми визнаємо, що скло в нормі безбарвне через те, що всі електрони «щільно пов'язані» і ніякі електронні збудження в енергетичному діапазоні спектра видимого світла неможливі. Скло, однак, може бути зроблено для вибіркового поглинання у видимому спектрі (таким чином, стає кольоровим) будь-яким із трьох процесів:

    (1) Додавання іонів перехідних металів. Такі іони забезпечують можливості електронного збудження видимого світла. Типовими доданими іонами є:

    \ begin {вирівняний}
    &\ mathrm {Cr} ^ {++}\ quad &&\ текст {синій}\\
    &\ mathrm {Cr} ^ {+++}\ quad &\ текст {зелений}\\
    &\ mathrm {Co} ^ {++}\ quad &\ текст {рожевий}\\
    &\ mathrm {Mn} ^ {++}\ quad &\ текст {помаранчевий}\
    &\ mathrm {Fe} ^ {++}\ quad &&\ текст {синьо-зелений}
    \ кінець {вирівняний}

    (2) Додавання колоїдних частинок (\(\phi\)\(40\)до\(2000 \AA\)). Ці дрібні частинки, при цьому не перешкоджаючи світлопропускання (через їх невеликого розміру), виявляють селективне поглинання і доповнює відображення. Au частинки (at\(10^{-4} \mathrm{~g} / \mathrm{cm}^3\)) дають кольори, які змінюються залежно від розміру частинок:

    \ begin {вирівняний}
    &\ mathrm {Au}\ quad &\ phi 4-10\ mathrm {~nm}\ quad
    &\ text {рожевий}\ &\ mathrm {Au}\ quad &\ phi 10-75\
    mathrm {~ nm}\ quad &\ mathrm {~nm}\ квадратний &\ текст {зелений}\\
    &\ mathrm {Au}\ квадратний &\ phi 110-170\ mathrm {~nm}\ квадратний &\ текст {коричневий}
    \ кінець {вирівняний}

    (3) Додавання кольорових кристалів. Деякі окуляри забарвлюються за допомогою кристалів, розсіяних по всьому. Прикладом може служити червоне скло, виготовлене ранніми єгиптянами (викликане додаванням червоного оксиду міді). Інший приклад - червоний колір від додавання червоного,\(\mathrm{Pb}_2 \mathrm{CrO}_6\) тоді як\(\mathrm{Cr}_2 \mathrm{O}_3\) дає зелений колір.

    СКЛОВОЛОКНО

    Скловолокно, або скловолокно*, як це загальновідомо, є скловолокном у формі волокна. Він виготовляється одним з декількох процесів, кожен з яких передбачає витягування ниток зі скла в в'язкому стані. Сучасні технічні розробки датуються Першою світовою війною, коли Німеччині довелося знайти замінник азбесту як ізоляційного матеріалу.

    Процес, за допомогою якого виготовляється безперервне ниткове скловолокно, особливо цікавий. Скляна партія розплавляється в печі скляного бака, а розплавлене скло формується в мармур звичайного розміру. Ці мармури подаються в електричну піч, яка має втулку з платинового сплаву, що містить багато крихітних отворів. Коли скляні кульки досягають отворів, скло протікає крізь них і витягується вниз вертикально, утворюючи окремі нитки. Потім ці нитки можна скрутити в «пряжу» і закрутити на звичайних текстильних шпинделі, якщо потрібно. Близько третини унції скла виробляє близько ста миль нитки зі швидкістю близько 6000 футів на хвилину.

    Скловата, з іншого боку, виробляється іншим процесом. Найпоширеніша техніка, відома як процес Корона, виробляє товстий матовий з коротких скляних волокон, які скріплюються полімерним сполучним. У методі Crown товстий потік розплавленого скла заливається в швидко обертається сталевий посуд, який має крихітні отвори по периферії. Скло витісняється через ці вентиляційні отвори відцентровою силою, утворюючи відносно короткі волокна діаметром близько 0,0007 см. Потім матовий пропускають через печі для затвердіння, де в'яжуче встановлюється, а потім розрізається на розміри, придатні для ізоляції.

    *

    Скловолокно - це дійсно зареєстрована торгова назва.

    ВИРОБНИЦТВО ЛИСТОВОГО І ЛИСТОВОГО СКЛА

    Основними видами виробленого плоского скла є витягнуте листове і флоат-скло. Задіяні процеси високо автоматизовані.

    Плоске намальоване скло використовується для вікон та інших застосувань, де точність товщини та висока обробка поверхні не є життєво важливими. У цьому процесі розплавлене скло витягується вертикально від кінця великої прямокутної печі резервуара, товщина намальованого листа контролюється головним чином розміром щілини у сталевій формі, що тримається трохи над поверхнею розплавленого скла. Сталевий пусковий манекен використовується для початку дії малювання, але це тріскається, як тільки він проходить. Після початку цей процес є безперервним, охолоджений і затверділий лист просто тріскається на відповідній довжині, як тільки він залишає рулони.

    Процес флоат-це останній прогрес у виробництві пластинчастого скла з високою обробкою поверхні. У процесі флоат-плавання утворюється плоске, вогнезахисне скло без напруги, запобігаючи контакту між скляним листом та чимось твердим. Скло залишає скляну ємність в безперервній розплавленій смузі і відразу ж спливає на поверхню ванни з розплавленого олова. Олов'яна ванна оточена неокисляющей атмосферою і, перебуваючи в цій атмосфері, скло нагрівається в достатній мірі, щоб запобігти розвитку внутрішніх напружень. Коли скляний лист виходить з камери поплавкової ванни, він надходить в піч для відпалу. Скло, вироблене в процесі флоат-плавання, не має спотворень і має вогнеоброблені поверхні, які є більш гладкими та плоскими, ніж у звичайного полірованого пластинчастого скла.