Stan szklisty: charakterystyka, przykłady i właściwości
Stan szklisty występuje w ciałach, które zostały poddane szybkiemu porządkowi molekularnemu, aby przyjąć określone pozycje, zwykle z powodu szybkiego chłodzenia. Korpusy te mają stały kształt o pewnym stopniu twardości i sztywności, chociaż przy stosowaniu sił zewnętrznych są one ogólnie odkształcane elastycznie.
Szkło, którego nie należy mylić ze szkłem, jest używane do produkcji okien, soczewek, butelek itp. Ogólnie rzecz biorąc, ma niezliczone zastosowania, zarówno w życiu domowym, jak iw badaniach i technologii; stąd jego znaczenie i znaczenie poznania jego właściwości i cech.
Z drugiej strony ważne jest, aby zrozumieć, że istnieją różne rodzaje okularów, zarówno pochodzenia naturalnego, jak i sztucznego. Jeśli chodzi o te ostatnie, różne rodzaje szkła często odpowiadają różnym potrzebom.
Dlatego możliwe jest uzyskanie okularów, które spełniają określone właściwości, aby zaspokoić pewne potrzeby technologiczne lub przemysłowe.
Funkcje
Jeśli chodzi o ich właściwości optyczne, ciała szkliste są izotropowe (to znaczy ich właściwości fizyczne nie zależą od kierunku) i są przezroczyste wobec większości promieniowania widzialnego, w taki sam sposób, jak dzieje się to w przypadku cieczy.
Stan szklisty jest ogólnie uważany za inny stan materii poza trzema powszechnie znanymi stanami, takimi jak ciecz, gaz i ciało stałe, lub nowymi, które zostały odkryte w ostatnich dziesięcioleciach, takimi jak plazma lub kondensat Bozy. Einstein
Jednak niektórzy badacze rozumieją, że stan szklisty jest wynikiem przechłodzonej cieczy lub cieczy o lepkości tak wysokiej, że kończy się ona nadaniem jej jednolitego wyglądu bez jej rzeczywistego występowania.
Dla tych badaczy stan szklisty nie byłby nowym stanem materii, ale raczej inną formą, w której prezentowany jest stan ciekły.
Ostatecznie wydaje się całkiem pewne, że ciała w stanie szklistym nie wykazują pewnego wewnętrznego układu, w przeciwieństwie do tego, co dzieje się z krystalicznymi ciałami stałymi.
Jednakże prawdą jest również, że w wielu przypadkach docenia się to, co nazywa się uporządkowanym zaburzeniem. Istnieją pewne uporządkowane grupy, które są przestrzennie zorganizowane w sposób całkowicie lub częściowo randomizowany.
Rodzaje okularów
Jak już wspomniano powyżej, szkło może mieć naturalne lub sztuczne pochodzenie. Przykładem ciała szklistego pochodzenia naturalnego jest obsydian, który powstaje w wyniku ciepła panującego w wulkanach.
Z drugiej strony, zarówno substancje pochodzenia organicznego, jak i substancje nieorganiczne są podatne na uzyskanie stanu szklistego. Niektóre z tych substancji to:
- Różne pierwiastki chemiczne, takie jak Se, Si, Pt-Pd, Au-Si, Cu-Au.
- Różne tlenki, takie jak SiO 2, P 2 O 5, B 2 O 3 i niektóre z ich kombinacji.
- Różne związki chemiczne, takie jak GeSe 2, As 2 S 3, P 2 S 3, PbCl 2, BeF 2, AgI.
- Polimery organiczne, takie jak między innymi poliamidy, glikole, polietyleny lub polistyreny i cukry.
Przykłady
Wśród najpopularniejszych okularów, które można znaleźć, warto podkreślić następujące:
Krzemionka szklista
Krzemionka jest tlenkiem krzemu, wśród którego najbardziej znanym jest kwarc. Ogólnie krzemionka jest podstawowym składnikiem szkła.
W przypadku kwarcu można uzyskać szkło kwarcowe, podgrzewając je do temperatury topnienia (która wynosi 1723 ° C) i szybko schładzając.
Szkło kwarcowe ma doskonałą odporność na szok termiczny i może być kąpane w wodzie, gdy jest czerwone. Jednak jego wysoka temperatura topnienia i lepkość utrudniają pracę z nim.
To szkło kwarcowe znajduje zastosowanie zarówno w badaniach naukowych, jak iw wielu zastosowaniach domowych.
Szkło krzemianowe sodu
Jego produkcja wynika z faktu, że oferuje właściwości podobne do właściwości szkła kwarcowego, chociaż szkło krzemianu sodu jest znacznie tańsze, ponieważ nie jest konieczne wytwarzanie tak wysokich temperatur, jak w przypadku szkieł kwarcowych.
Oprócz sodu, w procesie wytwarzania dodaje się inne metale ziem alkalicznych, aby nadać szkłu pewne szczególne właściwości, takie jak między innymi odporność mechaniczna, brak reaktywności na środki chemiczne w temperaturze pokojowej (zwłaszcza w wodzie).
Podobnie, wraz z dodaniem tych elementów, dąży się również do zachowania przejrzystości w świetle.
Właściwości szkła
Ogólnie rzecz biorąc, właściwości szkła są związane zarówno z naturą, jak i surowcami wykorzystywanymi do jego produkcji, a także ze składem chemicznym otrzymanego produktu końcowego.
Skład chemiczny jest zwykle wyrażany w procentach masy najbardziej stabilnych tlenków w temperaturze pokojowej tworzących go pierwiastków chemicznych.
W każdym razie pewne ogólne właściwości szkła polegają na tym, że z czasem nie traci on swoich właściwości optycznych, że są one łatwo plastyczne, gdy są w procesie odlewania, że ich kolor zależy od materiałów dodanych w procesie syntezy i że są one łatwo nadaje się do recyklingu
Szkło ma zdolność odbijania, załamywania i przepuszczania światła dzięki swoim właściwościom optycznym, bez rozpraszania go. Wspólne szkło ma współczynnik załamania 1, 5, który można modyfikować różnymi dodatkami.
Podobnie zwykłe szkło jest odporne na korozję, a jego wytrzymałość na rozciąganie wynosi 7 megapaskali. Ponadto kolor szkła można modyfikować, dodając różne dodatki.
Recykling szkła
Ważną zaletą szkła w porównaniu z innymi materiałami jest zarówno łatwość recyklingu, jak i nieograniczona wydajność recyklingu, ponieważ nie ma ograniczeń co do tego, ile razy ten sam materiał szklisty może zostać poddany recyklingowi.
Ponadto w produkcji szkła z recyklingu oszczędności energii są rzędu 30% w odniesieniu do kosztów energii związanych z jego produkcją z surowców. Ta oszczędność energii, wraz z oszczędnościami w surowcach, oznacza również znaczne oszczędności ekonomiczne.
