stringtranslate.com

Стекло

См. заголовок
Стеклянный фасад здания

Стекло — аморфное ( некристаллическое ) твердое вещество. Поскольку оно часто прозрачно и химически инертно, стекло нашло широкое практическое, технологическое и декоративное применение в оконных стеклах, столовых приборах и оптике . Некоторые обычные предметы из стекла, такие как «стакан» с водой, « очки » и « увеличительное стекло », названы в честь материала.

Стекло чаще всего образуется путем быстрого охлаждения ( закалки ) расплавленной формы . Некоторые виды стекла, такие как вулканическое стекло, встречаются в природе, а обсидиан использовался для изготовления наконечников стрел и ножей со времен каменного века . Археологические данные свидетельствуют о том, что производство стекла восходит к по крайней мере 3600 г. до н. э. в Месопотамии , Египте или Сирии . Самыми ранними известными стеклянными предметами были бусы , возможно, созданные случайно во время обработки металла или производства фаянса , который является формой керамики с использованием свинцовой глазури.

Благодаря своей легкости формования в любую форму, стекло традиционно использовалось для сосудов, таких как чаши , вазы , бутылки , банки и питьевые стаканы. Натриево-кальциевое стекло , содержащее около 70% кремнезема , составляет около 90% современного производимого стекла. Стекло можно окрашивать, добавляя соли металлов или расписывать и печатать стекловидными эмалями , что привело к его использованию в витражах и других стеклянных художественных предметах.

Преломляющие , отражающие и пропускающие свойства стекла делают его пригодным для изготовления оптических линз , призм и оптоэлектронных материалов. Экструдированные стеклянные волокна применяются в качестве оптических волокон в сетях связи, теплоизоляционного материала, когда они спутаны в виде стекловаты для удержания воздуха, или в армированном стекловолокном пластике ( стекловолокне ).

Микроскопическая структура

Графика, демонстрирующая отсутствие периодического расположения в микроскопической структуре стекла.
Аморфная структура стекловидного кремнезема (SiO 2 ) в двух измерениях. Дальний порядок отсутствует, хотя есть локальное упорядочение тетраэдрического расположения атомов кислорода (O) вокруг атомов кремния (Si).
Графика, наглядно демонстрирующая разницу между микроскопическим расположением монокристаллов, поликристаллов и аморфных твердых тел, как объяснено в подписи.
С микроскопической точки зрения, в монокристалле атомы расположены практически в идеальном периодическом порядке; поликристалл состоит из множества микроскопических кристаллов; а аморфное твердое тело, такое как стекло, не имеет периодического расположения даже с микроскопической точки зрения.

Стандартное определение стекла ( или стекловидного твердого тела) — это некристаллическое твердое тело, образованное путем быстрого охлаждения расплава . [1] [2] [3] [4] Однако термин «стекло» часто определяется в более широком смысле, чтобы описать любое некристаллическое ( аморфное ) твердое тело, которое проявляет стеклование при нагревании до жидкого состояния. [4] [5]

Стекло является аморфным твердым телом . Хотя атомная структура стекла имеет характеристики структуры переохлажденной жидкости , стекло проявляет все механические свойства твердого тела. [6] [7] [8] Как и в других аморфных твердых телах , атомная структура стекла не имеет дальнодействующей периодичности, наблюдаемой в кристаллических твердых телах . Из-за ограничений химических связей стекла обладают высокой степенью ближнего порядка относительно локальных атомных полиэдров . [9] Представление о том, что стекло течет в значительной степени в течение длительных периодов времени значительно ниже температуры стеклования, не подтверждается эмпирическими исследованиями или теоретическим анализом (см. вязкость в твердых телах ). Хотя движение атомов на стеклянных поверхностях можно наблюдать, [10] и вязкость порядка 10 17 –10 18 Па с можно измерить в стекле, такое высокое значение подтверждает тот факт, что стекло не будет заметно менять форму даже в течение больших периодов времени. [5] [11]

Образование из переохлажденной жидкости

Нерешенная задача по физике :
Какова природа перехода между жидким или обычным твердым телом и стеклообразной фазой? «Самой глубокой и интересной нерешенной проблемой в теории твердого тела, вероятно, является теория природы стекла и стеклования». — П. У. Андерсон [12]
(еще нерешенные проблемы по физике)

При закалке расплава, если охлаждение достаточно быстрое (относительно характерного времени кристаллизации ), то кристаллизация предотвращается, и вместо этого неупорядоченная атомная конфигурация переохлажденной жидкости замораживается в твердом состоянии при Tg . Тенденция материала образовывать стекло при закалке называется стеклообразующей способностью. Эту способность можно предсказать с помощью теории жесткости . [13] Обычно стекло существует в структурно метастабильном состоянии относительно своей кристаллической формы, хотя в определенных обстоятельствах, например в атактических полимерах, кристаллический аналог аморфной фазы отсутствует. [14]

Стекло иногда считается жидкостью из-за отсутствия у него фазового перехода первого рода [7] [15], где определенные термодинамические переменные, такие как объем , энтропия и энтальпия, являются прерывистыми в диапазоне стеклования. Стеклование можно описать как аналог фазового перехода второго рода, где интенсивные термодинамические переменные, такие как тепловое расширение и теплоемкость, являются прерывистыми. [2] Однако равновесная теория фазовых превращений не применима к стеклу, и, следовательно, стеклование нельзя классифицировать как одно из классических равновесных фазовых превращений в твердых телах. [4] [5]

Встречаемость в природе

Стекло может образовываться естественным образом из вулканической магмы. Обсидиан — это распространенное вулканическое стекло с высоким содержанием кремнезема (SiO2 ) , которое образуется при быстром охлаждении фельзитовой лавы, вытесненной из вулкана. [16] Импактит — это форма стекла, образованная при ударе метеорита , яркими примерами которого являются молдавит (встречается в центральной и восточной Европе) и ливийское пустынное стекло (встречается в районах восточной Сахары , пустынях восточной Ливии и западного Египта ). [17] Витрификация кварца также может происходить при ударе молнии в песок , образуя полые, ветвящиеся корневидные структуры, называемые фульгуритами . [18] Тринитит — это стекловидный остаток, образовавшийся из песка пустыни на полигоне испытаний ядерной бомбы Тринити . [19] Стекло Эдеови , найденное в Южной Австралии , предположительно возникло в результате пожаров на лугах плейстоцена , ударов молний или сверхскоростного удара одного или нескольких астероидов или комет . [20]

История

См. заголовок
Римская решетчатая чаша IV века

Природное обсидиановое стекло использовалось в обществах каменного века , поскольку оно трескается по очень острым краям, что делает его идеальным для изготовления режущих инструментов и оружия. [21] [22]

Стеклоделие возникло по меньшей мере 6000 лет назад, задолго до того, как люди научились плавить железо. [21] Археологические данные свидетельствуют о том, что первое настоящее синтетическое стекло было изготовлено в Ливане и на побережье северной Сирии , в Месопотамии или в Древнем Египте . [23] [24] Самые ранние известные стеклянные предметы, датируемые серединой третьего тысячелетия до нашей эры, представляли собой бусины , возможно, изначально созданные как случайные побочные продукты металлообработки ( шлаки ) или во время производства фаянса , стекловидного материала , предшествовавшего стеклу, изготовленного с помощью процесса, похожего на глазурь . [25]

Раннее стекло редко было прозрачным и часто содержало примеси и дефекты, [21] и технически является фаянсом, а не настоящим стеклом, которое не появлялось до 15 века до н. э. [26] Однако красно-оранжевые стеклянные бусины, найденные при раскопках цивилизации долины Инда, датируемые до 1700 года до н. э. (возможно, даже 1900 годом до н. э.), предшествовали устойчивому производству стекла, которое появилось около 1600 года до н. э. в Месопотамии и 1500 года до н. э. в Египте. [27] [28]

В эпоху поздней бронзы в Египте и Западной Азии наблюдался быстрый рост технологии производства стекла . [23] Археологические находки этого периода включают цветные стеклянные слитки , сосуды и бусины. [23] [29]

Раннее производство стекла во многом основывалось на методах шлифования, заимствованных из обработки камня , таких как шлифование и резьба по стеклу в холодном состоянии. [30]

Термин «стекло» берет свое начало в поздней Римской империи , в римском центре стеклоделия в Трире (расположенном в современной Германии), где и произошел позднелатинский термин glesum , вероятно, от германского слова, обозначающего прозрачное , блестящее вещество. [31] Стеклянные предметы были обнаружены по всей Римской империи [32] в бытовых, погребальных [ 33] и промышленных контекстах, [34] а также в качестве предметов торговли на рынках в отдаленных провинциях. [35] [36] Примеры римского стекла были найдены за пределами бывшей Римской империи в Китае [37] , в Прибалтике , на Ближнем Востоке и в Индии . [38] Римляне усовершенствовали камейное стекло , изготавливаемое путем травления и резьбы по сплавленным слоям разных цветов для создания рельефного рисунка на стеклянном предмете. [39]

Изысканные витражи в хоре базилики Сен-Дени
Окна в хоре базилики Сен-Дени , одно из самых ранних применений обширных площадей стекла (архитектура начала XIII века с восстановленным стеклом XIX века)

В постклассической Западной Африке Бенин был производителем стекла и стеклянных бусин. [40] Стекло широко использовалось в Европе в Средние века . Англосаксонское стекло было найдено по всей Англии во время археологических раскопок как поселений, так и кладбищ. [41] Начиная с 10-го века, стекло использовалось в витражах церквей и соборов , с известными примерами в Шартрском соборе и базилике Сен-Дени . К 14-му веку архитекторы проектировали здания со стенами из витражного стекла, такими как Сент-Шапель , Париж, (1203–1248) и восточная часть Глостерского собора . С изменением архитектурного стиля в период Ренессанса в Европе использование больших витражных окон стало гораздо менее распространенным, [42] хотя витражи получили большое возрождение в архитектуре готического возрождения в 19-м веке. [43]

В XIII веке остров Мурано , Венеция , стал центром производства стекла, опираясь на средневековые методы для производства красочных декоративных изделий в больших количествах. [39] Стеклодувы из Мурано разработали исключительно прозрачное бесцветное стекло cristallo , названное так за его сходство с природным хрусталем, которое широко использовалось для окон, зеркал, корабельных фонарей и линз. [21] В XIII, XIV и XV веках эмалировка и позолота на стеклянных сосудах были усовершенствованы в Египте и Сирии. [44] К концу XVII века Богемия стала важным регионом производства стекла, оставаясь таковым до начала XX века. К XVII веку стекло в венецианской традиции производилось также в Англии . Примерно в 1675 году Джордж Равенскрофт изобрел свинцовое хрустальное стекло, а граненое стекло стало модным в XVIII веке. [39] Декоративные стеклянные предметы стали важным средством искусства в период модерна в конце 19 века. [39]

На протяжении 20-го века новые методы массового производства привели к широкому распространению стекла в гораздо больших количествах, что сделало его практичным в качестве строительного материала и открыло новые возможности для применения стекла. [45] В 1920-х годах был разработан процесс травления формы , при котором искусство вытравливалось непосредственно в форме, так что каждая отлитая деталь выходила из формы с изображением уже на поверхности стекла. Это снизило производственные затраты и, в сочетании с более широким использованием цветного стекла, привело к дешевой стеклянной посуде в 1930-х годах, которая позже стала известна как стекло Депрессии . [46] В 1950-х годах компания Pilkington Bros. , Англия , разработала процесс флоат-стекла , производя высококачественные плоские листы стекла без искажений путем плавания на расплавленном олове . [21] Современные многоэтажные здания часто строятся с навесными стенами , сделанными почти полностью из стекла. [47] Многослойное стекло широко применялось в транспортных средствах для лобовых стекол. [48] Оптическое стекло для очков использовалось со времен Средневековья. [49] Производство линз стало более искусным, помогая астрономам [50] , а также находя другие применения в медицине и науке. [51] Стекло также используется в качестве крышки отверстия во многих солнечных коллекторах. [52]

В 21 веке производители стекла разработали различные марки химически упрочненного стекла для широкого применения в сенсорных экранах смартфонов , планшетных компьютеров и многих других типов информационных устройств . К ним относятся Gorilla Glass , разработанное и производимое Corning , Dragontrail компании AGC Inc. и Xensation компании Schott AG . [53] [54] [55]

Физические свойства

Оптический

Стекло широко используется в оптических системах из-за его способности преломлять, отражать и пропускать свет в соответствии с геометрической оптикой . Наиболее распространенными и старейшими применениями стекла в оптике являются линзы , окна , зеркала и призмы . [56] Ключевые оптические свойства стекла — показатель преломления , дисперсия и пропускание — в значительной степени зависят от химического состава и, в меньшей степени, от его термической истории. [56] Оптическое стекло обычно имеет показатель преломления от 1,4 до 2,4 и число Аббе (которое характеризует дисперсию) от 15 до 100. [56] Показатель преломления может быть изменен с помощью добавок высокой плотности (показатель преломления увеличивается) или низкой плотности (показатель преломления уменьшается). [57]

Прозрачность стекла является результатом отсутствия границ зерен , которые диффузно рассеивают свет в поликристаллических материалах. [58] Полупрозрачность из-за кристаллизации может быть вызвана во многих стеклах, если их долго держать при температуре, недостаточной для плавления. Таким образом, получается кристаллический, расстеклованный материал, известный как стеклофарфор Реомюра. [44] [59] Хотя стекла обычно прозрачны для видимого света, они могут быть непрозрачны для других длин волн света . В то время как силикатные стекла обычно непрозрачны для инфракрасных длин волн с границей пропускания 4 мкм, стекла на основе фторидов тяжелых металлов и халькогенидов прозрачны для инфракрасных длин волн от 7 до 18 мкм. [60] Добавление оксидов металлов приводит к получению разноцветных стекол, поскольку ионы металлов будут поглощать длины волн света, соответствующие определенным цветам. [60]

Другой

Стекло можно довольно легко расплавить и обрабатывать с помощью источника тепла.

В процессе производства стекла могут быть отлиты, сформированы, выдавлены и отформованы в формы, варьирующиеся от плоских листов до очень сложных форм. [61] Готовый продукт является хрупким, но может быть ламинирован или закален для повышения долговечности. [62] [63] Стекло, как правило, инертно, устойчиво к химическому воздействию и может в основном выдерживать воздействие воды, что делает его идеальным материалом для производства контейнеров для пищевых продуктов и большинства химикатов. [21] [64] [65] Тем не менее, хотя обычно оно очень устойчиво к химическому воздействию, стекло будет подвергаться коррозии или растворяться при некоторых условиях. [64] [66] Материалы, из которых состоит определенный состав стекла, влияют на то, как быстро стекло подвергается коррозии. Стекла, содержащие большую долю щелочных или щелочноземельных элементов, более подвержены коррозии, чем другие составы стекла. [67] [68]

Плотность стекла варьируется в зависимости от химического состава со значениями от 2,2 грамма на кубический сантиметр (2200 кг/м 3 ) для плавленого кварца до 7,2 грамма на кубический сантиметр (7200 кг/м 3 ) для плотного бесцветного стекла. [69] Стекло прочнее большинства металлов, с теоретической прочностью на разрыв для чистого, безупречного стекла, оцениваемой в 14-35 гигапаскалей (2000000-5100000 фунтов на квадратный дюйм) из-за его способности подвергаться обратимому сжатию без разрушения. Однако наличие царапин, пузырьков и других микроскопических дефектов приводит к типичному диапазону от 14 до 175 мегапаскалей (2000-25400 фунтов на квадратный дюйм) в большинстве коммерческих стекол. [60] Несколько процессов, таких как закалка , могут повысить прочность стекла. [70] Тщательно вытянутые безупречные стеклянные волокна могут быть изготовлены с прочностью до 11,5 гигапаскалей (1 670 000 фунтов на квадратный дюйм). [60]

Известный поток

Наблюдение, что старые окна иногда оказываются толще внизу, чем наверху, часто предлагается в качестве подтверждающего доказательства для точки зрения, что стекло течет в течение столетий, предполагая, что стекло проявило жидкое свойство перетекания из одной формы в другую. [71] Это предположение неверно, так как после затвердевания стекло перестает течь. Провисания и рябь, наблюдаемые в старом стекле, уже были там в день его изготовления; производственные процессы, используемые в прошлом, производили листы с несовершенными поверхностями и неравномерной толщиной (почти идеальное флоат-стекло, используемое сегодня, стало широко распространенным только в 1960-х годах). [7]

Исследование 2017 года вычислило скорость течения средневекового стекла, используемого в Вестминстерском аббатстве с 1268 года. Исследование показало, что вязкость этого стекла при комнатной температуре составляла примерно 1024 Па · с , что примерно в 1016 раз меньше вязкости, чем предыдущая оценка, сделанная в 1998 году, которая была сосредоточена на натриево-кальциевом силикатном стекле. Даже при этой более низкой вязкости авторы исследования подсчитали, что максимальная скорость течения средневекового стекла составляет 1 нм за миллиард лет, что делает невозможным наблюдение в человеческом масштабе времени. [72] [73] 

Типы

Силикатные стекла

Фотография песка крупным планом
Кварцевый песок (кремнезем) является основным сырьем в производстве промышленного стекла.

Диоксид кремния (SiO 2 ) является распространенным основным компонентом стекла. Плавленый кварц — это стекло, изготовленное из химически чистого кремнезема. [68] Он имеет очень низкое тепловое расширение и отличную устойчивость к тепловому удару , способен выдерживать погружение в воду, будучи раскаленным докрасна, выдерживает высокие температуры (1000–1500 °C) и химическое выветривание, и очень твердый. Он также прозрачен для более широкого спектрального диапазона, чем обычное стекло, простираясь от видимого дальше в УФ- и ИК- диапазоны, и иногда используется там, где необходима прозрачность для этих длин волн. Плавленый кварц используется для высокотемпературных применений, таких как печные трубы, осветительные трубки, плавильные тигли и т. д. [74] Однако его высокая температура плавления (1723 °C) и вязкость затрудняют работу с ним. Поэтому, как правило, добавляют другие вещества (флюсы), чтобы снизить температуру плавления и упростить обработку стекла. [75]

Натриево-кальциевое стекло

Карбонат натрия ( Na2CO3 , «сода») является распространенной добавкой и действует для снижения температуры стеклования. Однако силикат натрия растворим в воде , поэтому известь (CaO, оксид кальция , обычно получаемый из известняка ), а также оксид магния (MgO) и оксид алюминия ( Al2O3 ) обычно добавляются для улучшения химической стойкости. Натриево-известковые стекла (Na2O ) + известь (CaO) + магнезия (MgO) + глинозем (Al2O3 ) составляют более 75% производимого стекла, содержа примерно от 70 до 74% кремнезема по весу. [ 68 ] [76] Натриево-известково-силикатное стекло прозрачно, легко формуется и наиболее подходит для оконного стекла и столовой посуды. [77] Однако оно имеет высокое тепловое расширение и плохую устойчивость к теплу. [77] Натриево-известковое стекло обычно используется для окон , бутылок , лампочек и банок . [75]

Боросиликатное стекло

См. заголовок
Мерный стакан из боросиликатного стекла Pyrex

Боросиликатные стекла ( например, Pyrex , Duran ) обычно содержат 5–13% триоксида бора ( B2O3 ). [75] Боросиликатные стекла имеют довольно низкие коэффициенты теплового расширения (7740 Pyrex КТР составляет 3,25 × 10−6 /°C [78] по сравнению с примерно 9 × 10−6 /°C для типичного натриево-кальциевого стекла [79] ). Поэтому они менее подвержены напряжению, вызванному тепловым расширением , и, таким образом, менее уязвимы к растрескиванию от теплового удара . Они обычно используются, например, для лабораторного оборудования , бытовой посуды и герметичных автомобильных фар . [75]

Свинцовое стекло

Добавление оксида свинца (II) в силикатное стекло снижает температуру плавления и вязкость расплава. [80] Высокая плотность свинцового стекла (кремнезем + оксид свинца (PbO) + оксид калия (K 2 O) + сода (Na 2 O) + оксид цинка (ZnO) + глинозем) приводит к высокой электронной плотности, а следовательно, и к высокому показателю преломления, что делает вид стеклянной посуды более блестящим и вызывает заметно большее зеркальное отражение и повышенную оптическую дисперсию . [68] [81] Свинцовое стекло обладает высокой эластичностью, что делает стеклянную посуду более податливой к обработке и вызывает чистый «звон» при ударе. Однако свинцовое стекло не может хорошо выдерживать высокие температуры. [74] Оксид свинца также способствует растворимости других оксидов металлов и используется в цветном стекле. Уменьшение вязкости расплава свинцового стекла очень значительно (примерно в 100 раз по сравнению с натриевым стеклом); это позволяет легче удалять пузырьки и работать при более низких температурах, отсюда его частое использование в качестве добавки в стекловидные эмали и стеклянные припои . Высокий ионный радиус иона Pb2 + делает его крайне неподвижным и препятствует движению других ионов; поэтому свинцовые стекла имеют высокое электрическое сопротивление, примерно на два порядка выше, чем у натриево-известкового стекла (108,5 против 106,5 Ом⋅см  , постоянный ток при 250 °C). [82]

Алюмосиликатное стекло

Алюмосиликатное стекло обычно содержит 5–10% глинозема (Al 2 O 3 ). Алюмосиликатное стекло, как правило, сложнее плавить и формовать по сравнению с боросиликатными составами, но оно обладает превосходной термостойкостью и долговечностью. [75] Алюмосиликатное стекло широко используется для производства стекловолокна , [83] используется для изготовления армированных стекловолокном пластиков (лодок, удочек и т. д.), посуды для плиты и стекла для галогенных ламп. [74] [75]

Другие оксидные добавки

Добавление бария также увеличивает показатель преломления. Оксид тория придает стеклу высокий показатель преломления и низкую дисперсию и ранее использовался в производстве высококачественных линз, но из-за своей радиоактивности был заменен оксидом лантана в современных очках. [84] Железо может быть включено в стекло для поглощения инфракрасного излучения, например, в теплопоглощающих фильтрах для кинопроекторов, в то время как оксид церия (IV) может использоваться для стекла, поглощающего ультрафиолетовые волны. [85] Фтор снижает диэлектрическую проницаемость стекла. Фтор является высоко электроотрицательным и снижает поляризуемость материала. Фторидсиликатные стекла используются в производстве интегральных схем в качестве изолятора. [86]

Стеклокерамика

Варочная панель с двумя включенными глазами
Высокопрочная стеклокерамическая варочная панель с незначительным тепловым расширением

Стеклокерамические материалы содержат как некристаллические стеклянные, так и кристаллические керамические фазы. Они образуются путем контролируемого зародышеобразования и частичной кристаллизации базового стекла путем термической обработки. [87] Кристаллические зерна часто встроены в некристаллическую межзеренную фазу границ зерен . Стеклокерамика демонстрирует выгодные термические, химические, биологические и диэлектрические свойства по сравнению с металлами или органическими полимерами. [87]

Наиболее коммерчески важным свойством стеклокерамики является ее непроницаемость для термического удара. Таким образом, стеклокерамика стала чрезвычайно полезной для приготовления пищи на столешнице и промышленных процессов. Отрицательный коэффициент теплового расширения (КТР) кристаллической керамической фазы может быть сбалансирован положительным КТР стеклообразной фазы. В определенной точке (~70% кристалличности) стеклокерамика имеет чистый КТР, близкий к нулю. Этот тип стеклокерамики демонстрирует превосходные механические свойства и может выдерживать повторяющиеся и быстрые изменения температуры до 1000 °C. [88] [87]

Стекловолокно

Стекловолокно (также называемое стеклопластиком, армированным стекловолокном, GRP) — это композитный материал, изготовленный путем армирования пластиковой смолы стеклянными волокнами . Он изготавливается путем плавления стекла и растягивания стекла в волокна. Эти волокна сплетаются в ткань и оставляются для застывания в пластиковой смоле. [89] [90] [91] Стекловолокно обладает такими свойствами, как легкость и устойчивость к коррозии, а также является хорошим изолятором, что позволяет использовать его в качестве строительного изоляционного материала и для электронных корпусов потребительских товаров. Стекловолокно изначально использовалось в Великобритании и Соединенных Штатах во время Второй мировой войны для изготовления радиопрозрачных обтекателей . Стекловолокно применяется в строительстве и конструкционных материалах, корпусах лодок, кузовных деталях автомобилей и композитных материалах для аэрокосмической промышленности. [92] [89] [91]

Стекловолоконная вата — отличный тепло- и звукоизоляционный материал, обычно используемый в зданиях (например, изоляция чердаков и полых стен ), а также в сантехнике (например, изоляция труб ) и звукоизоляции . [92] Она производится путем продавливания расплавленного стекла через мелкую сетку центростремительной силой и разрыва экструдированных стеклянных волокон на короткие отрезки с помощью потока высокоскоростного воздуха. Волокна скрепляются клеевым спреем, а полученный шерстяной мат разрезается и упаковывается в рулоны или панели. [60]

Несиликатные стекла

Компакт-диск
CD -RW (CD). Халькогенидное стекло является основой технологии твердотельной памяти перезаписываемых CD и DVD. [93]

Помимо обычных стекол на основе кремния, стекла могут образовывать и многие другие неорганические и органические материалы, включая металлы , алюминаты , фосфаты , бораты , халькогениды , фториды , германаты (стекла на основе GeO2 ), теллуриты (стекла на основе TeO2 ) , антимонаты (стекла на основе Sb2O3 ) , арсенаты (стекла на основе As2O3 ) , титанаты (стекла на основе TiO2 ) , танталаты (стекла на основе Ta2O5 ) , нитраты , карбонаты , пластики , акрил и многие другие вещества . [5] Некоторые из этих стекол (например, диоксид германия (GeO 2 , Germania), во многих отношениях структурный аналог кварцевых, фторидных , алюминатных , фосфатных , боратных и халькогенидных стекол) обладают физико-химическими свойствами, полезными для их применения в волоконно-оптических волноводах в сетях связи и других специализированных технологических приложениях. [94] [95]

Стекла без кремния часто могут иметь плохие тенденции к формированию стекла. Новые методы, включая обработку без контейнера с помощью аэродинамической левитации (охлаждение расплава, пока он плавает в потоке газа) или закалку брызгами (прессование расплава между двумя металлическими наковальнями или роликами), могут использоваться для увеличения скорости охлаждения или для уменьшения триггеров зарождения кристаллов. [96] [97] [98]

Аморфные металлы

См. заголовок
Образцы аморфного металла с миллиметровой шкалой

В прошлом небольшие партии аморфных металлов с большой площадью поверхности (ленты, провода, пленки и т. д.) производились путем внедрения чрезвычайно быстрых скоростей охлаждения. Аморфные металлические провода производились путем распыления расплавленного металла на вращающийся металлический диск. [99] [100]

Несколько сплавов были произведены в слоях толщиной более 1 миллиметра. Они известны как объемные металлические стекла (BMG). Liquidmetal Technologies продает несколько BMG на основе циркония .

Также были получены партии аморфной стали, демонстрирующие механические свойства, значительно превосходящие свойства обычных стальных сплавов. [101]

Экспериментальные данные указывают на то, что система Al-Fe-Si может претерпевать переход первого рода в аморфную форму (названную «q-стеклом») при быстром охлаждении из расплава. Изображения просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) показывают, что q-стекло зарождается из расплава в виде дискретных частиц с равномерным сферическим ростом во всех направлениях. В то время как рентгеновская дифракция выявляет изотропную природу q-стекла, существует барьер зародышеобразования , подразумевающий межфазный разрыв (или внутреннюю поверхность) между фазами стекла и расплава. [102] [103]

Полимеры

Важные полимерные стекла включают аморфные и стекловидные фармацевтические соединения. Они полезны, потому что растворимость соединения значительно увеличивается, когда оно аморфно по сравнению с тем же кристаллическим составом. Многие новые фармацевтические препараты практически нерастворимы в своих кристаллических формах. [104] Многие полимерные термопластики, знакомые для повседневного использования, представляют собой стекла. Для многих применений, таких как стеклянные бутылки или очки , полимерные стекла ( акриловое стекло , поликарбонат или полиэтилентерефталат ) являются более легкой альтернативой традиционному стеклу. [105]

Молекулярные жидкости и расплавленные соли

Молекулярные жидкости, электролиты , расплавленные соли и водные растворы представляют собой смеси различных молекул или ионов , которые не образуют ковалентную сеть, а взаимодействуют только посредством слабых сил Ван-дер-Ваальса или временных водородных связей . В смеси трех или более ионных видов разного размера и формы кристаллизация может быть настолько затруднена, что жидкость может легко переохладиться в стекло. [106] [107] Примерами являются LiCl: R H 2 O (раствор соли хлорида лития и молекул воды) в диапазоне составов 4 < R <8. [108] сахарное стекло , [109] или Ca 0,4 K 0,6 (NO 3 ) 1,4 . [110] Стеклянные электролиты в форме легированного Ba Li-стекла и легированного Ba Na-стекла были предложены в качестве решений проблем, выявленных с органическими жидкими электролитами, используемыми в современных литий-ионных аккумуляторных элементах. [111]

Производство

Выдувается раскаленный кусок стекла
Промышленные роботы выгружают флоат-стекло

После подготовки и смешивания стеклянной шихты сырье транспортируется в печь. Натриево-кальциевое стекло для массового производства плавится в стекловаренных печах . Менее крупные печи для специальных стекол включают электрические плавильные печи, горшковые печи и дневные ванны. [76] После плавления, гомогенизации и очистки (удаления пузырьков) стекло формируется . Это может быть достигнуто вручную с помощью стеклодувной обработки , которая включает в себя сбор массы горячего полурасплавленного стекла, раздувание его в пузырь с помощью полой паяльной трубки и формирование его в требуемую форму путем выдувания, качания, прокатки или формовки. Пока стекло горячее, его можно обрабатывать с помощью ручных инструментов, резать ножницами и прикреплять дополнительные детали, такие как ручки или ножки, с помощью сварки. [112] Плоское стекло для окон и аналогичных применений формируется с помощью флоат- процесса, разработанного между 1953 и 1957 годами сэром Аластером Пилкингтоном и Кеннетом Бикерстаффом из британской компании Pilkington Brothers, которые создали непрерывную ленту стекла с использованием ванны с расплавленным оловом, по которой расплавленное стекло беспрепятственно течет под действием силы тяжести. Верхняя поверхность стекла подвергается воздействию азота под давлением для получения полированной отделки. [113] Тарное стекло для обычных бутылок и банок формируется методами выдува и прессования . [114] Это стекло часто слегка модифицируется химически (с большим количеством оксида алюминия и оксида кальция) для большей водостойкости. [115]

После получения желаемой формы стекло обычно отжигают для снятия напряжений и повышения твердости и долговечности стекла. [116] Обработка поверхности, нанесение покрытий или ламинирование могут применяться для улучшения химической стойкости ( покрытия стеклянных контейнеров , внутренняя обработка стеклянных контейнеров ), прочности ( закаленное стекло , пуленепробиваемое стекло , ветровые стекла [117] ) или оптических свойств ( изоляционное остекление , антибликовое покрытие ). [118]

Новые химические составы стекла или новые методы обработки могут быть первоначально исследованы в небольших лабораторных экспериментах. Сырье для лабораторных стекольных расплавов часто отличается от того, которое используется в массовом производстве, поскольку фактор стоимости имеет низкий приоритет. В лаборатории в основном используются чистые химикаты . Необходимо следить за тем, чтобы сырье не реагировало с влагой или другими химикатами в окружающей среде (такими как оксиды и гидроксиды щелочных или щелочноземельных металлов или оксид бора ), или чтобы примеси были количественно определены (потери при прокаливании). [119] Потери от испарения во время плавки стекла следует учитывать при выборе сырья, например, селенит натрия может быть предпочтительнее легко испаряющегося диоксида селена (SeO 2 ). Кроме того, более легко реагирующее сырье может быть предпочтительнее относительно инертного , такого как гидроксид алюминия (Al(OH) 3 ) по сравнению с глиноземом (Al 2 O 3 ). Обычно плавки проводятся в платиновых тиглях, чтобы уменьшить загрязнение от материала тигля. Однородность стекла достигается путем гомогенизации смеси исходных материалов ( стеклянной шихты ), перемешивания расплава, дробления и повторной плавки первого расплава. Полученное стекло обычно отжигают, чтобы предотвратить поломку во время обработки. [119] [120]

Цвет

Цвет в стекле может быть получен путем добавления однородно распределенных электрически заряженных ионов (или цветовых центров ). В то время как обычное натриево-кальциевое стекло выглядит бесцветным в тонком сечении, примеси оксида железа (II) (FeO) дают зеленый оттенок в толстых секциях. [121] Диоксид марганца (MnO 2 ), который придает стеклу фиолетовый цвет, может быть добавлен для удаления зеленого оттенка, который дает FeO. [122] Добавки FeO и оксида хрома (III) (Cr 2 O 3 ) используются в производстве зеленых бутылок. [121] Оксид железа (III) , с другой стороны, дает желтое или желто-коричневое стекло. [123] Низкие концентрации (от 0,025 до 0,1%) оксида кобальта (CoO) дают насыщенный, глубокий синий кобальтовый цвет . [124] Хром является очень мощным красителем, дающим темно-зеленый цвет. [125] Сера в сочетании с углеродом и солями железа дает янтарное стекло от желтоватого до почти черного. [126] Стеклянный расплав также может приобрести янтарный цвет из-за восстановительной атмосферы горения. [127] Сульфид кадмия дает императорский красный , а в сочетании с селеном может давать оттенки желтого, оранжевого и красного. [121] [123] Добавка оксида меди (II) (CuO) дает бирюзовый цвет в стекле, в отличие от оксида меди (I) (Cu 2 O), который дает тусклый коричнево-красный цвет. [128]

Использует

Архитектура и окна

Листовое стекло из натриево-кальциевого сплава обычно используется в качестве прозрачного материала для остекления , как правило, в качестве окон на внешних стенах зданий. Изделия из листового стекла флоат или прокатного листа разрезаются по размеру путем надрезания и надлома материала, лазерной резки , струй воды или алмазной пилы. Стекло может быть термически или химически закалено (укреплено) для безопасности и согнуто или изогнуто во время нагрева. Поверхностные покрытия могут быть добавлены для определенных функций, таких как устойчивость к царапинам, блокировка определенных длин волн света (например, инфракрасного или ультрафиолетового ), грязеотталкивание (например, самоочищающееся стекло ) или переключаемые электрохромные покрытия. [129]

Системы структурного остекления представляют собой одно из самых значительных архитектурных новшеств современности, где стеклянные здания теперь часто доминируют над горизонтами многих современных городов . [130] Эти системы используют фитинги из нержавеющей стали, утопленные в углубления в углах стеклянных панелей, что позволяет укрепленным панелям казаться неподдерживаемыми, создавая ровный внешний вид. [130] Системы структурного остекления берут свое начало в железных и стеклянных оранжереях девятнадцатого века [131]

Посуда

Стекло является неотъемлемым компонентом столовой посуды и обычно используется для питья воды, пива и вина . [51] Бокалы для вина обычно представляют собой бокалы , то есть кубки, образованные чашей, ножкой и основанием. Хрустальное или свинцовое хрустальное стекло может быть разрезано и отполировано для получения декоративных питьевых стаканов с блестящими гранями. [132] [133] Другие виды использования стекла в столовой посуде включают графины , кувшины , тарелки и миски . [51]

Упаковка

Инертная и непроницаемая природа стекла делает его стабильным и широко используемым материалом для упаковки продуктов питания и напитков в виде стеклянных бутылок и банок . Большая часть тарного стекла — это натриево-кальциевое стекло , произведенное методами выдувки и прессования . Тарное стекло имеет более низкое содержание оксида магния и оксида натрия , чем плоское стекло, и более высокое содержание кремния , оксида кальция и оксида алюминия . [134] Более высокое содержание в нем нерастворимых в воде оксидов придает ему немного более высокую химическую стойкость к воде, что выгодно для хранения напитков и продуктов питания. Стеклянная упаковка является устойчивой, легко перерабатывается, пригодна для повторного использования и перезаполнения. [135]

В электронных приложениях стекло может использоваться в качестве подложки при производстве интегрированных пассивных устройств , тонкопленочных объемных акустических резонаторов и в качестве герметичного герметизирующего материала в корпусе устройств, [136] [137] включая очень тонкую инкапсуляцию на основе стекла интегральных схем и других полупроводников в больших объемах производства. [138]

Лаборатории

Стекло является важным материалом в научных лабораториях для изготовления экспериментальной аппаратуры, поскольку оно относительно дешево, легко формуется в требуемые формы для эксперимента, легко содержать в чистоте, может выдерживать тепловую и холодную обработку, как правило, не реагирует со многими реагентами , а его прозрачность позволяет наблюдать химические реакции и процессы. [139] [140] Лабораторная стеклянная посуда применяется для изготовления колб , чашек Петри , пробирок , пипеток , градуированных цилиндров , эмалированных металлических контейнеров для химической обработки, фракционных колонн , стеклянных труб, линий Шленка , датчиков и термометров . [141] [139] Хотя большая часть стандартной лабораторной стеклянной посуды производится серийно с 1920-х годов, ученые по-прежнему нанимают квалифицированных стеклодувов для изготовления стеклянной аппаратуры на заказ для своих экспериментальных нужд. [142]

Оптика

Стекло является вездесущим материалом в оптике из-за его способности преломлять , отражать и пропускать свет. Эти и другие оптические свойства можно контролировать, изменяя химический состав, термическую обработку и методы производства. Многочисленные применения стекла в оптике включают очки для коррекции зрения, оптику изображений (например, линзы и зеркала в телескопах , микроскопах и камерах ), волоконную оптику в телекоммуникационных технологиях и интегральную оптику . Микролинзы и оптика с градиентным показателем преломления (где показатель преломления неоднороден) находят применение, например, в считывающих оптических дисках , лазерных принтерах , копировальных аппаратах и ​​лазерных диодах . [56]

Искусство

Стекло как искусство датируется по крайней мере 1300 г. до н.э., показано в качестве примера натурального стекла, найденного в пекторали Тутанхамона, [143] которое также содержало стекловидную эмаль , то есть расплавленное цветное стекло, используемое на металлической основе. Эмалированное стекло , украшение стеклянных сосудов цветными стеклянными красками, существует с 1300 г. до н.э., [144] и было заметно в начале 20-го века со стеклом в стиле модерн и стеклом Дома Фаберже в Санкт-Петербурге, Россия. Обе техники использовались в витражах , которые достигли своего расцвета примерно с 1000 по 1550 год, до возрождения в 19-м веке.

В 19 веке произошло возрождение древних техник изготовления стекла, включая камейное стекло , впервые со времен Римской империи, изначально в основном для изделий в неоклассическом стиле. Движение ар-нуво широко использовало стекло, Рене Лалик , Эмиль Галле и Дом из Нанси в первой французской волне движения производили цветные вазы и подобные изделия, часто в технике камейного стекла или люстрового стекла . [145]

Луис Комфорт Тиффани в Америке специализировался на витражах , как светских, так и религиозных, в панелях и его знаменитых лампах. В начале 20-го века началось крупномасштабное фабричное производство стеклянного искусства такими фирмами, как Waterford и Lalique . Небольшие студии могут вручную изготавливать стеклянные произведения искусства. Методы производства стеклянного искусства включают выдувание , литье в печи, сплавление, опускание, pâte de verre , огневую обработку, горячую скульптуру и холодную обработку. Холодная обработка включает традиционную работу с витражами и другие методы формования стекла при комнатной температуре. Предметы, изготовленные из стекла, включают сосуды, пресс-папье , мрамор , бусины , скульптуры и инсталляционное искусство . [146]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Определение стекла ASTM от 1945 г.
  2. ^ ab Zallen, R. (1983). Физика аморфных твердых тел . Нью-Йорк: John Wiley. С. 1–32. ISBN 978-0-471-01968-8.
  3. ^ Cusack, NE (1987). Физика структурно неупорядоченной материи: введение . Адам Хильгер совместно с издательством Университета Сассекса. стр. 13. ISBN 978-0-85274-829-9.
  4. ^ abc Шольце, Хорст (1991). Стекло – природа, структура и свойства . Спрингер. стр. 3–5. ISBN 978-0-387-97396-8.
  5. ^ abcd Эллиот, SR (1984). Физика аморфных материалов . Longman group ltd. стр. 1–52. ISBN 0-582-44636-8.
  6. ^ Нойманн, Флорин. «Стекло: Жидкое или твердое – Наука против городской легенды». Архивировано из оригинала 9 апреля 2007 г. Получено 8 апреля 2007 г.
  7. ^ abc Гиббс, Филип. "Is glass liquid or solid?". Архивировано из оригинала 29 марта 2007 г. Получено 21 марта 2007 г.
  8. ^ "Philip Gibbs" Glass Worldwide , (май/июнь 2007), стр. 14–18
  9. ^ Salmon, PS (2002). «Порядок в беспорядке». Nature Materials . 1 (2): 87–8. doi :10.1038/nmat737. ISSN  1476-1122. PMID  12618817. S2CID  39062607.
  10. ^ Аштекар, Сумит; Скотт, Грегори; Лайдинг, Джозеф; Грюбеле, Мартин (2010). «Прямая визуализация динамики двух состояний на металлических стеклянных поверхностях значительно ниже Tg». J. Phys. Chem. Lett . 1 (13): 1941–1945. arXiv : 1006.1684 . doi :10.1021/jz100633d. S2CID  93171134.
  11. ^ Ваннони, М.; Сордини, А.; Молесини, Г. (2011). «Время релаксации и вязкость плавленого кварцевого стекла при комнатной температуре». Eur. Phys. J. E. 34 ( 9): 9–14. doi :10.1140/epje/i2011-11092-9. PMID  21947892. S2CID  2246471.
  12. ^ Андерсон, П. В. (1995). «Сквозь стекло легко». Science . 267 (5204): 1615–16. doi :10.1126/science.267.5204.1615-e. PMID  17808155. S2CID  28052338.
  13. ^ Филлипс, Дж. К. (1979). «Топология ковалентных некристаллических твердых тел I: Ближний порядок в халькогенидных сплавах». Журнал некристаллических твердых тел . 34 (2): 153. Bibcode : 1979JNCS...34..153P. doi : 10.1016/0022-3093(79)90033-4.
  14. ^ Folmer, JCW; Franzen, Stefan (2003). «Изучение полимерных стекол методом модулированной дифференциальной сканирующей калориметрии в лаборатории физической химии бакалавриата». Журнал химического образования . 80 (7): 813. Bibcode : 2003JChEd..80..813F. doi : 10.1021/ed080p813.
  15. ^ Лой, Джим. «Стекло — это жидкость?». Архивировано из оригинала 14 марта 2007 г. Получено 21 марта 2007 г.
  16. ^ «Обсидиан: магматическая порода – изображения, применение, свойства». geology.com .
  17. ^ «Импактиты: ударная брекчия, тектиты, молдавиты, обломочные конусы». geology.com .
  18. ^ Кляйн, Герман Йозеф (1 января 1881 г.). Земля, море и небо; или, Чудеса жизни и природы, тр. от нем. [Die Erde und ihr Organisches Leben] Г. Дж. Кляйна и доктора. Томе Дж. Миншалла.
  19. ^ Giaimo, Cara (30 июня 2017 г.). «Долгий, странный период полураспада тринитита». Atlas Obscura . Получено 8 июля 2017 г.
  20. ^ Роперч, Пьеррик; Гаттачека, Жером; Валенсуэла, Милларка; Девуар, Бертран; Лоранд, Жан-Пьер; Арриагада, Сезар; Рошетт, Пьер; Латорре, Клаудио; Бек, Пьер (2017). «Поверхностное остекловывание, вызванное природными пожарами на водно-болотных угодьях позднего плейстоцена пустыни Атакама». Письма о Земле и планетологии . 469 (1 июля 2017 г.): 15–26. Бибкод : 2017E&PSL.469...15R. дои : 10.1016/j.epsl.2017.04.009. S2CID  55581133.
  21. ^ abcdef Уорд-Харви, К. (2009). Основные строительные материалы. Universal-Publishers. С. 83–90. ISBN 978-1-59942-954-0.
  22. ^ «Раскопки выявили оружейную промышленность каменного века с ошеломляющим объемом производства». National Geographic News . 13 апреля 2015 г. Архивировано из оригинала 3 октября 2019 г.
  23. ^ abc Julian Henderson (2013). Древнее стекло . Cambridge University Press. С. 127–157. doi :10.1017/CBO9781139021883.006.
  24. ^ "Glass Online: The History of Glass". Архивировано из оригинала 24 октября 2011 г. Получено 29 октября 2007 г.
  25. ^ «Все о стекле | Музей стекла Корнинга». www.cmog.org .
  26. ^ Карклинс, Карлис (январь 2013 г.). «Саймон Кван – Ранний китайский фаянс и стеклянные бусины и подвески». БУСИНЫ: Журнал Общества исследователей бус .
  27. ^ Kenoyer, JM (2001). «Технологии изготовления бус в Хараппе, 3300–1900 гг. до н. э.: Сравнительный обзор». South Asian Archaeology (PDF) . Париж. стр. 157–170. Архивировано (PDF) из оригинала 8 июля 2019 г.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  28. ^ Макинтош, Джейн (2008). Древняя долина Инда: Новые перспективы. ABC-CLIO. стр. 99. ISBN 978-1-57607-907-2.
  29. ^ «Как развивалось производство стекла в бронзовом веке? - DailyHistory.org». dailyhistory.org .
  30. ^ Уайльд, Х. «Technologische Innovationen im 2. Jahrtausend v. Chr. Zur Verwendung und Verbreitung neuer Werkstoffe im ostmediterranen Raum». GOF IV, Bd 44, Висбаден, 2003 г., 25–26.
  31. ^ Дуглас, Р. В. (1972). История стеклоделия . Хенли-он-Темз: GT Foulis & Co Ltd. стр. 5. ISBN 978-0-85429-117-5.
  32. ^ Уайтхаус, Дэвид (2003). Римское стекло в Музее стекла Корнинга, том 3. Гудзон Хиллз. стр. 45. ISBN 978-0-87290-155-1.
  33. ↑ The Art Journal. Добродетель и Компания. 1888. С. 365.
  34. ^ Браун, AL (ноябрь 1921 г.). «Производство стеклянных молочных бутылок». Стекольная промышленность . 2 (11). Ashlee Publishing Company: 259.
  35. ^ Атон, Франческа, прекрасно сохранившаяся римская стеклянная чаша возрастом 2000 лет, найденная в Нидерландах , Новости искусства, 25 января 2022 г.
  36. ^ Макгриви, Нора, 2000-летняя римская чаша обнаружена неповрежденной в Нидерландах , National Geographic, 28 января 2022 г.
  37. ^ Dien, Albert E. (2007). Six Dynasties Civilization. Yale University Press. стр. 290. ISBN 978-0-300-07404-8.
  38. ^ Силберман, Нил Эшер; Бауэр, Александр А. (2012). Оксфордский компаньон по археологии. Oxford University Press. стр. 29. ISBN 978-0-19-973578-5.
  39. ^ abcd "стекло | Определение, состав и факты". Энциклопедия Британника . 2 октября 2023 г.
  40. ↑ Оливер, Роланд и Фейган, Брайан М. Африка в железном веке, около 500 г. до н. э. — 1400 г. н . э . Нью-Йорк: Cambridge University Press, стр. 187. ISBN 0-521-20598-0 . 
  41. ^ Келлер, Дэниел; Прайс, Дженнифер; Джексон, Кэролайн (2014). Соседи и преемники Рима: традиции производства и использования стекла в Европе и на Ближнем Востоке в конце 1-го тысячелетия нашей эры. Oxbow Books. стр. 1–41. ISBN 978-1-78297-398-0.
  42. ^ Тутаг, Нола Хьюз; Гамильтон, Люси (1987). Открытие витражей в Детройте . Издательство Wayne State University Press. С. 11. ISBN 978-0-8143-1875-1.
  43. ^ Паккард, Роберт Т.; Кораб, Бальтазар; Хант, Уильям Дадли (1980). Энциклопедия американской архитектуры . McGraw-Hill. С. 268. ISBN 978-0-07-048010-0.
  44. ^ ab  Одно или несколько из предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в общественном достоянии :  Chisholm, Hugh , ed. (1911). "Glass". Encyclopaedia Britannica . Vol. 12 (11th ed.). Cambridge University Press. p. 86.
  45. ^ Фрейман, Стивен (2007). Глобальная дорожная карта для керамических и стеклянных технологий. John Wiley & Sons. стр. 705. ISBN 978-0-470-10491-0.
  46. ^ "Depression Glass". Архивировано из оригинала 2 декабря 2014 года . Получено 19 октября 2007 года .
  47. ^ Гельфанд, Лиза; Дункан, Крис (2011). Устойчивая реновация: стратегии для коммерческих строительных систем и ограждающих конструкций. John Wiley & Sons. стр. 187. ISBN 978-1-118-10217-6.
  48. ^ Лим, Генри В.; Хонигсманн, Герберт; Хок, Джон Л. М. (2007). Фотодерматология. CRC Press. стр. 274. ISBN 978-1-4200-1996-4.
  49. ^ Бах, Ганс; Нейрот, Норберт (2012). Свойства оптического стекла. Springer. стр. 267. ISBN 978-3-642-57769-7.
  50. ^ Маклин, Ян С. (2008). Электронная визуализация в астрономии: детекторы и приборы. Springer Science & Business Media. стр. 78. ISBN 978-3-540-76582-0.
  51. ^ abc "Glass Applications – Glass Alliance Europe". Glassallianceeurope.eu . Получено 1 марта 2020 г. .
  52. ^ Энтерия, Наполеон; Акбарзаде, Алиакбар (2013). Науки о солнечной энергии и инженерные приложения. CRC Press. стр. 122. ISBN 978-0-203-76205-9.
  53. ^ "Производитель Gorilla Glass представляет ультратонкое и гибкое стекло Willow". Physics News . Архивировано из оригинала 6 ноября 2013 г. Получено 1 ноября 2013 г.
  54. ^ "Xensation". Schott . Архивировано из оригинала 3 ноября 2013 года . Получено 1 ноября 2013 года .
  55. ^ Фингас, Джон (19 июля 2018 г.). «Gorilla Glass 6 дает телефонам больше шансов выдержать многократные падения». Engadget.
  56. ^ abcd Бах, Ганс; Нейрот, Норберт (2012). Свойства оптического стекла. Springer. стр. 1–11. ISBN 978-3-642-57769-7.
  57. ^ Уайт, Мэри Энн (2011). Физические свойства материалов, второе издание. CRC Press. стр. 70. ISBN 978-1-4398-9532-0.
  58. ^ Картер, К. Барри; Нортон, М. Грант (2007). Керамические материалы: наука и инженерия. Springer Science & Business Media. стр. 583. ISBN 978-0-387-46271-4.
  59. ^ Майсен, Бьорн О.; Рише, Паскаль (2005). Силикатные стекла и расплавы: свойства и структура . Elsevier. стр. 10.
  60. ^ abcde "Промышленное стекло – Свойства стекла". Энциклопедия Британника .
  61. ^ Mattox, DM (2014). Справочник по обработке методом физического осаждения из паровой фазы (PVD). Cambridge University Press. стр. 60. ISBN 978-0-08-094658-0.
  62. ^ Зажицкий, Ежи (1991). Очки и стекловидное состояние. Cambridge University Press. стр. 361. ISBN 978-0-521-35582-7.
  63. ^ Томас, Альфред; Джанд, Майкл (2013). Ремонт и реконструкция после столкновений: базовый курс для техников. Cengage Learning. стр. 365. ISBN 978-1-133-60187-6.
  64. ^ ab Gardner, Irvine Clifton; Hahner, Clarence H. (1949). Исследования и разработки в области прикладной оптики и оптического стекла в Национальном бюро стандартов: обзор и библиография. Типография правительства США. стр. 13. ISBN 9780598682413.
  65. ^ Дудея, Пуджа; Гупта, Раджул К.; Минхас, Амарджит Сингх (2016). Безопасность пищевых продуктов в 21 веке: Перспектива общественного здравоохранения. Academic Press. стр. 550. ISBN 978-0-12-801846-0.
  66. ^ Bengisu, M. (2013). Инженерная керамика. Springer Science & Business Media. стр. 360. ISBN 978-3-662-04350-9.
  67. ^ Batchelor, Andrew W.; Loh, Nee Lam; Chandrasekaran, Margam (2011). Деградация материалов и ее контроль с помощью поверхностной инженерии. World Scientific. стр. 141. ISBN 978-1-908978-14-1.
  68. ^ abcd Чавла, Сохан Л. (1993). Выбор материалов для контроля коррозии. ASM International. С. 327–328. ISBN 978-1-61503-728-5.
  69. ^ Шей Сторм (2004). «Плотность стекла». The Physics Factbook: Энциклопедия научных эссе . Wikidata  Q87511351.
  70. ^ "Glass Strength". www.pilkington.com . Архивировано из оригинала 26 июля 2017 . Получено 24 ноября 2017 .
  71. ^ Кеннет Чанг (29 июля 2008 г.). «Природа стекла остается какой угодно, но не ясной». The New York Times . Архивировано из оригинала 24 апреля 2009 г. Получено 29 июля 2008 г.
  72. ^ Гульбитен, Озгур; Мауро, Джон К.; Го, Сяоджу; Боратав, Олус Н. (3 августа 2017 г.). «Вязкое течение средневекового соборного стекла». Журнал Американского керамического общества . 101 (1): 5–11. doi :10.1111/jace.15092. ISSN  0002-7820.
  73. ^ Гоча, апрель (3 августа 2017 г.). «Расчеты вязкости стекла окончательно развенчивают миф о наблюдаемом потоке в средневековых окнах». Американское керамическое общество .
  74. ^ abc "Добыча морского песка". Seafriends . 8 февраля 1994 г. Архивировано из оригинала 29 февраля 2012 г. Получено 15 мая 2012 г.
  75. ^ abcdef "Glass – Chemistry Encyclopedia". Архивировано из оригинала 2 апреля 2015 г. Получено 1 апреля 2015 г.
  76. ^ ab BHWS de Jong, «Стекло»; в «Энциклопедии промышленной химии Ульмана»; 5-е издание, т. A12, VCH Publishers, Вайнхайм, Германия, 1989, ISBN 978-3-527-20112-9 , стр. 365–432. 
  77. ^ ab Спенс, Уильям П.; Култерманн, Ева (2016). Строительные материалы, методы и приемы. Cengage Learning. стр. 510–526. ISBN 978-1-305-08627-2.
  78. ^ "Свойства стекол PYREX®, PYREXPLUS® и Low Actinic PYREX Code 7740" (PDF) . Corning, Inc. Архивировано (PDF) из оригинала 13 января 2012 г. . Получено 15 мая 2012 г. .
  79. ^ "Технические данные AR-GLAS®" (PDF) . Schott, Inc. Архивировано (PDF) из оригинала 12 июня 2012 г.
  80. ^ Шелби, Дж. Э. (2017). Введение в науку и технологию стекла. Королевское химическое общество. стр. 125. ISBN 978-0-85404-639-3.
  81. ^ Шварц, Мел (2002). Энциклопедия материалов, деталей и отделок (второе издание). CRC Press. стр. 352. ISBN 978-1-4200-1716-8.
  82. ^ Шакелфорд, Джеймс Ф.; Дормус, Роберт Х. (12 апреля 2008 г.). Керамические и стеклянные материалы: структура, свойства и обработка. Springer Science & Business Media. стр. 158. ISBN 978-0-387-73362-3.
  83. ^ Аскеланд, Дональд Р.; Фулай, Прадип П. (2008). Основы материаловедения и инженерии. Cengage Learning. стр. 485. ISBN 978-0-495-24446-2.
  84. ^ "Ингредиенты стекла – Из чего сделано стекло?". www.historyofglass.com . Архивировано из оригинала 23 апреля 2017 г. . Получено 23 апреля 2017 г. .
  85. ^ Пфендер, Хайнц Г. (1996). Schott guide to glass. Springer. стр. 135, 186. ISBN 978-0-412-62060-7. Архивировано из оригинала 25 мая 2013 . Получено 8 февраля 2011 .
  86. ^ Деринг, Роберт; Ниши, Йошио (2007). Справочник по технологии производства полупроводников. CRC Press. С. 12–13. ISBN 978-1-57444-675-3.
  87. ^ abc Холанд, Вольфрам; Билл, Джордж Х. (2012). Технология стеклокерамики. John Wiley & Sons. С. 1–38. ISBN 978-1-118-26592-5.
  88. ^ Ричерсон, Дэвид В. (1992). Современная керамическая инженерия: свойства, обработка и использование в дизайне (2-е изд.). Нью-Йорк: Dekker. С. 577–578. ISBN 978-0-8247-8634-2.
  89. ^ ab Parkyn, Brian (2013). Стеклопластики. Elsevier. С. 3–41. ISBN 978-1-4831-0298-6.
  90. ^ Майер, Рейнер М. (1993). Проектирование с использованием армированных пластиков. Springer. стр. 7. ISBN 978-0-85072-294-9.
  91. ^ ab "Properties of Matter Reading Selection: Perfect Teamwork". www.propertiesofmatter.si.edu . Архивировано из оригинала 12 мая 2016 г. Получено 25 апреля 2017 г.
  92. ^ ab "Fibreglass | glass". Энциклопедия Британника . 28 августа 2024 г.
  93. ^ Грир, А. Линдсей; Матур, Н. (2005). «Материаловедение: меняющееся лицо хамелеона». Nature . 437 (7063): 1246–1247. Bibcode :2005Natur.437.1246G. doi : 10.1038/4371246a . PMID  16251941. S2CID  6972351.
  94. ^ Ривера, VAG; Манзани, Данило (30 марта 2017 г.). Технологические достижения в области теллуритных стекол: свойства, обработка и применение. Springer. стр. 214. ISBN 978-3-319-53038-3.
  95. ^ Цзян, Синь; Лусто, Джорис; Ричардс, Билли; Джа, Анимеш (1 сентября 2009 г.). «Исследование стекол на основе оксида германия для разработки инфракрасного оптического волокна». Оптические материалы . 31 (11): 1701–1706. Bibcode : 2009OptMa..31.1701J. doi : 10.1016/j.optmat.2009.04.011.
  96. ^ JWE Drewitt; S. Jahn; L. Hennet (2019). «Конфигурационные ограничения на образование стекла в системе жидкого алюмината кальция». Журнал статистической механики: теория и эксперимент . 2019 (10): 104012. arXiv : 1909.07645 . Bibcode : 2019JSMTE..10.4012D. doi : 10.1088/1742-5468/ab47fc. S2CID  202583753.
  97. ^ CJ Benmore; JKR Weber (2017). «Аэродинамическая левитация, переохлажденные жидкости и образование стекла». Advances in Physics: X . 2 (3): 717–736. Bibcode :2017AdPhX...2..717B. doi : 10.1080/23746149.2017.1357498 .
  98. ^ Дэвис, HA; Халл Дж. Б. (1976). «Формирование, структура и кристаллизация некристаллического никеля, полученного методом закалки напылением». Журнал материаловедения . 11 (2): 707–717. Bibcode : 1976JMatS..11..215D. doi : 10.1007/BF00551430. S2CID  137403190.
  99. ^ Клемент, В. младший; Вилленс, Р. Х.; Дувез, Пол (1960). «Некристаллическая структура в затвердевших сплавах золота и кремния». Nature . 187 (4740): 869. Bibcode :1960Natur.187..869K. doi :10.1038/187869b0. S2CID  4203025.
  100. ^ Либерман, Х.; Грэм, К. (1976). «Производство лент из аморфных сплавов и влияние параметров аппаратуры на размеры лент». Труды IEEE по магнетизму . 12 (6): 921. Bibcode : 1976ITM....12..921L. doi : 10.1109/TMAG.1976.1059201.
  101. ^ Ponnambalam, V.; Poon, S. Joseph; Shiflet, Gary J. (2004). "Объемные металлические стекла на основе железа с диаметром толщины более одного сантиметра". Journal of Materials Research . 19 (5): 1320. Bibcode : 2004JMatR..19.1320P. doi : 10.1557/JMR.2004.0176. S2CID  138846816.
  102. ^ "Публикации металлургического отдела". Межведомственный отчет NIST 7127. Архивировано из оригинала 16 сентября 2008 г.
  103. ^ Менделев, MI; Шмалян, J.; Ван, CZ; Моррис, JR; KM Ho (2006). «Подвижность интерфейса и переход жидкость-стекло в однокомпонентной системе». Physical Review B. 74 ( 10): 104206. Bibcode : 2006PhRvB..74j4206M. doi : 10.1103/PhysRevB.74.104206.
  104. ^ "Основная область исследований: Полимерные стекла". www-ics.u-strasbg.fr . Архивировано из оригинала 25 мая 2016 г.
  105. ^ Каррахер, Чарльз Э. младший (2012). Введение в химию полимеров. CRC Press. стр. 274. ISBN 978-1-4665-5495-5.
  106. ^ Руби, С.Л.; Пелах, И. (2013). «Кристаллы, переохлажденные жидкости и стекла в замороженных водных растворах». В Груверман, Ирвин Дж. (ред.). Методология эффекта Мёссбауэра: Том 6 Труды шестого симпозиума по методологии эффекта Мёссбауэра Нью-Йорк Сити, 25 января 1970 г. Springer Science & Business Media. стр. 21. ISBN 978-1-4684-3159-9.
  107. ^ Левин, Гарри; Слэйд, Луиза (2013). Водные отношения в пищевых продуктах: достижения 1980-х и тенденции 1990-х. Springer Science & Business Media. стр. 226. ISBN 978-1-4899-0664-9.
  108. ^ Dupuy J, Jal J, Prével B, Aouizerat-Elarby A, Chieux P, Dianoux AJ, Legrand J (октябрь 1992 г.). «Вибрационная динамика и структурная релаксация в водных растворах электролитов в жидком, переохлажденном жидком и стеклообразном состояниях» (PDF) . Journal de Physique IV . 2 (C2): C2-179–C2-184. Bibcode : 1992JPhy4...2C.179D. doi : 10.1051/jp4:1992225. S2CID  39468740. Архивировано (PDF) из оригинала 9 мая 2020 г.Европейский семинар по стеклам и гелям.
  109. ^ Хартель, Ричард В.; Хартель, АннаКейт (2014). Candy Bites: наука о сладостях. Springer Science & Business Media. п. 38. ISBN 978-1-4614-9383-9.
  110. ^ Charbel Tengroth (2001). "Структура Ca0.4K0.6(NO3)1.4 от стекла до жидкого состояния". Phys. Rev. B. 64 ( 22): 224207. Bibcode :2001PhRvB..64v4207T. doi :10.1103/PhysRevB.64.224207.
  111. ^ "Lithium-Ion Pioneer представляет новую батарею, которая в три раза лучше". Fortune . Архивировано из оригинала 9 апреля 2017 года . Получено 6 мая 2017 года .
  112. ↑ Стеклодувное дело в Британской энциклопедии
  113. ^ "PFG Glass". Pfg.co.za. Архивировано из оригинала 6 ноября 2009 года . Получено 24 октября 2009 года .
  114. ^ Свод федеральных правил, раздел 40: Защита окружающей среды, часть 60 (разделы 60.1-конец), пересмотренный вариант от 1 июля 2011 г. Правительственная типография. Октябрь 2011 г. ISBN 978-0-16-088907-3.
  115. ^ Болл, Дуглас Дж.; Норвуд, Дэниел Л.; Стултс, Шерил Л.М.; Нагао, Ли М. (24 января 2012 г.). Справочник по выщелачиваемым и экстрагируемым веществам: оценка безопасности, квалификация и передовой опыт, применяемый к ингаляционным лекарственным препаратам. John Wiley & Sons. стр. 552. ISBN 978-0-470-17365-7.
  116. ^ Чисхолм, Хью , ред. (1911). «Стекло»  . Encyclopaedia Britannica . Том 12 (11-е изд.). Cambridge University Press. С. 87–105.
  117. ^ "лобовые стекла, как они сделаны". autoglassguru . Получено 9 февраля 2018 г. .
  118. ^ Пантано, Карло. «Обработка поверхности стекла: коммерческие процессы, используемые в производстве стекла» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 9 сентября 2015 г.
  119. ^ ab "Плавливание стекла, Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория". Depts.washington.edu. Архивировано из оригинала 5 мая 2010 года . Получено 24 октября 2009 года .
  120. ^ Флюгель, Александр. "Плавка стекла в лаборатории". Glassproperties.com. Архивировано из оригинала 13 февраля 2009 года . Получено 24 октября 2009 года .
  121. ^ abcdef Мукерджи, Свапна (2013). Наука о глинах: применение в промышленности, машиностроении и окружающей среде. Springer Science & Business Media. стр. 142. ISBN 978-9-4007-6683-9.
  122. ^ Уокер, Перрин; Тарн, Уильям Х. (1990). Справочник CRC по травителям металлов. CRC press. стр. 798. ISBN 978-1-4398-2253-1.
  123. ^ ab Langhamer, Antonín (2003). Легенда о Богемском стекле: Тысяча лет стеклоделия в сердце Европы. Tigris. стр. 273. ISBN 978-8-0860-6211-2.
  124. ^ "3. Стекло, цвет и источник кобальта". Интернет-археология .
  125. ^ Химический информационный бюллетень – Хром. Архивировано 15 августа 2017 г. на Wayback Machine www.speclab.com.
  126. ^ Дэвид М. Исситт. Вещества, используемые при изготовлении цветного стекла 1st.glassman.com.
  127. ^ Шелби, Джеймс Э. (2007). Введение в науку и технологию стекла. Королевское химическое общество. стр. 211. ISBN 978-1-84755-116-0.
  128. ^ ab Николсон, Пол Т.; Шоу, Ян (2000). Древнеегипетские материалы и технологии. Cambridge University Press. стр. 208. ISBN 978-0-521-45257-1.
  129. ^ Веллер, Бернхард; Унневер, Стефан; Таше, Силке; Харт, Кристина (2012). Стекло в строительстве: принципы, применение, примеры. Вальтер де Грютер. стр. 1–19. ISBN 978-3-0346-1571-6.
  130. ^ ab "Расцвет стеклянных зданий". Glass Times . 9 января 2017 г. Получено 1 марта 2020 г.
  131. ^ Паттерсон, Мик (2011). Фасады и ограждения из структурного стекла. Jon Wiley & Sons. стр. 29. ISBN 978-0-470-93185-1.
  132. ^ Хайнс, Майкл; Джонсон, Бо (1997). «Свинец, стекло и окружающая среда». Chemical Society Reviews . 26 (2): 145. doi :10.1039/CS9972600133.
  133. ^ "Хрустальное стекло | Декоративное искусство". Энциклопедия Британника .
  134. ^ "База данных свойств расплава стекла при высоких температурах для моделирования процессов"; Ред.: Томас П. Сьюард III и Тереза ​​Васкотт; Американское керамическое общество, Вестервилл, Огайо, 2005, ISBN 1-57498-225-7 
  135. ^ "Почему стоит выбрать Glass?". FEVE .
  136. ^ Sun, P.; et, al. (2018). «Проектирование и изготовление интегрированных пассивных устройств на основе стекла». 2018 19-я Международная конференция по технологии электронных корпусов (ICEPT) . стр. 59–63. doi :10.1109/ICEPT.2018.8480458. ISBN 978-1-5386-6386-8. S2CID  52935909.
  137. ^ Letz, M.; et, al. (2018). «Стекло в электронной упаковке и интеграции: индуктивности с высокой добротностью для согласования импеданса 2,35 ГГц в тонких стеклянных подложках толщиной 0,05 мм». IEEE 68-я конференция по электронным компонентам и технологиям (ECTC) 2018 г. стр. 1089–1096. doi :10.1109/ECTC.2018.00167. ISBN 978-1-5386-4999-2. S2CID  51972637.
  138. ^ Lundén, H.; et, al. (2014). «Новая технология сварки стекла для герметичной инкапсуляции». Труды 5-й конференции по технологиям системной интеграции электроники (ESTC) . стр. 1–4. doi :10.1109/ESTC.2014.6962719. ISBN 978-1-4799-4026-4. S2CID  9980556.
  139. ^ ab Zumdahl, Steven (2013). Руководство по лабораторной работе. Cengage Learning. стр. ix–xv. ISBN 978-1-285-69235-7.
  140. ^ "Science Under Glass". Национальный музей американской истории . 29 июля 2015 г. Архивировано из оригинала 10 марта 2020 г. Получено 4 марта 2020 г.
  141. ^ Basudeb, Karmakar (2017). Функциональные стекла и стеклокерамика: обработка, свойства и применение. Butterworth-Heinemann. стр. 3–5. ISBN 978-0-12-805207-5.
  142. ^ "Научное стеклодувное дело | Национальный музей американской истории". Americanhistory.si.edu. 17 декабря 2012 г. Архивировано из оригинала 11 марта 2020 г. Получено 4 марта 2020 г.
  143. ↑ Камень Тутанхамона намекает на космическое столкновение, BBC News , 19 июля 2006 г.
  144. ^ Самые ранние перегородчатые эмали
  145. ^ Арвас, Виктор (1996). Искусство стекла: от ар-нуво до ар-деко. Papadakis Publisher. С. 1–54. ISBN 978-1-901092-00-4.
  146. ^ "AZ of glass". Музей Виктории и Альберта . Получено 9 марта 2020 г.

Внешние ссылки