Путь человека труден и опасен, но мы преодолеем всё и доберёмся до конечной точки нашего пути – Вершине знаний.

Обыкновенное ли стекло лобовое - ока?



Обыкновенное ли стекло лобовое - ока?
Обыкновенное ли стекло лобовое - ока?

Мы привыкли к стеклу, как привыкли ко многим вещам, постоянно окружающим нас. Уже не удивляют нас прекрасные зеркальные окна, цветные витражи... Только на выставках да в ювелирных магазинах иногда поражаемся мы искусству стеклоделов, а в остальных случаях обычно просто не обращаем внимания на стекло — обычный ведь бытовой материал! Что мы знаем о стекле?

То, что оно очень прозрачно, хорошо отмывается, не пропускает воздуха, не реагирует с активными химическими веществами; знаем, что из него делают экраны телевизоров, окна, лампы, вазочки, очки, рюмки; заметили, что совсем недавно появился стеклянный кирпич.


Ну а как же все-таки делают иллюминаторы подводных лодок и космических кораблей? Как делают пуленепробиваемое стекло? Секрет прост: стекло делают многослойным. В некоторых случаях используют пакеты из стеклянных листов толщиной всего 0,05 миллиметра — тоньше обычной бумаги. Один такой лист не очень прочен, но 50 листов, склеенных особым клеем воедино, запросто противостоят огромному давлению, перепаду температур, ударам пуль и метеоритов.


Многослойные пакеты применяются и для более прозаических целей: для остекления витрин промышленных зданий, автомобилей, к примеру, так изготавливается стекло лобовое ока, а также иллюминаторы самолетов, и даже, как указано было выше, космических челноков.


Наконец, лабораторная посуда, трубы, кастрюли и сковородки, в которых можно приготовить обед, тоже делаются из этого замечательного стекла. Стекло — материал воистину неисчерпаемых возможностей.


Как возникло стекло. Кто изобрел стекло?


На этот вопрос невозможно ответить. Ученые предполагают, что стекло как таковое было впервые получено в незапамятные времена каким-то неизвестным гончаром, покрывавшим глиняную посуду глазурью, по своему составу мало чем отличавшейся от стекла.


Для этого подсохшие изделия из глины обмазывали смесью песка, соды и извести, добавляя иногда различные красящие вещества; потом их обжигали, и, может быть, гончар заинтересовался случайно полученным сгустком глазури. Он расплавил смесь песка с содой и другими материалами, из которой изготовляли глазурь, и вполне правдоподобно, что именно так была открыта новая отрасль производства — стеклоделие.


Можно предположить, что родиной стеклоделия был Ближний Восток. Здесь, недалеко от Фив, было найдено самое древнее изделие из стекла — бусина, возраст которой исчисляется в 5 500 лет! Позднее в Риме производство стекла было развито довольно широко: римские мастера изготовляли изумительной красоты стеклянные вазы, кубки и самые разнообразные безделушки, как бы сделанные из драгоценных камней.



В средние века центром мирового стеклоделия стала Венеция. Венецианские мастера делали из стекла тончайшие изделия, расписывали их эмалями, покрывали позолотой, украшали узорами из трещин, создавали узоры из цветных стеклянных нитей, закатанных в стекло. Секрет изготовления венецианского стекла хранился в строжайшей тайне: всех стеклянных дел мастеров заставляли жить на острове Мурано, близ Венеции, в полной изоляции от внешнего мира; предлогом служила забота... о пожарной безопасности города. И хотя раскрытие профессиональной тайны каралось смертью, секреты венецианских мастеров потом стали известны во Франции, затем в Германии и в Англии, а к XVII веку стекольные заводы существовали во многих странах мира.


Одно из замечательнейших свойств стекла, отличающих его от других материалов, состоит в том, что оно способно поддаваться самым разнообразным способам обработки. Стекло можно пилить, сверлить, обтачивать на токарном станке, шлифовать, полировать, реэать...


Но, пожалуй, самое замечательное свойство стекла — это то, что его можно отливать, формовать на центробежных машинах, штамповать, прокатывать и, наконец, выдувать. Кроме того, стекло можно сваривать само с собой и с различными металлами.


Как ни странно, но до сих пор среди ученых нет единого мнения об истинной структуре стекла. По одной гипотезе, структура стекла подобна структуре кристаллического тела: она представляет собой сетку, в узлах которой расположены атомы, ионы или группы атомов. Но в отличие от кристаллической сетки структурная сетка стекла неправильная (считается, что примерно такой же, но только подвижной структурой обладает и жидкость).


По другой гипотезе стекло можно рассматривать как скопление микрокристаллических образований — кристаллитов, крайне малых и сильно деформированных структурных образований. Предполагают, что в центре структура кристаллита очень близка структуре соответствующей кристаллической решетки, а граничные области имеют массу искажений — они аморфны. Существуют и другие точки зрения на строение стекла.


Что такое стекло? Стекло — твердое вещество, получившееся в результате охлаждения расплава. Но переход в твердое состояние в этом случае происходит особым образом, не согласующимся с нашими представлениями о затвердевании жидкостей. При затвердевании расплавов большинства веществ молекулы занимают совершенно определенные места и образуют так называемую кристаллическую решетку; все ее ячейки имеют одинаковую форму — куба, призмы и т. д.


В стекле же нет решетки, характерной для кристаллических веществ; нет регулярного повторения одних и тех же структурных элементов. Но и полного хаоса тоже нет в стекле — во многих отношениях оно похоже на жидкость, в которой в отличие от газа существует так называемый ближний порядок. Стекло не имеет определенной температуры плавления. Если мы возьмем кристаллы, например, поваренной соли и нагреем их до температуры плавления, то соль сразу, скачкообразно, из твердого состояния превратится в жидкость.


В отличие от стекла, кристаллическое вещество плавится при строго определенной температуре; эту температуру можно определить по резкому «плато» на графике нагревания стекла: оно не плавится при какой-то определенной температуре, а постепенно размягчается, начиная с 450°С, превращаясь в жидкость лишь при 1000 — 1400°С. Поэтому характерный горизонтальный участок на кривой нагревания кристаллического вещества для стекла заменяется наклонной кривой.


Стекло и твердеет не сразу, а лишь постепенно загустевая. Это происходит потому, что при быстром охлаждении вязкость стекла возрастает в сотни миллионов раз: частицы просто «не успевают» выстроиться правильными рядами, как уже оказываются в буквальном смысле слова застывшими на своих местах. Стекло сохраняет неизменной ту структуру, которую оно имело в жидком состоянии.


Если жидкое стекло охлаждать очень медленно, например несколько дней, то в результате получится кристаллическая масса, не имеющая ничего общего с обычным стеклом. Процесс кристаллизации стекла называется «расстекловыванием»


Иначе говоря, наше представление о стекле как о самом хрупком материале не совсем верно. Недалеко, наверное, то время, когда мы вообще забудем о том, что стекло хрупко...


А между тем стекло уже далеко не тот материал, который был известен на протяжении веков. Ему научились придавать новые, порой невероятные свойства: например, необычайную прочность; способность служить и изолятором, и полупроводником; защищать и от радиации, и от ослепительного света при атомных вспышках...



__________________________





Все материалы взяты из открытых источников и представлены исключительно в ознакомительных целях. Все права на книги принадлежат их авторам и издательствам.



Вход в систему