Скло - що таке і як робиться? Властивості скла

Кожен з нас не раз зустрічав скло. Що таке цей крихкий і прозорий матеріал, знає будь-який школяр. Ми кожен день бачимо його в дзеркалах, вікнах, в посуді і елементах меблів, але добре ми знайомі з ним? Як воно здійснюється, що являє собою і які властивості скла?

Що значить це слово

Існує чимало довідкових матеріалів, які можуть допомогти в цьому питанні. Яке ж значення слова "скло" по одному з найбільш популярних джерел? Словник Ожегова характеризує цю речовину як твердий матеріал, що отримується з кварцового піску, змішаного з оксидами деяких металів. Навіть визначення дає деяке уявлення про спосіб виробництва даного матеріалу. Але до цієї теми ми перейдемо пізніше.


Напевно усі звикли, що скло – прозорий матеріал. Але зверніть увагу – словник Ожегова не дає такого уточнення. Скло може бути не тільки прозорим, але також кольоровим або матовим. А ось склад матеріалу при цьому відрізняється несуттєво.

Із чого роблять скло

Стандартний склад скла являє собою суміш чистого кварцового піску, вапна і соди. Для зміни властивостей матеріалу можуть використовуватися різні добавки. Але все-таки основним складовим компонентом є саме чистий річковий пісок. Його кількість становить приблизно 75% від усієї суміші. Сода дозволяє знизити температуру плавлення піску майже в 2 рази. Вапно захищає скло від впливу більшості хімічних речовин, а також додає міцності і блиску. Додаткові домішки:

Марганець. Його додають в скло для отримання специфічного зеленого відтінку. Для отримання інших кольорів може використовуватися нікель або хром.

Свинець надає склу додатковий блиск і характерний дзвін. Матеріал виходить більш холодним на дотик. Скло з домішкою свинцю називається кришталь.

Оксид борної кислоти також надає матеріалу додатковий блиск і прозорість, при цьому знижуючи коефіцієнт теплового розширення виробів.

Історія виробництва скла

Ще 6000 років тому люди вміли створювати цей красивий і крихкий матеріал. Звичайно, його зовнішній вигляд дещо відрізнявся від сучасного скла, оскільки в Стародавньому Єгипті і Месопотамії не було обладнання для якісного очищення піску та інших інструментів. Тим не менш виробництво скла почалося саме там. Завдяки стійкості до впливів навколишнього середовища цей матеріал дав історикам уявлення про культуру і технічних можливостях найдавніших народів.


У Росії перший завод з виробництва скла з'явився в 1636 році. Він був розташований недалеко від Москви. Там створювалися посуд і шибки. Великий розвиток ця галузь промисловості отримала за Петра I. Тільки в 1859 році винахід насоса високого тиску дозволило створювати скло без участі склодувів. Це значно спростило виробництво. А на початку 19 століття було виявлено цікаву властивість матеріалу – якщо готовий виріб розігріти до певної температури, механічні властивості скла підвищаться на 400%.

Сучасне виробництво

Технології зробили крок далеко вперед, що дозволило створювати будь-які матеріали у величезних кількостях і з найменшими затратами людських сил. В даний час існує чимало заводів, на яких за стандартною налагодженої технології створюється скло. Що таке сучасний матеріал, що отримується з розплавленого кварцитовими піску, дізнаємося, ознайомившись з технологією. Як приклад візьмемо листовий матеріал.
Виробництво скла за етапами:

Всі необхідні інгредієнти завантажують у піч і розігрівають, поки не утвориться однорідна рідка маса.

У спеціальному гомогенизаторе цей сплав перемішують до однорідного стану.

Отриману масу виливають в плоску ємність, на дні якої знаходиться розплавлене олово. Там скло розподіляється, утворюючи рівномірний тонкий шар.

Остиглий і затверділий матеріал відправляється на конвеєр. Там проводиться контроль товщини скла і нарізка. Матеріал, який не пройшов перевірку, а також браковані деталі відправляються на переплавку.

Проводиться остання перевірка якості, після чого скло надходить на склад готової продукції.

Види скла

В даний час цей матеріал є одним з найбільш поширених. Не дивно, що існують різні типи скла, відрізняються як за зовнішнім виглядом, так і за фізичними властивостями. Ось деякі з них:

Кришталеве скло. Це матеріал, що містить у своєму складі свинець. Про нього ми говорили вище.

Кварцове скло. Містить в складі найчистіший пісок, завдяки чому відрізняється високою міцністю. Здатна витримувати перепади температури, тому використовується для створення оптичних приладів, лабораторного посуду та вікон.

Піноскло. Легкий будівельний матеріал, який може бути використаний як для оздоблення, так і для кладки стін та підлоги. Містить в складі велику кількість порожнин, завдяки чому має високі тепло - і звукоізоляційні властивості.

Скловата. Об'ємний матеріал, що складається з тонких і дуже міцних ниток. Вогнестійка, тому використовується не тільки в будівництві, але і при пошитті одягу пожежників і зварювальників.

Застосування скла

Залежно від властивостей і зовнішнього вигляду цього матеріалу можна знайти майже будь-яке застосування. Основний споживач виготовляється в наш час скла – будівельна галузь. У ній використовується більш половини виготовленого матеріалу. Його призначення може бути найрізноманітнішим – облицювання стін, засклення вікон, зведення стін з пустотілих цеглин, теплоізоляція і т. д. До будівельної галузі можна віднести і вітражне скло. Що таке готичне вікно, знають, напевно, всі. Як правило, воно викладено з великої кількості кольорових скелець. В наш час вітражі не втратили своєї актуальності і використовуються як в будівництві, так і у виробництві меблів.
На другому місці за популярністю йдуть скляні судини різного призначення. Трохи менше виробляється посуду. Варто відзначити, що в хімічній галузі скло є незамінним матеріалом, оскільки воно стійко до більшості реагентів.

Фізичні властивості

Як і будь-який інший матеріал, скло володіє рядом якостей, які необхідно знати, перш ніж використовувати його в тій чи іншій області.

Щільність. Може змінюватись в залежності від складу суміші і способу виготовлення. Значення щільності скла може коливатися від 220 до 650 кг/м 3 .

Крихкість. Ця характеристика є відмінною особливістю скла і обмежує його застосування в будівельній галузі. В даний час вченими створюються більш складні сплави, максимально збільшують міцність матеріалу.

Термостійкість. Звичайне скло витримує температуру до 90 про С. Після обробки термічні властивості матеріалу значно підвищуються. Наприклад, промислове скло здатне витримувати температуру понад 200 про С.

Цікаві факти

Ми дізналися багато про скло – що таке, як виробляється і якими властивостями володіє. Саме час трохи відволіктися і ознайомитися з найбільш цікавими фактами про цьому дуже поширеному матеріалі. Мало хто знає, що:

Швидкість руху тріщини по розбитому склу становить 4828 км/ч.

Час розкладання цього матеріалу становить приблизно мільйон років.

Скло можна неодноразово переплавляти практично без втрати якості. В цьому відношенні у нього майже немає аналогів.

Будучи аморфним матеріалом, розплавлене скло не затвердіє при швидкому охолодженні. Для цього потрібні спеціальні умови.

Скло не дарма так активно використовується в будівництві та інших сферах життя людини. Напевно, вона ще довго буде залишатися одним з найбільш популярних матеріалів. На користь цього твердження говорять міцність, довговічність і відносна простота виготовлення скла, пов'язана з тим, що компоненти для його створення присутні на Землі у великій кількості.