Szkła mogą być uważane za odmianę materiałów ceramicznych, pomimo
przewagi struktury bezpostaciowej nad krystaliczną. Stan struktury szkieł
jest pośredni między stanami ciekłym i stałym. Stan ten nie jest stanem
równowagi i jest osiągany przez powstrzymanie krystalizacji, w wyniku
szybkiego chłodzenia w zakresie temperatury krzepnięcia.

Sieć wewnętrzna najprostszych szkieł składa się z wzajemnie
połączonych czworościanów lub trójkątów.

Rys. 1 Struktura szkieł

•Gęstość 2.1 –6.5 g/cm3(najczęściej 2.5 g/cm3),

•Współczynnik rozszerzalności cieplnej 0,06 do 1x10

-6

-1

•Wytrzymałość na rozciąganie 40-100 MPa (po hartowaniu
300MPa),

•Średnia twardość Mohsa najczęściej wynosi 6.

•wytrzymałość na ściskanie 600-1200 MPa.

Fot. 1 Krawędzie szkła

Zalety szkła to:

- odporność na czynniki atmosferyczne,
- odporność na działanie kwasów( z wyjątkiem
fluorowodorowego) i zasad,
- odporność na działanie wysokich temperatur,
- przezroczystość, niepalność,
- mała przewodność cieplna i elektryczna,
- nieprzenikalność cieczy i gazów,
- łatwość kształtowania w stanie plastycznym.

Wady szkła to:

- kruchość,
- wrażliwość na naprężenia temperaturowe.

Barwę szkłu nadają różne składniki.

Po dodaniu:

- manganu(Mn) i niklu(Ni) szkło zabarwi się na fioletowo,

- żelaza(Fe) i chromu(Cr) na zielono.

Naukowcy opracowali jeszcze wiele innych kombinacji
łączenia pierwiastków do otrzymywania różnych kolorów
szkła. Dla otrzymania jeszcze większej ilości odcieni szkła
dodaje się też bieli cynkowej (ZnO), substancji barwiących
oraz odbarwiających. W ten właśnie sposób możemy
otrzymać każdy kolor, który jest nam potrzebny.

Fot. 2 Szkło barwione

Podział szkieł ze względu na skład
chemiczny:
-kwarcowe,
-krzemowo-sodowo-wapniowe,
-borowe,
-krzemowo-glinowo-sodowe,
-litowe i inne.

Podział szkieł ze względu na
zastosowanie:
-szkła techniczne,
-szkła budowlane,
-szkła gospodarcze,
-szkła do wyrobu opakowań.

Czynnikiem decydującym o postaci otrzymanego szkła
jest prędkość stygnięcia.

Gdy pozwolimy szkłu stygnąć powoli, to otrzymamy
nieprzezroczysty kryształ ciała stałego.

Szybkie stygnięcie zapobiega krystalizacji i zachowuje
takie cechy cieczy jak przejrzystość – w efekcie
uzyskujemy znane nam szkło.

Materiał z którego produkuje się typowe szkło
butelkowe
składa się w
50% z piasku (głównie krzemionka, czyli dwutlenek
krzemu),
16% sody amoniakalnej (węglan sodu),
12% węglanu wapnia,
18% potłuczonych odpadów szklanych
4% innych substancji.

Fot. 3 Szkło butelkowe

Produkcja butelek w procesie podwójnego dmuchania.
W pierwszej fazie powstaje szyjka, następnie przez
szyjkę wdmuchuje się powietrze, aby powstał
półfabrykat, któremu po przeniesieniu do formy
właściwej nadaje się ostateczny kształt.

Rys. 2 Proces podwójnego dmuchania butelek

Produkcja szkła płaskiego

Produkcja szkła płaskiego - załadowanie piasku, wapienia i sody
bezwodnej (a) do pieca (b); warstwa stopionego szkła zastyga na
powierzchni stopionej cyny (c) po zastosowaniu chłodzenia (d);
dalsze chłodzenie na wałkach (e); cięcie szkła przecinakiem (f)

Rys. 3 Schemat lini produkcyjnej szkła płaskiego

Fot. 4 Huta szkła

Obróbka cieplna szkła polegająca na nagrzaniu szkła do
temperatury odprężania (620-680 °C zależnie od składu
chemicznego), następnie gwałtownym ochłodzeniu sprężonym
powietrzem.

. Cechy charakterystyczne szkła hartowanego to:

- wytrzymałość na zginanie 6 do 8 razy wyższa niż przed
hartowaniem,
- rozpada się na drobne kawałki nie powodując okaleczeń,
- 5 do 7 razy wyższa odporność na uderzenia od szkła zwykłego
- dobra odporność na szoki cieplne.

Szkło okienne jest bezbarwne, o
powierzchniach równych i gładkich.

Nie powinno powodować
zniekształceń obiektów
przez nie oglądanych.

Fot. 5 Szkło okienne

Szkło w które przed walcowaniem
wprowadza się siatkę stalową. Jest
stosowane do oszkleń poziomych i
pionowych w budownictwie
przemysłowym. Jest to szkło
ognioodporne, a przy uderzeniu
tłucze się ale nie rozlatuje na kawałki
ponieważ jest podtrzymywane przez
wtopioną siatkę.

Fot.6 Siatka stalowa w
szkle zbrojonym

Jest to najczęściej szkło krzemowo-
sodowo-wapniowe czasami z
dodatkami zwiększającymi
przezroczystość i połysk. Stosowane
jest ono najczęściej do wyrobu
przedmiotów ozdobnych i
gospodarstwa domowego.

Fot.7 Wyroby ze szkła
gospodarczego

Fot. 8 Produkcja kieliszków

Szkło to jest wysokoodporne na
działanie odczynników
chemicznych i wody, wykazuje
mały współczynnik rozszerzalności
termiczne i sąodporne na działanie
wysokiej temperatury.

Fot. 9 Wyroby ze szkła
laboratoryjnego

Stosuje się je do produkcji
soczewek, pryzmatów, luster i
innych elementów przyrządów
optycznych

Fot. 10 Soczewka kontaktowa

Ceramika szklana zwana też
dewitryfikatami lub pyroceramiką
powstaje przez krystalizację(odszklenie)
masy szklanej w ściśle określony sposób,
umożliwiający utworzenie struktury
bardzo drobno-ziarnistej, bez
porowatości, z pozostałością tylko ok.
2% fazy szklistej. Dewitryfikaty łączą
naturę ceramik krystalicznych i szkieł.

Fot. 11 Ceramika szklana

Dewitryfikaty

stanowią

nową

grupę
materiałów (opracowanąw 1960r.)
o lepszych właściwościach
fizycznych i mechanicznych od
szkła

ceramiki

tradycyjnej.

Ponadto,
stosowane metody wytwarzania,
oparte na technice formowania
szkła,
mają wiele cech korzystniejszych
od

metod

stosowanych

produkcji
zwykłych odmian ceramiki.

Fot. 12 Dewitryfikaty

Dewitryfikaty stosowane są do:

-wyrobu naczyń kuchennych i stołowych;
-na izolatory;
-do budowy wymienników ciepła;
-w technice jądrowej, do produkcji prętów kontrolnych
dla reaktorów atomowych;
-na powierzchnie ślizgowe łożysk i wirniki pomp;
-w przemyśle chemicznym i petrochemicznym-do
produkcji rur rurociągów;
-w przemyśle tekstylnym do wytwarzania prowadników
do nici, filierekdo wyciągania włókien syntetycznych,
itp.;
-do wytwarzania stożków rakiet i pocisków
sterowanych;
-na podłoża obwodów drukowanych i innych
elementów elektronicznych.

Fot 13. Izolatory porcelanowe