STAN SZKLISTY Wszystkie substancje znajdujące się w stanie szklistym charakteryzują się kilkoma wspólnymi cechami, a mianowicie: A)są izotropowe, tj. ich właściwości są jednakowe we wszystkich kierunkach, dlatego, że ich struktura we wszystkich kierunkach średnio jest jednorodna, B)topią się i krzepną w sposób odwracalny, a więc wytrzymują wielokrotne rozgrzewanie do stanu stopienia, a po chłodzeniu w jednakowych warunkach ponownie osiągają początkowe właściwości. C)przy ogrzewaniu nie topią się tak jak kryształy, lecz stopniowo miękną przechodząc ze stanu kruchego w ciągliwy stan o dużej lepkości i w końcu w stan ciekły, przy czym nie tylko lepkość, ale i inne właściwości fizykochemiczne zmieniają się w sposób ciągły,
Szkło jest to substancja amorficzna otrzymywana ze stopionej mieszaniny odpowiednich materiałów, która po ochłodzeniu do stanu stałego przechodzi w stan szklisty.
Skład chemiczny szkieł. Najważniejszym materiałem szkłotwórczym jest krzemionka (SiO2) wchodząca w skład wszystkich szkieł. Do materiałów szkłotwórczych zaliczamy także: trójtlenek boru, stopy SiO2 i B2O3 z tlenkami potasowców wapniowców oraz z tlenkiem ołowiu, a także dwutlenek germanu, pięciotlenek fosforu, tlenki arsenu i fluorek berylu.
Zalety szkła: a)odporność na czynniki atmosferyczne, b)odporność na działanie kwasów ( z wyjątkiem fluorowodorowego) i zasad, c)odporność na działanie wysokich temperatur, d)przezroczystość, e)niepalność, f)łatwość kształtowania w stanie plastycznym, g)nieprzenikalność cieczy i gazów, h)mała przewodność cieplna i elektryczna.
Wady szkła: a)kruchość, b)wrażliwość na naprężenia temperaturowe.
Właściwości szkła. Gęstość szkła waha się w granicach 2,1 - 6,5 g/cm3. Jego współczynnik rozszerzalności cieplnej od 5 do 10*10-6ႰC1. Średnia twardość Mohsa najczęściej wynosi 6. Wytrzymałość na rozciąganie 40 -100 MPa, a wytrzymałość na ściskanie 600 - 12000 MPa.
Budowa szkła: A)szkła w bliskim atomowym otoczeniu (pierwsze sfery koordynacyjne) przypominają strukturę odpowiednich kryształów o takim samym składzie chemicznym, ale różnią się od kryształów brakiem dalszego uporządkowania symetrii, B)szkła nie są tworzywami krystalicznymi, lecz stanowią skrzepniętą w temperaturze powstawania szkła ciecz, której struktura fizyczna i chemiczna w procesie powstawania szkła i ochładzania zmienia się w sposób ciągły stały, C)szkła nieorganiczne są to złożone układy wieloskładnikowe, a to determinuje istnienie w nich różnego typu wiązań, wśród których jako główne występują krzemotlenowe, borotlenowe i inne jonowo-kowalencyjne wiązania tworzące spolimeryzowaną strukturę, D) wieloskładnikowość szkieł i ich stopów doprowadza do powstawania w różnych stadiach układów mikrolikwacyjnych, w wyniku czego pojawiają się mikroniejednorodności w ich strukturze.
Struktura szkła. Szkła posiadają bezpostaciową ciągłą strukturę. Siec wewnętrzna najprostszych szkieł składa się z wzajemnie połączonych czworościanów lub trójkątów.
Procesu produkcji szkła składa się z następujących procesów: A)składowanie surowców, B)przygotowanie surowców, C)sporządzanie zestawu, D)topienie, E)formowanie wyrobów, F)odprężanie wyrobów G)hartowanie wyrobów, H)wykańczanie wyrobów, I)kontrola jakości, J)pakowanie wyrobów, K)magazynowanie i ekspedycja
Szkło hartowane - o większej wytrzymałości mechanicznej i większej odporności na powierzchniową różnicę temperatur. Otrzymywane przez poddanie szkła zwykłego odpowiedniej obróbce termicznej polegającej na podgrzaniu do temperatury 620 - 680°c i bardzo szybkim schłodzeniu sprężonym powietrzem - co powoduje zmianę jego mikrostruktury - tworzy się bardzo regularna sieć drobnych kryształków krzemionki poprzedzielana niewielkimi domenami fazy amorficznej. Na skutek takiej wysoce krystalicznej struktury, przy rozbiciu szkło to rozpada się na małe kawałeczki o nieostrych krawędziach. Używane w budownictwie i do produkcji szyb samochodowych.
Zastosowanie szkła: 1.Szkło budowlane: Szkło okienne jest bezbarwne, o powierzchniach równych i gładkich. Nie powinno powodować zniekształceń obiektów oglądanych przez nie. Szkło zbrojone 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. Szkło na elementy budowlane Są to kształtki budowlane, które stosuje się jako elementy wypełniające i jednocześnie doświetlające. Dają się łatwo łączyć z innymi elementami wypełniającymi. Szkło matowe Płyty szklane przejrzyste lecz nie przezroczyste. Są stosowane do szklenia otworów wszędzie tam gdzie chodzi o przepuszczenie światła rozproszonego. 2.Szkło gospodarcze: 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. 3.Szkło techniczne: szkło laboratoryjne Szkło to jest wysokoodporne na działanie odczynników chemicznych i wody, wykazuje mały współczynnik rozszerzalności termiczne i są odporne na działanie wysokiej temperatury. Szkło elektrotechniczne na izolatory Cechuje się wysokim oporem właściwym, małą stratnością dielektryczną i dużą wytrzymałością mechaniczną. Stosowane jest na izolatory nisko- i wysokonapięciowe. Szkło elektropróżniowe Stosowane jest na lampy radiowe, lampy kineskopowe, rurki neonowe, na elementy urządzeń próżnioszczelnych łączonych z kowarem, molibdenem i wolframem. Szkło optyczne Stosuje się je do produkcji soczewek, pryzmatów, luster i innych elementów przyrządów optycznych. Szkło kwarcowe jest bardzo odporne na działanie rozcieńczonych kwasów ale mało odporne na działanie zasad, odporne na zmiany temperatury i na działanie wysokie temperatury. Stosuje się je na elementy przyrządów optycznych, elementy laboratoryjne odporne cieplnie i chemicznie, w radiotechnice i w lampach kwarcowych. Szkło specjalne Możemy tu wyróżnić: szkło dezometryczne, które ciemnieje pod wpływem promieniowania jonizującego, lustrzane, ognioodporne o bardzo małym współczynniku rozszerzalności cieplnej, ochronne - pochłaniające promieniowanie podczerwone, rentgenowskie i nadfioletowe, strzykawkowe, na termometry, ampułkowe. 4.Szkło na opakowania: Wykorzystuje się je w przemysłach chemicznym, spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym do pakowania produktów. Zaletą tych szkieł jest możliwość wielokrotnego użytkowania, przejrzystość, stosunkowo duża wytrzymałość mechaniczna, niska cena.