• sub_head_bg

Stiklo raidos istorija

Pirmasis stiklo gamintojas pasaulyje buvo senovės egiptiečiai. Stiklo išvaizda ir naudojimas žmogaus gyvenime yra daugiau nei 4000 metų. Mažos stiklo karoliukai buvo atkasti Mesopotamijos ir senovės Egipto liekanose prieš 4000 metų.

XII amžiuje po Kristaus pasirodė komercinis stiklas, kuris pradėjo tapti pramonine medžiaga. XVIII amžiuje, siekiant patenkinti teleskopų gamybos poreikius, buvo pagamintas optinis stiklas. 1874 m. Belgija pirmą kartą gamino plokščią stiklą. 1906 m. JAV pagamino plokščio stiklo įvedimo mašiną. Nuo to laiko per industrializaciją ir didelę stiklo gamybą vienas po kito buvo pristatomas įvairios paskirties ir savybių stiklas. Šiais laikais stiklas tapo svarbia medžiaga kasdieniniame gyvenime, gamyboje, mokslo ir technologijų srityse.

Daugiau nei prieš 3000 metų Viduržemio jūros pakrantėje esančia Beluso upe plaukė Europos finikiečių prekybos laivas, prikrautas krištolo mineralinės „natūralios soda“. Dėl atoslūgio prekybos laivas užplaukė ant seklumos, todėl įgula vienas po kito lipo į paplūdimį. Kai kurie įgulos nariai taip pat atsinešė katilą, atvežė malkų ir naudojo kelis „natūralios sodos“ gabalus kaip atramą katilui gaminti paplūdimyje.

Kai jie ketino susikrauti daiktus ir įlipti į laivą, kad galėtų toliau plaukioti, kažkas staiga sušuko: „Žiūrėk, visi, ant smėlio, esančio po puodu, yra kažkas krištolo skaidrumo ir spindi!“ Įgulai baigus valgyti, potvynis ėmė kilti. .

Įgula atnešė šiuos mirksinčius daiktus į laivą, kad atidžiai juos ištirtų. Jie nustatė, kad prie šių blizgančių dalykų buvo prilipęs šiek tiek kvarcinio smėlio ir ištirpusios natūralios sodos. Pasirodo, kad šie blizgantys dalykai yra natūrali soda, kuria jie gamindavo puodų laikiklius gamindami maistą. Veikdami liepsna, jie chemiškai reaguoja su kvarco smėliu paplūdimyje. Tai originalus stiklas. Vėliau finikiečiai sujungė kvarcinį smėlį ir natūralią soda, o paskui juos ištirpdė specialioje krosnyje, kad pagamintų stiklinius rutulius, kurie finikiečiams padarė didelę laimę.

Maždaug IV amžiuje senovės romėnai pradėjo taikyti duris ir langus. Iki 1291 m. Italijos stiklo gamybos technologija buvo labai išvystyta.

Tokiu būdu Italijos stiklo amatininkai buvo pakeisti stiklo gamyba izoliuotoje saloje, ir jiems nebuvo leista palikti šios salos per savo gyvenimą.

1688 m. Žmogus, vardu Nafas, išrado didelių stiklo luitų gamybos procesą. Nuo tada stiklas tapo įprastu objektu.
Šimtus metų žmonės visada manė, kad stiklas yra žalias ir jo negalima pakeisti. Vėliau buvo atrasta, kad žalia spalva atsirado dėl nedidelio geležies kiekio žaliavoje, o dvivalentės geležies junginys stiklą padarė žalią. Įpylus mangano dioksido, pirminė dvivalenčio geležies paverčiama trivalentine geležimi ir atrodo geltona, o keturvalentis - iki trivalenčio mangano ir atrodo purpurinis. Optiškai geltona ir violetinė spalva gali tam tikru laipsniu papildyti vienas kitą, o sumaišius baltą šviesą, stiklas nesudaro spalvos. Tačiau po kelerių metų trivalentį manganą ir toliau oksiduos oras, o geltonasis palaipsniui didės, todėl tų senovinių namų langų stiklas bus šiek tiek geltonas.

Bendrasis stiklas yra netaisyklingos struktūros amorfinė kieta medžiaga (mikroskopiniu požiūriu stiklas taip pat yra skystis). Jo molekulės neturi ilgo nuotolio tvarkingo išdėstymo erdvėje kaip kristalai, tačiau yra panašios į skysčius, turinčius mažo nuotolio seką. Stiklas išlaiko specifinę formą kaip kieta medžiaga ir neteka su gravitacija kaip skystis.

Izotropinis
Stiklo molekulinis išsidėstymas yra netaisyklingas, jo molekulės erdvėje yra statistiškai vienodos. Idealiomis sąlygomis fizikinės ir cheminės homogeninio stiklo savybės (pvz., Lūžio rodiklis, kietumas, elastingumo modulis, šiluminio plėtimosi koeficientas, šilumos laidumas, elektros laidumas ir kt.) Yra vienodos visomis kryptimis.

Nėra fiksuotos lydymosi temperatūros
Kadangi stiklas yra mišinys ir amorfiškas, jis neturi fiksuoto virimo taško. Stiklas virsta kietu skysčiu tam tikrame temperatūros diapazone (ty minkštėjimo temperatūros diapazone). Skirtingai nuo kristalinių medžiagų, ji neturi fiksuoto lydymosi taško. Minkštėjimo temperatūros diapazonas yra Tg ~ T1, Tg yra pereinamoji temperatūra, T1 yra skysčio temperatūra, o atitinkama klampa yra atitinkamai 10dPa · s ir 10dPa · s.

Metastabilumas
Stiklinė medžiaga paprastai gaunama greitai atvėsus išlydytam kūnui. Kai išlydyta būsena pasikeičia į stiklinę būseną, aušinimo metu klampa smarkiai padidėja, o dalelės yra per vėlai reguliariai išdėstomos, kad susidarytų kristalai, neišleisdami latentinės kristalizacijos šilumos. Todėl stiklo būsenos medžiagos turi didesnę vidinę energiją nei kristalinės medžiagos, o jų energija yra tarp išlydytos būsenos ir kristalinės būsenos, kuri yra metastabili būsena. Mechaniniu požiūriu stiklas yra nestabili didelės energijos būsena. Pavyzdžiui, yra tendencija transformuotis iš mažai energijos turinčios būsenos, tai yra, tendencija kristalizuotis. Todėl stiklas yra metastabili kieta medžiaga.

Palaipsniui grįžtama
Stiklinės medžiagos procesas nuo išlydytos iki kietos būsenos yra laipsniškas, o jos fizinės ir cheminės savybės taip pat keičiasi nuolat ir laipsniškai. Tai akivaizdžiai skiriasi nuo lydalo kristalizacijos proceso. Kristalizacijos procesas neišvengiamai pasirodys nauja faze, ir daugelis savybių staiga pasikeis netoli kristalizacijos temperatūros. Stiklinė medžiaga nuo išlydytos būsenos iki kietos būsenos baigiasi plačiu temperatūros diapazonu. Temperatūrai palaipsniui mažėjant, stiklo lydymosi klampa palaipsniui didėja ir galiausiai susidaro vientisas stiklas, tačiau procese nesusidaro nauja fazė. Priešingai, stiklo kaitinimo procesas taip pat laipsniškas.


Skelbimo laikas: 2020 m. Rugsėjo 15 d