Ludzie od dawna fascynowali się właściwościami szkła, które można było stosować w różnych dziedzinach życia. Szkło możemy znaleźć w zwykłej kuchennej szafce, jak i w specjalistycznym laboratorium. Pomaga w pracy biegłym sądowym, farmaceutom, architektom i artystom. Jego właściwości możemy podzielić, jak u większości substancji, na fizyczne i chemiczne.

Temperatura zeszklenia

W temperaturze zeszklenia (temperaturze witryfikacji) o symbolu TIndeks dolny g_g następuje przejście ze stanu ciekłego lub plastycznego do szklistego. Zmiana ta jest wynikiem nagłego wzrostu lepkościlepkośćlepkości cieczy.

RfSHkW6ZwNgvl

Wykres przedstawiający zmianę pojemności cieplnej. Na osi poziomej zaznaczono temperaturę, na osi pionowej objętość. Wraz ze wzrostem temperatury pojemność cieplna rośnie. Dla kryształu zależność jest liniowa i stanowi ją prosta nachylona do osi poziomej pod kątem ostrym, przecinająca punkt wyznaczający temperaturę $T_G$ i dochodząca do punktu $T_M$. Dla szkła fragment wykresu jest równoległy do wykresu dla kryształu, jednak przypisane są mu większe wartości. Prosta poprowadzona jest od obszaru obok osi pionowej do punktu wyznaczającego $T_G$. Dalej od tegoż punktu odchodzi odcinek o większym nachyleniu do osi poziomej wyznaczająca wykres dla cieczy przechłodzonej. Odcinek ten kończy się w punkcie $T_M$. Od punktu $T_M$ wykres odpowiada cieczy. i jest przedłużeniem odcinka $T_G$; $T_M$.

Zeszkleniu nie towarzyszy, dający się zmierzyć, energetyczny efekt cieplny. Obserwujemy natomiast nagłą zmianę pojemności cieplnejpojemność cieplna (Cv)pojemności cieplnej.

Metoda badania

W praktyce temperaturę zeszklenia wyznacza się zwykle metodą skaningowej kalorymetrii różnicowejskaningowa kalorymetria różnicowametodą skaningowej kalorymetrii różnicowej.

R1aANojYIFBnQ

Ilustracja przedstawia kalorymetr różnicowy. Składa się on z dwóch komór pomiarowych. Po lewej stronie znajduje się komora dla badanej próbki. Natomiast po prawej - dla próbki kontrolnej. Komory mają od dołu prostopadłościenny kształt, a w górnej części na każdą nałożona jest wypukła w środkowej części, wygięta w łuki pokrywa. Skaningowy kalorymetr różnicowy zbudowany jest zatem z dwóch komór pomiarowych, czujników temperatury oraz grzałki. Komory pomiarowe znajdują się w górnej części i stanowią wydzieloną prostopadłościenną przestrzeń. Próbki reprezentowane są przez prostopadłościenne elementy umieszczone we wspomnianych komorach. Po lewej stronie próbka badawcza ma kolor niebieski. Natomiast po prawej - kontrolna ma kolor zielony. Poniżej znajduje się komora okalająca z trzech stron komory pomiarowe. Tuż pod nimi znajdują się czujniki temperatury reprezentowane przez czerwone walcowate elementy, ułożone jedne za drugim i zorientowane pionowo. Pod nimi, w każdej z dwóch komór znajdują się grzałki. Te z kolei reprezentowane są przez prostopadłościenne elementy. Ich najdłuższe boki zorientowana są poziomo.

Metoda DSC (ang. differential scanning calorimetry) umożliwia np. identyfikację próbki w oparciu o znane diagramy fazowewykres fazowy (diagram fazowy)diagramy fazowe.

Lepkość

Otrzymywanie szkła wymaga uzyskania łatwopłynnego stopu. Pozwala on na łatwe odgazowanie i uzyskanie jednorodności. Uzyskuje się produkt dobrej jakości. Stopione szkło w czasie ochładzania przekształca się w stan szklisty (ciecz przechłodzoną). 

Lepkośc można opisać za pomocą dwóch jednostek. Jedną jest $\mathrm{pascal}·\mathrm{sekunda}$ $\left[\mathrm{Pa}·\mathrm{s}\right]$.

Natomiast druga jednostka to puaz $\left[\mathrm{P}\right]$, czyli:

Jeden $\left[\mathrm{Pa}·\mathrm{s}\right]$ odpowiada 10 puazom

Metoda badania

Najbardziej praktyczną metodą określenia lepkości jest pomiar w mikroskopie grzewczym Leitz’a. Oferuje on szeroki zakres pomiarowy. Metoda polega na obserwacji zmian kształtu próbki w czasie jej ogrzewania.

R1HpspGmFOgR5

Ilustracja składa się z czterech obrazków. Dotyczy zmiany kształtu próbki w czasie jej ogrzewania. Pierwszy obrazek przedstawia zaoblenie próbki (Tz - temperatura zaoblenia). Na ilustracji próbka ma kształt kwadratu. Na ilustracji drugiej - Utworzenie kuli (Tk- temperatura uformowania się kuli) - próbka staje się kulą. Następnie tworzy półkulę (Tpk – temperatura półkuli). Ostatnim etapem jest rozpłynięcie się próbki - Tr – temperatura rozpłynięcia.

Wyróżniamy temperaturę zaoblenia, na skutek dalszego ogrzewania i działania sił kohezji kohezjakohezji uzyskujemy kształt kuli. Kolejne etapy to temperatura półkuli i temperatura rozpłynięcia. Każdy etap odpowiada odpowiedniej lepkości.

Barwa szkła

Jest skutkiem obecności jonów metali w postaci tzw. klastrówklasterklastrów. Kolor zależy od rodzaju domieszki i wielkości klastrów. Parametry te są wynikiem obróbki termicznej i chemicznej szkła, procesu utleniania, dyfuzji oraz innych procesów zachodzących pod wpływem światła i czynników zewnętrznych.

Barwa może powstawać poprzez selektywne pochłanianie światła przez obecność defektów oraz barwników jonowych i innych drobin:

• pierwiastki bloku d: $\text{Fe}$, $\text{Co}$, $\text{Ni}$, $\text{Mn}$, $\text{Cr}$, $\text{Ti}$, $\text{Cu}$ i inne;

• pierwiastki bloku f: $\text{Nd}$, $\text{Pr}$, $\text{Ce}$ i inne;

• związków jonowych: $\text{FeS}$ (siarczek żelaza($\text{II}$)).

Barwa szkła może również powstawać poprzez selektywne rozpraszanie światła przez zawiesinę cząstek o wymiarach $1$-$200 \text{nm}$.

Bardzo popularne jest produkowanie szkieł kolorowych. Można je barwić zarówno w masie, jak i na powierzchni. Można nakładać na powierzchnię szkła warstwy szkliste (emalie), metaliczne lub warstwy tlenków metalicznych oraz hybrydowe warstwy organiczno‑nieorganiczne, otrzymywane metodą zol‑żelmetoda zol‑żelmetodą zol‑żel. Metoda zol‑żel jest to synteza chemiczna. Jej istotą są reakcje chemiczne zachodzące w roztworach. Roztwór wyjściowy zolzolzol przekształca się w żelżelżel.

Metoda badania

Kolor szkła może mieć wpływ np. na:

• retencję cieplną;

• współczynnik odbicia światła słonecznego;

• ochronę przed dźwiękiem.

Analizę szkła barwnego wykonuje się przy użyciu spektrofotometru. Urządzenie mierzy, jaka ilość światła absorbowana jest przez badaną próbkę.

RsZQGqXID06mL

Na ilustracji elementy budowy spektrofotometru. Od lewej strony znajduje się źródło światła reprezentowane przez zapaloną żarówkę. Wiązka światła przechodzi przez monochromator reprezentowany przez trójkątny pryzmat. Zostaje ona rozszczepiona. Na wiązki o różnej długości fali. Od góry wiązkę światła czerwonego, dalej, żółtego, zielonego, niebieskiego i fioletowego. Następnie trafia na regulowaną przesłonę (ma postać pionowej przegrody reprezentowanej przez prostokąt o dłuższym boku zorientowanym pionowo). Przesłona pozwala na wyodrębnienie po rozszczepieniu wiązki zielonego światła. Wiązka ta przechodzi przez próbkę znajdującą się w kuwecie (ma ona postać szklanego naczynia wykonanego ze specjalnego szkła). Przykładowa próbka ma barwę fioletową. Wiązka światła po przejściu przez barwny roztwór trafia do fotorezystora, czyli detektora. Jest on reprezentowany przez element z zaokrąglonymi bokami osadzony na pionowo zorientowanym prostokącie. Dalej sygnał trafia do wzmacniacza, reprezentowanego przez szary trójkąt. Skąd informacja może zostać przetworzona i przedstawiona na wyświetlaczu. Wyświetlacz stanowi ciemnozielony prostokąt z zielonym wynikiem absorbancji A, zero kropka jeden cztery pięć.

Urządzenie pozwala na zarejestrowanie spektrometrycznego “odcisku palca” badanej próbki. Można za jej pomocą oznaczyć obecność i stężenie substancji w próbce. Oznaczenie opiera się na prawie Lamberta‑BeeraPrawo Lamberta‑Beeraprawie Lamberta‑Beera.

R2IRGjETh4j0G

Na ilustracji różnokolorowe szklane kulki.

Właściwości mechaniczne

Sprężystość

Szkło to materiał idealnie sprężysty, niepodlegający trwałym odkształceniom, a jednocześnie bardzo kruchy. Ulega pęknięciu bez żadnych uprzednich objawów.

Metoda badania

Moduł Younga Emoduł YoungaModuł Younga E (współczynnik sprężystości wzdłużnej) określa, jaką siłę rozciągającą należałoby teoretycznie przyłożyć do pręta szkła, aby spowodować podwojenie jego długości pierwotnej. Zgodnie z europejskimi normami, moduł Younga dla szkła wynosi $70 \text{GPa}$.

Szkło ma bardzo wysoki moduł Younga. Badany pręt szklany montujemy w górnym uchwycie A, drugi koniec pręta uchwytem B. Jest on połączony sztywno z szalką, znajdującą się poniżej poprzeczki statywu. Średnicę pręta mierzymy mikrometrem. Dźwignia C łączy czujnik mikrometryczny D. Wykorzystujemy go do pomiaru wydłużenia pręta. W celu jego wyznaczenia można skorzystać z zestawu, którego schemat zamieszczono poniżej.

R2IeaUoLlfWE0

Schemat zestawu do wyznaczenia modułu Younga składa się z badanego pręta osadzonego pomiędzy dwoma statywami. Pręt powinien być możliwie prosty i zawieszony w pionie. Drut montujemy w górnym uchwycie A , znajdującym się na środku poziomo zorientowanego pręta na dwóch statywach. Drugi koniec drutu montujemy w uchwycie B, znajdującym się na środku poziomo zorientowanego pręta poniżej pierwszego z uchwytem A. Badany pręt jest zatem zorientowany pionowo. Jest on połączony sztywno z szalką, która znajduje się poniżej poprzeczki statywu. Średnica drutu mierzona jest mikrometrem. Dźwignia C, znajdująca się po prawej stronie, łączy się z czujnikiem mikrometrycznym D Jest on zawieszony na wspomnianej dźwignie i służy do pomiaru wydłużenia drutu.

Wytrzymałość na ściskanie

Wytrzymałość szkła na ściskanie jest bardzo wysoka i wynosi $1000 \frac{\text{N}}{{\text{mm}}^2}$, czyli $1000 \text{MPa}$. „Rozbicie” sześciennej kostki szkła o boku o długości $1 \text{cm}$ wymaga obciążenia rzędu $10 \text{ton}$.

R1TH4AKZ4vnR8

Na zdjęciu łazienka. Wanna oddzielona od kabiny prysznicowej szklaną ścianą, tzw. luksfery. Przypominają połączone ze sobą przezroczyste pustaki, o gładkiej powierzchni. Przy wannie po lewej stronie okno zbudowane z małych kwadratów z barwionego szkła o wzorzystej powierzchni.

Wytrzymałość na zginanie

W czasie poddawania szkła zginaniu, jedna jego powierzchnia ulega ściskaniu, druga rozciąganiu. Wytrzymałość szkła na zginanie wynosi:

• $40 \text{MPa}$ $\left(\frac{\text{N}}{{\text{mm}}^2}\right)$ w przypadku niehartowanego szkła floatszkło floatszkła float,

• $120$-$200 \text{MPa}$ $\left(\frac{\text{N}}{{\text{mm}}^2}\right)$ w przypadku szkła hartowanegoszkło hartowaneszkła hartowanego (w zależności od grubości, obróbki krawędziowej i typu konstrukcji).

Kruchość

Ciało stałe (np. szkło) kruszy się pod wpływem działania siły zewnętrznej. Kruchość ($\text{K}$) jest stosunkiem wytrzymałości na rozciąganie $R_r$ $\left[\text{MPa}\right]$ do wytrzymałości na ściskanie $R_c$ $\left[\text{MPa}\right]$.

Przyjęto, że jeśli wspomniany stosunek jest mniejszy od $\frac{1}{8}$, to materiał uznaje się za kruchy. Kruchość szkła wynika z obecności mikropęknięć, które przemieszczają się po jego powierzchni. Para wodna i woda dostają się do nich przyspieszając ich „propagacjępropagacjapropagację”.

R1CUkMakKmMyi

Grafika przedstawia butelkę szampana umieszczoną w metalowym wiaderku z lodem. Obok niego znajdują się dwa kieliszki do szampana.

R1J8QW1MWXdlx

Grafika przedstawia szklane słoiki poustawiane jeden na drugim.

R1BFDv61wZrfl

Grafika przedstawia włókna szklane - cienki nitki wykonane ze szkła.

Metoda badania

Mechanika pękania określa rozprzestrzenianie się spękań pod wpływem zewnętrznych naprężeń skoncentrowanych na szczelinach. Odporność na kruche pękanie wyrażona jest poprzez podanie krytycznej wartości współczynnika naprężeń $K_{Ic}$.

RHFLxt2uRB99k

Na schemacie zaznaczono strefę odkształceń pod wgłębieniem z typami spękań: boczne - z boku strefy i środkowe - usytuowane pod środkiem strefy. Widok z góry przedstawia koło o średnicy 2b z wpisanym ciemnobrązowym kwadratem o przekątnej 2a.

Gęstość

Gęstość właściwa jest to iloraz masy substancji materiału do jego objętości.

Gęstość szkła wynosi zwykle ok. $\mathrm{2,5} \frac{\text{g}}{{\text{cm}}^3}$. Tafla szkła płaskiego (powierzchnia $1 {\text{m}}^2$ i grubość $1 \text{mm}$) ma masę $\mathrm{2,5} \text{kg}$.

Metoda badania

Gęstość właściwą wyznacza się metodą piknometrycznąpiknometrpiknometryczną z zastosowaniem aparatu zwanego piknometrem.

R10rDdqTY1ITJ

Zdjęcie przedstawia szklane naczynie, którym jest piknometr. Naczynie ma kształt butelki. W wąskiej szyjce jest korek z zatopioną w nim rurką.

Właściwości optyczne

Gdy powierzchnia szkła nie jest gładka lub szkło jest niejednorodne optycznie, zachodzi wówczas m.in. rozproszenie lub przepuszczenie światła. Mówimy wtedy o matowości, blasku lub zamąceniu szkła.

Na odbicie światła ma wpływ:

• współczynnik załamania światła,

• współczynnik odbicia światła.

Przepuszczalność i pochłanianie światła zależy od składu podstawowego szkła w mniejszym stopniu. Natomiast pierwiastki barwiące, mają duży wpływ na te wartości. Już niewielka ich zawartość wpływa na wartość współczynnika pochłaniania, przepuszczalności i gęstości optycznej.

Załamanie światła (refrakcja)

Bezwzględny współczynnik załamania światła w szkle wynosi: ok. $\mathrm{1,5}$. Jest on zależny od rodzaju szkła. Waha się od ok. $\mathrm{1,45}$ do $\mathrm{1,8}$. Wyróżniamy:

• bezwzględny współczynnik załamania światła, który opisany jest:

gdzie: $v$ – prędkość światła w danym ośrodku, $c$ – prędkość światła w próżni $\left(c=299792458 \frac{\text{m}}{\text{s}}\right)$, $n$ – bezwzględny współczynnik załamania.

• względny współczynnik załamania światła – mając bezwzględne współczynniki załamania ośrodka, z którego pada światło oraz ośrodka, do którego załamuje się światło, można obliczyć względny współczynnik załamania:

Gdzie: 
$n_1$ – bezwzględny współczynnik załamania ośrodka $1$ (z którego wychodzi światło);
$n_2$ – bezwzględny współczynnik załamania ośrodka $2$ (do którego przechodzi światło);
$n_{12}$ – współczynnik załamania (względny) ośrodka $2$ względem ośrodka $1$.

R1XdQfZubK3PJ

Na ilustracji pokazano załamanie światła na granicy dwóch ośrodków o różnych współczynnikach załamania. Na podanym przykładzie współczynnik załamania n2 ma większą wartość niż n1, dlatego jego odchylenie od środka (normalnej) jest mniejsze niż światła padającego.

Odbicie światła

Światło padające na granicę dwóch ośrodków może ulec również odbiciu (patrz zjawisko załamania światła). Dzieje się to zgodnie z prawem odbicia.

Ważne!

Prawo odbicia mówi o tym, że kąt odbicia równy jest kątowi padania. Kąty padania i odbicia leżą w jednej płaszczyźnie.

$$\alpha =\beta$$

RzzplsnQ7x9AA

Na ilustracji zaznaczono kąt padania i odbicia oraz dwa ośrodki. Jeżeli w drugim ośrodku światło nie jest pochłaniane, to cała wiązka ulega odbiciu. W ten sposób otrzymujemy zwierciadło. Na rysunku kąt padającego światła - zaznaczonego litera alfa i odbitego światła - zaznaczonego literą beta jest taki sam.

Ciekawostka

R1eYvwYt5zTEJ

Na ilustracji schemat odbijania promieni świetlnych przez szybę w zależności od pory roku - latem i zimą. Podczas lata ciepło słoneczne dostaje się do budynków w minimalnych ilościach, natomiast zimą ciepło wytworzone w pomieszczeniach podczas ogrzewania nie jest oddawane na zewnątrz.

Niektórzy producenci okien wykorzystali ten parametr szkła. W zimie, promieniowanie cieplne, wytwarzane na skutek ogrzewania, jest odbijane przez szybę do wnętrza domu. Latem ciepło słoneczne odbija się od powierzchni zewnętrznej szyby. Dzięki temu we wnętrzu pomieszczenia łatwiej jest osiągnąć sprzyjającą temperaturę.

Rozproszenie światła

Zjawisko rozpraszania związane jest z falową naturą światła. Światło w wyniku oddziaływania z materią, powoduje jej drgania. Następuje wypromieniowanie (wtórnych) fal elektromagnetycznych. Nazywanych promieniowaniem rozproszonym (rozpraszaniem).

R14L8t2KR8HqU

Na ilustracji pokazano rozproszenie światła. W środku schematu zaznaczono szkło w szybach dekoracyjnych. Na szkło pada światło. Od szkła biegną strzałki w wielu kierunkach z kolorami widma światła (kolejno czerwonym pomarańczowym żółtym zielonym niebieskim granatowym i fioletowym) skierowane na zewnątrz – to światło rozproszone.

Przepuszczalność

Przepuszczalność energii słonecznej informuje jaka część promieniowania słonecznego przepuszczona jest do wnętrza pomieszczenia. Współczynnik całkowitej przepuszczalności energii „g” podawany jest w %. Im wyższa jest jego wartość, tym więcej energii przenika przez szybę do wnętrza budynku.

W wyniku oddziaływania elektromagnetycznego na szkło, pojawiają się następujące zjawiska:

• część strumienia świetlnego odbija się,

• inna część zostaje pochłonięta,

• część przechodzi przez szkło.

Dwójłomność

Światło ulega polaryzacjipolaryzacjapolaryzacji (na ogół częściowej) przy odbiciu od powierzchni przezroczystych izolatorów, np. szkła.

R1ITnR4zbFit9

Ilustracja przedstawia zjawisko dwójłomności, czyli podwójnego załamania wiązki przechodzącej przez kryształ. Kryształ stanowi prostopadłościenny kształt. Najdłuższe z jego krawędzi skierowane są po skosie do tyłu, najkrótsze - poziomo od prawej do lewej. Natomiast średniej długości krawędzie rozmieszczone są pionowo. Od lewej strony do prostopadłościanu poprowadzona jest pozioma strzałka skierowana w prawą stronę. Reprezentuje ona wiązkę padającą. We wnętrzu kryształu ulega ona wspomnianemu zjawisku, czego efektem jest powstanie dwóch wiązek. Pierwsza z nich to promień zwyczajny n indeks dolny o koniec indeksu. Jest on przedłużeniem wiązki padającej i wychodzi z prawej strony kryształu. Druga wiązka skierowana jest od środka prostopadłościanu, w którym dochodzi do rozszczepienia, po skosie w dół i sięga aż do ściany prostopadłościanu, znajdującej się po prawej stronie. Od ściany wiązka załamuje się tak, że znajduje się poniżej promienia zwyczajnego i jest do niego równoległa. Druga z wiązek jest nazywana promieniem nadzwyczajnym n indeks dolny e koniec indeksu.

Miarą dwójłomności jest różnica między współczynnikiem załamania promienia nadzwyczajnego nIndeks dolny e_e a współczynnikiem załamania promienia zwyczajnego nIndeks dolny o_o.

Metoda badania

Dwójłomność mierzy się za pomocą polarymetru. Polarymetry umożliwiają pomiar kąta skręcalności optycznie aktywnych substancji.

R1J1dP7ycMTx3

Schemat budowy polarymetru. Polarymetr składa się ze źródła światła (lampa sodowa), polaryzatora, soczewki, płytki kwarcowej, rurki z próbką, analizatora, lunetki. Przez te wszystkie elementy światło dociera do obserwatora. Na ilustracji ludzkie oko.

Właściwości elektryczne

Szkło w temperaturze pokojowej jest dobrym izolatorem – nie przewodzi prądu elektrycznego. Jest zbudowane z jednostek elementarnych ${\left[{\mathrm{SiO}}_4\right]}^{4-}$, które tworzą strukturę ciała stałego amorficznego.

Budowa szkła

R1UuPUz1gMHLH

Na ilustracji struktura szkła. Składa się z powiązanych ze sobą atomów tlenu, siarki oraz kationów sodu. Przy kationach sodu aniony tlenu. Struktura jest nieuporządkowana.

RrQwJMVRQ4W21

Na ilustracji czworościan - ostrosłup trójkątny. Na każdym wierzchołku atom tlenu, w sumie cztery atomy, w postaci kulek. W środku atom siarki.

Najważniejsze koncepcje budowy szkła:

• Teoria krystalitowa (Lebiediewa) - szkło składa się z bardzo drobnych krystalitów (wielkość 1,5‑2 nm) połączonych przypadkowo przez „pustki”, czyli obszary o luźniejszym upakowaniu.

• Strukturalna teoria Zachariasena - szkło krzemionkowe ma strukturę stanowiącą ciągły szkielet zwany więźbą. Stanowią go powiązane ze sobą przypadkowo czworościany ${\left[{\mathrm{SiO}}_4\right]}^{4-}$.

Rd5gFJPQzcVEv

Na ilustracji znajdują się dwa modele. Pierwszy prezentuje teorię krystalitową Lebiediewa – struktura zbudowana z bardzo drobnych krystalitów – sześcioczłonowych pierścieni zbudowanych z ostrosłupów, połączonych ze sobą poprzez obszary o luźniejszym upakowaniu, puste miejsca, w sposób przypadkowy. Drugi - strukturalna teoria Zachariasena – na ilustracji struktura szkła krzemionkowego stanowiącego zwarty, ciągły szkielet. Model zbudowany z nieuporządkowanych powiązanych ze sobą czworościanów.

Dodatkowo szkło zawiera z reguły pewną ilość związków metali alkalicznych np. sodu.

RWEiqbxFP1OHm

Na zdjęciu połączone ze sobą sześciany zbudowane z mniejszych i większych kulek. Wyraźne sześciany przechodzą w wyblakłe, aż w końcu przypominają sześciany zbudowane z drobin proszku.

Odporność na korozję

Zdolność materiału do nieulegania niszczącemu działaniu środków chemicznych i środowiska. Szkło cechuje duża odporność chemiczna. Zależna m.in. od:

• składu chemicznego;

• stanu jego powierzchni;

• temperatury;

• czasu oddziaływania czynników zewnętrznych.

Gdy zaistnieją sprzyjające warunki, mimo swojej wysokiej odporności chemicznej, również szkło może ulec korozji.

Gdy szkło narażone jest na działanie wody następuje:

• wnikanie wody do szkła,

• hydratacja szkła (migracja jonów alkalicznych z wnętrza szkła na jego powierzchnię),

• rozkład hydrolityczny krzemianów,

• wymiana jonów między szkłem a wodą,

• na powierzchni szkła powstaje ochronna warstwa z żelu krzemionkowego.

Reaktywność

Szkło nie wchodzi w reakcje z większością znanych związków chemicznych. Jest odporne na działanie substancji agresywnych. Przykład stanowią kwasy, na które odporność szkła jest doskonała (wyjątkiem jest kwas fluorowodorowy $\mathrm{HF}$, który działa na szkło w temperaturze pokojowej - używany jest do trawienia szkła). Niektóre gazy przemysłowe (np. amoniak ${\text{NH}}_3$) powodują trwałe zniszczenie szkła.

R19xUbwihe0eC

Na zdjęciu naczynia laboratoryjne: kolby stożkowe, zlewki z podziałkami.

Szkło ze względu na swoje właściwości jest chętnie wykorzystywane. Pozwala uatrakcyjniać wystrój domów. Zapewnia dostęp światła przebywającym we wnętrzach budynków. Jest elementem budującym monumentalne drapacze chmur. Pozwala przeprowadzać skomplikowane obserwacje mikroskopowe, doświadczenia laboratoryjne i analizy medyczne. Jego ważnym atutem jest ekologiczność. Materiał ten zawsze można przetworzyć i użyć ponownie.

R1GxWS5PkAepd

Na zdjęciu widok od dołu na prostokątne okna witrażowe tworzące spiralny kształt.

Słownik

Metoda Vickersa

Metoda Vickersa

wcześniej: metoda pomiaru twardości; polega na zastosowaniu wgłębnika diamentowego w kształcie ostrosłupa o podstawie kwadratu i kącie nachylenia ścian wierzchołka $136°$ wgłębnika diamentowego; twardość Vickersa HV wyraża stosunek siły obciążenia P do powierzchni bocznej odcisku

R180yiGjOjS8d

Ilustracja przedstawia schemat wgłębnika diamentowego stosowanego w metodzie Vickersa. W lewej części znajduje się rzut boczny końcówki wgłębnika osadzonej w podłożu na głębokości oznaczonej jako h, liczonej jako odległość prostopadła do płaszczyzny poziomej od niej w głąb podłoża do poziomu wierzchołka ostrosłupa. Wierzchołek ostrosłupa prawidłowego jest skierowany do dołu. Podstawa ostrosłupa ma kształt prostokątny i osadzona jest w prostopadłościennej części wgłębnika znajdującej się w górnej części. W rzucie część tę stanowi prostokąt. Poniżej niego znajduje się trapez z dłuższą z podstaw pokrywającą się z bokiem prostokąta. Natomiast krótsza podstawa trapezu, znajdująca się u dołu schematu, stanowi podstawę trójkąta równoramiennego. Pomiędzy ramionami trójkąta zaznaczono kąt alfa równy stu trzydziestu sześciu stopniom. W prawej części schematu przedstawiono wgłębnik z uwidocznioną dolną częścią, czyli wierzchołkiem ostrosłupa i jego ścianami. Pomiędzy środkami sąsiadujących ścian ostrosłupa prawidłowego prostokątnego o podstawie kwadratu zaznaczono kąty. W sumie są to cztery kąty, ponieważ ostrosłup posiada cztery ściany. Między nimi zaznaczono kąty alfa równe stu trzydziestu sześciu stopniom.

Bibliografia

Małgorzata Ciecińska, Technologia szkła: właściwości fizykochemiczne; metody badań, Część 2,Polski Biuletyn Ceramiczny Tom 113 z Prace Komisji Nauk Ceramicznych - Polska Akademia Nauk. Oddział w Krakowie, Ceramika, Polskie Towarzystwo Ceramiczne, 2012