Pytanie „Co to jest szkło?” może odnosić się do dwóch głównych aspektów tego materiału:
(1) jego skład chemiczny;
(2) W stanie skupienia, to znaczy, czy szkło jest stałe czy płynne?
Szkło jest na ogół produkowane w przemyśle na dużą skalę i wytwarzane ręcznie z mieszaniny substancji nieorganicznych, zwanej mieszaniną zeszkloną. Ta mieszanina jest utworzona przezkrzemionka lub dwutlenek krzemu (SiO2 ) (pochodzący głównie z kwarcu), soda lub soda (węglan sodu - Na2WSPÓŁ3) iwapień (węglan wapnia - CaCO3). Te trzy nieorganiczne związki są kruszone, mielone na proszek i mieszane w odpowiednich proporcjach. Ponadto w przemyśle potłuczone szkło jest również powszechnie dodawane w ramach procesu recyklingu tego materiału.
Ta ulegająca zeszkleniu mieszanina jest umieszczana w piecu o temperaturze około 1500ºC. W ten sposób te ciała stałe stapiają się (przechodzą do stanu ciekłego), tworząc pastowatą i jednorodną masę złożoną z krzemiany sodu i wapnia. Taki jest zatem skład chemiczny zwykłego szkła.
popiół + wapień + piasek → zwykłe szkło + dwutlenek węgla
W2WSPÓŁ3 + CaCO3 + SiO2 → krzemiany sodu i wapnia + dwutlenek węgla
x In2WSPÓŁ3 + y CaCO3 + z SiO2 → (W2O)x . (CaCO)y . (SiO2)z + (x + y) CO2
CO2 jest eliminowany w piecu do topienia, dzięki czemu na szkle nie tworzą się pęcherzyki. Po wymodelowaniu kształtu pożądanego przedmiotu szkło jest schładzane.
Istnieją również inne metody wytwarzania szkła, a także można je wytwarzać z innych substancji. Obecnie znane są na przykład szkło organiczne i metaliczne.
Odnośnie drugiego pytania, które kwestionuje stan fizyczny szkła, możemy powiedzieć, że jest to niekrystaliczne ciało stałe, które przedstawia zjawisko zeszklenia. Podczas gdy krystaliczne ciało stałe ma okresowo zorganizowaną mikroskopijną strukturę, ciało stałe nie z kolei krystaliczny ma nieuporządkowaną strukturę, pozbawioną symetrii i okresowości. translacyjne. Istnieją dwa rodzaje niekrystalicznych ciał stałych, szkło i amorficzne ciała stałe — nie mają one zjawiska zeszklenia (które zostanie lepiej wyjaśnione poniżej).
Szkło uważane jest za ciało stałe niekrystaliczne, ponieważ jego temperatura chłodzenia jest niższa od momentu, w którym jego cząstki zaczynają organizować się w celu przeprowadzenia procesu krystalizacji. Mówimy więc, że jest to ochłodzenie poniżej temperatury zeszklenia.
Temperatura zeszklenia odnosi się do przejścia ze stanu szklistego do stanu lepkosprężystego. Stan lepkosprężysty opisuje zachowanie ciała, które reaguje elastycznie na przyłożoną do niego siłę. Z drugiej strony stan szklisty opisuje zachowanie ciała, które nie odkształca się pod wpływem siły. Jego tendencją jest pochłanianie energii i rozpraszanie jej, rozkładanie.
Tak więc, gdy stopiona masa jest chłodzona w celu wytworzenia szkła, to chłodzenie następuje w temperaturze poniżej temperatury zeszklenia i z prędkością, która nie pozwala atomom organizować się w kryształy. W ten sposób powstaje bryła, która przedstawia to zeszklenie. Aby lepiej zrozumieć tę koncepcję, przeczytaj tekst „Czy szkło jest stałe czy płynne?”.
Możemy więc stwierdzić, żeszkło jest niekrystaliczne ciało stałe, które wykazuje zjawisko zeszklenia i może być wytwarzane z materiałów nieorganicznych, organicznych i metalicznych.
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
