pod względem stanu skupienia do ciał stałych amorficznych

Prezentacja na temat: "pod względem stanu skupienia do ciał stałych amorficznych"— Zapis prezentacji:

1 pod względem stanu skupienia do ciał stałych amorficznych
Szkło pod względem stanu skupienia zaliczane jest do ciał stałych amorficznych

2 SZKŁO - HISTORIA WITRAŻE - BARWNE OBRAZY
Witraż znany był już w starożytnym Egipcie, gdzie pełnił rolę klejnotów. Na podstawie wykopalisk z Herkulanum i Pompei wiemy, że to Rzymianie jako pierwsi wykorzystywali szkło w roli szyb okiennych, umieszczając jego kawałki w otworach kamiennych murów. Ale to Arabowie byli pionierami w wykorzystywaniu witraży w oknach. Ich okna wykonane były z koronkowych ażurów wyciętych w gipsie lub innym miękkim kamieniu i wypełnione kolorowymi szkłami, płytkami marmuru, a nawet półszlachetnymi kamieniami.

3 WITRAŻE – BARWNE OBRAZY

4 SZKŁO - HISTORIA WITRAŻE - BARWNE OBRAZY
Witraż znany był już w starożytnym Egipcie, gdzie pełnił rolę klejnotów. Na podstawie wykopalisk z Herkulanum i Pompei wiemy, że to Rzymianie jako pierwsi wykorzystywali szkło w roli szyb okiennych, umieszczając jego kawałki w otworach kamiennych murów. Ale to Arabowie byli pionierami w wykorzystywaniu witraży w oknach. Ich okna wykonane były z koronkowych ażurów wyciętych w gipsie lub innym miękkim kamieniu i wypełnione kolorowymi szkłami, płytkami marmuru, a nawet półszlachetnymi kamieniami.

5 SZKŁO - HISTORIA WITRAŻE - BARWNE OBRAZY
Witraż znany był już w starożytnym Egipcie, gdzie pełnił rolę klejnotów. Na podstawie wykopalisk z Herkulanum i Pompei wiemy, że to Rzymianie jako pierwsi wykorzystywali szkło w roli szyb okiennych, umieszczając jego kawałki w otworach kamiennych murów. Ale to Arabowie byli pionierami w wykorzystywaniu witraży w oknach. Ich okna wykonane były z koronkowych ażurów wyciętych w gipsie lub innym miękkim kamieniu i wypełnione kolorowymi szkłami, płytkami marmuru, a nawet półszlachetnymi kamieniami.

6 SZKŁA BARWNE - HISTORIA
Początkowo szkło witrażowe sporządzano z popiołu bukowego i dobrze przemytego piasku. Z czasem używano także popiołu z paproci leśnych. Do barwienia pierwszych szklanych obrazów wykorzystywano: błękit z tlenku kobaltu czerwień ze związków miedzi, purpurę uzyskiwano z manganu, żółcień z żelaza zmieszanego z manganem.

7 SZKŁA BARWNE - HISTORIA
Trumna faraona Tutanchamona (1320 r. p.n.e.) Na królewskiej głowie i ramionach leżało prawdziwe, idealnie zachowane arcydzieło sztuki - maska z podobizną faraona ze złota, inkrustowanego barwnym szkłem i kamieniami.

8 SZKŁA BARWNE - HISTORIA
Trumna faraona Tutanchamona (1320 r. p.n.e.) Na królewskiej głowie i ramionach leżało prawdziwe, idealnie zachowane arcydzieło sztuki - maska z podobizną faraona ze złota, inkrustowanego barwnym szkłem i kamieniami.

9 SZKŁO - HISTORIA WITRAŻE - BARWNE OBRAZY
Witraż znany był już w starożytnym Egipcie, gdzie pełnił rolę klejnotów. Na podstawie wykopalisk z Herkulanum i Pompei wiemy, że to Rzymianie jako pierwsi wykorzystywali szkło w roli szyb okiennych, umieszczając jego kawałki w otworach kamiennych murów. Ale to Arabowie byli pionierami w wykorzystywaniu witraży w oknach. Ich okna wykonane były z koronkowych ażurów wyciętych w gipsie lub innym miękkim kamieniu i wypełnione kolorowymi szkłami, płytkami marmuru, a nawet półszlachetnymi kamieniami.

10 Krystaliczny Szklisty
Stan stały Krystaliczny Szklisty Struktura uporządkowanie dalekiego zasięgu uporządkowanie bliskiego zasięgu Właściwości anizotropowość izotropowość Otrzymywanie Proces krystalizacji w określonej temperaturze przeobrażenia strukturalne zachodzące w sposób ciągły

11 Co to jest szkło? Każda substancja, niezależnie od jej składu chemicznego, która w wyniku ochładzania przeszła w sposób ciągły ze stanu ruchliwej cieczy do stanu stałego, przekraczając w pewnej temperaturze lepkość 1013 dPa.s. Tą temperaturą jest temperatura Tg (temperatura witryfikacji – zeszklenia, transformacji

12 Sposoby wytwarzania szkieł
Technologie przemysłowe – topienie, przechłodzenie stopu, formowanie, witryfikacja (zeszklenie), stabilizacja struktury (odprężanie); Technologie specjalne metoda zol-żel czyli synteza szkieł z roztworów, metoda CVD czyli otrzymywanie szkieł na drodze reakcji w fazie gazowej i kondensacji gazowych produktów reakcji;

13 stosując przemysłową technologię topienia i przechłodzenia stopu?
Z czego zrobić szkło stosując przemysłową technologię topienia i przechłodzenia stopu? Surowce szkłotwórcze Surowce pomocnicze Topniki Modyfikatory

14 Surowce szkłotwórcze, czyli wykazujące zdolność tworzenia stopu o własnościach szkłotwórczych (wysoka lepkość w temperaturach topienia lub likwidusu); przykłady: krzemionka SiO2, związki boru, fosforu, tlenki germanu, galu, telluru i inne; Topniki - związki obniżające temperaturę topienia surowców szkłotwórczych; przykłady: surowce węglanowe: węglany sodu, potasu, wapnia;

15 Modyfikatory – związki modyfikujące właściwości szkła;
przykłady: surowce węglanowe (węglan baru, węglan magnezu), tlenkowe (tlenki ołowiu, tlenek cynku, tlenek glinu i inn.); Surowce pomocnicze - związki wspomagające odgazowanie stopu (surowce klarujące) oraz nadające szkłom szczególne własności (surowce barwiące, odbarwiające, wywołujące „zamącenie” itp.)

16 Związki o właściwościach szkłotwórczych
szkło przemysłowe (okienne, gospodarcze, opakowaniowe) (70% SiO2) SiO2 szkło laboratoryjne typu Pyrex (80% SiO2) szkło krzemionkowe (100% SiO2) szkło likwacyjne (95% SiO2)

17 Klasyfikacja piasków szklarskich
Surowce wprowadzające SiO2 do szkła piaski szklarskie (szkła przemysłowe) kryształ górski, kwarcyty (szkło krzemionkowe) Klasyfikacja piasków szklarskich ze względu na czystość chemiczną (Fe, Ti, Cr i inne) 8 klas + kl. specjalna [0,006%Fe2O3] minerały ilaste (ok. 10%, kaolinit) ze względu na uziarnienie frakcja szklarska: 0, mm (kl. specjalna: 0,1 - 0,315 mm)

18 Topniki i modyfikatory (w kolejności spadku elektroujemności):
litowce: Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O berylowce: BaO, SrO, CaO Modyfikujące działanie tlenków w strukturze szkła: zrywanie wiązań mostkowych tworzenie tlenów aktywnych osłabienie wiązań chemicznych w więźbie rozluźnienie więźby „tleny aktywne”

19 Konsekwencje modyfikującego działania tlenków
pogorszenie wszystkich właściwości fizyko-chemicznych w porównaniu ze szkłem krzemionkowym obniżenie temperatury topnienia, lepkości i napięć powierzchniowych stopu (topniki)

20 Topniki i modyfikatory Tlenki metali jednowartościowych R2O
Na2O - najbardziej rozpowszechniony tlenek modyfikujący Ilość wprowadzana do szkieł przemysłowych - około 15-17% Działa jako silny topnik Pogarsza właściwości szkła

21 Surowce wprowadzające Na2O
Soda lekka Na2CO3 ciężar nasypowu 0,5 kg/l (drobnokrystaliczna) Surowce wprowadzające Na2O Soda ciężka Na2CO3 ciężar nasypowu 0,5 kg/l (grubokrystaliczna); bardziej korzystna (mniej higroskopijna, mniejszy rozkurz) Konieczna kontrola zawartości wilgoci w sodzie!!!! Surowce wprowadzające Na2O ubocznie (niewielkie ilości 2%): boraks skaleń środki klarujące: azotany (NaNO3), węglany (Na2CO3), chlorki (NaCl)

22 Topniki i modyfikatory Tlenki metali dwuwartościowych RO
spełniają rolę modyfikatorów (Ba, Sr, Ca); niektóre z nich z uwagi na wysoką elektroujemność mogą w pewnych warunkach tworzyć elementy więźbotwórcze (LK=4) (Be, Mg, Zn, Pb) częściowo zastąpienie tlenków R2O tlenkami RO prowadzi do poprawy właściwości szkła. kationy dwuwartościowe tworzą bardziej wytrzymałe wiązania z tlenem i w mniejszym stopniu wpływają na osłabienie wiązań wewnątrz więźby.

23 Tlenki metali dwuwartościowych RO
Tlenki modyfikujące Tlenki metali dwuwartościowych RO CaO – typowy modyfikator Częściowe zastąpienie tlenku Na2O tlenkiem CaO powoduje: wzrost wytrzymałości na rozrywanie i wsp. sprężystości; poprawę odporności chemicznej; obniżenie współczynnika rozszerzalności cieplnej α; wzrost odporności termicznej ΔT; zmniejszenie długości technologicznej szkła (CaO obniża lepkość w wysokich temperaturach , a podwyższa w niskich).

24 Surowce wprowadzające CaO
Zastosowanie: Wszystkie szkła przemysłowe przeciętnie w ilościach % CaO Surowce wprowadzające CaO Wapień CaCO3 (pochodzenia mineralnego – główny składnik: kalcyt) Podział wapieni stosowanych w przemyśle szklarskim: kalcyt (grubokrystaliczny) marmur (drobnokrystaliczny) kreda (struktura ziemista) Bardzo ważna jest zawartość Fe2O3 w wapieniach!!! Szkło bezbarwne: 0,05 – 0,1 % Fe2O3 Złoża wapieni: Wojcieszów (Dolny Śląsk), Krzeszowice, Piechcin (Pomorze)