Жидкое стекло свойства и характеристики: Область применения и методы использования жидкого стекла

Содержание

особенности применения и характеристики раствора

Одним из уникальных по своим характеристикам материалом, применяющимся в строительстве и декорировании, давно стало жидкое стекло, с фото которого вы можете ознакомиться ниже. Обладая вязкой консистенции и хорошим изоляционным качествами, оно все шире применяется для защиты поверхностей от влаги.

Основными компонентами в составе жидкого стекла являются силикатные соли растворенные в воде. В магазинах он также продается как силикатный клей, ведь при его производстве происходит растворение последних в воде при высокой температуре.

Содержимое статьи

Виды

Несмотря на то, что прошло уже порядка двухсот лет с момента изобретения жидкого стекла, его основные компоненты практически не изменились.

Однако современные технологии позволили производить такие виды как:

Натриевое жидкое стекло. Оно способно выдерживать повышенные температуры и характеризуется отличным сцеплением с обрабатываемой поверхностью;

Калиевое стекло. Благодаря своей рыхлой структуре, обработанная им поверхность, приобретает матовый характер. К тому же оно отлично выдерживает воздействие высоких температур. Широко применяется данное жидкое стекло для декора;

Литиевое стекло. Данный представитель производиться в малых количествах и способен оказывать отличную защиту от воздействия термических перепадов.

Представленные представители являются моно щелочными, то есть состоят из одного вида солей, также существуют смешанные представители, которые отлично справляются со специфическими условиями работы.


Характеристики материала

Свежая незастывшая масса похожа на вязкий кисель, но после того, как она застывает, образуется водонепроницаемая субстанция, которая отлично выполняет свои функции при экстремально высоких температурах.

К ключевым характеристикам жидкого стекла относят:

  • Водонепроницаемость. Это определило использование жидкого стекла в качестве одного из главных гидроизоляционных материалов;
  • Стерильность. На обработанной поверхности не могут развиваться и жить большинство микроорганизмов;
  • Отсутствие электростатического эффекта. Благодаря этому состав может безопасно применяться в местах с повышенным содержанием горючих элементов;
  • Огнеупорность. Состав является негорючим и предохраняет обрабатываемую поверхность от воздействия огня и кислотосодержащих элементов.;
  • Прочность. После застывания образует надежную защитную пленку, которая может уберечь стену от механических повреждений.

Преимущества перед стандартными гидроизоляционными составами:

  • Заполнение мельчайших трещин и защита любых видов поверхностей от дерева и до металла;
  • Защитная пленка обладает повышенной жесткостью;
  • Меньшее количество требуемого материала, и доступная цена;
  • Долговечность;
  • Может работать в условиях высокой влажности.

Правила нанесения

Жидкое стекло плохо контактирует с кирпичными поверхностями. Улучшенную защиту можно обеспечить путем его комбинирования с другими видами гидроизоляции. Для качественной работы с жидким стеклом нужен опыт.

Перед нанесением необходимо тщательно очистить поверхность от грязи и пыли. Затем нужно обработать поверхность грунтовкой с хорошей глубиной проникновения, и только после наносить жидкое стекло.

Где применяется жидкое стекло

Жидкое стекло применяется повсеместно, от частного строительства и декорирования, до крупного промышленного производства и автомобилестроения.


При строительстве жидкое стекло используют для:

  • Обработки фундамента, крыши и подвала. Засохшее жидкое стекло качественно защищает их от воздействия химических веществ, влаги и ультрафиолетового излучения;
  • Для защиты бетонных поверхностей при строительстве колодцев и бассейнов. Обработанные места контакта бетона с водой не поддаются размыву и деформациям;
  • Для защиты поверхностей каминов и печей. Благодаря жаростойкости, жидкое стекло, смешанное с песком может долго защищать поверхность.
  • Как сырьё для производства красок, и замазочных материалов;
  • Для антисептической обработки деревянных поверхностей;
  • Как самостоятельный гидроизоляционный материал.

Бытовое применение

Материал является универсальным средством, которое можно использовать для самых различных целей. В быту его применяют для:

  • Монтажа ПВХ-панелей, пластиковых плиток и линолеумов;
  • Как герметик для труб;
  • Создания огнеупорного защитного слоя;
  • Для обработки поверхности поврежденных деревьев;
  • Восстановления дефектов стеклянных и пластиковых поверхностей;
  • Применение жидкого стекала для пола позволяет создавать необычное трехмерное изображение;
  • Обработки кузовов автомобилей.

Жидкое стекло продается на любом рынке. Его состав не сильно различается у разных производителей жидкого стекла, поэтому большой разницы в дорогом и дешевом составе нет.

Единственное на что стоит обратить пристальное внимание, это основа, на которой оно изготовлено. Калиевое жидкое стекло лучше применять для обработки фундамента дома, в то время как натриевое для гидроизоляции других строительных элементов.

Фото жидкого стекла

Также рекомендуем просмотреть:

Вам понравилась статья?

Жидкое стекло — характеристики, особенности применения: tvin270584 — LiveJournal

Проблема использования различных веществ в качестве добавок для строительных смесей, а также проблема гидроизоляции материалов существует не первый год. Кажется, что с развитием химических технологий многообразие доступных средств должно помогать в решении этих проблем. Но на деле оно только мешает, так как выбрать что-то оптимальное под конкретную ситуацию не так просто. В статье мастер сантехник расскажет, как использовать для улучшения качеств бетона и гидроизоляции различных поверхностей жидкое стекло.

Что такое жидкое стекло

Жидкое стекло – это особый материал, изобретенный немецкими химиками еще в XIX веке. Если говорить простым языком, это продукт химической реакции, возникающей между кремниевой кислотой и различными силикатами щелочных металлов – натрия, калия и лития. Со временем стало понятно, что наиболее распространенным станет именно натриевый состав, так как его свойства и стоимость удовлетворяют большинство потребителей. Калиевое жидкое стекло стоит дороже, так как технология его производства более затратная, однако и эффект от применения лучше. Вариант производства жидкого стекла из лития практически не получил распространения.

Итак, после реакции взаимодействия кремниевой кислоты с силикатом натрия или калия получается вязкая, прозрачная, иногда с белесым или зеленоватым оттенком масса. На открытом воздухе эта масса быстро застывает с образованием стеклоподобного полимера, формулу которого вы легко сможете найти в Википедии.

К характеристикам данного полимера можно отнести:

  • Гидрофобность – застывший материал не пропускает влагу;
  • Растворимость – незастывшая масса легко растворяется в чистой воде;
  • Клейкость – масса обладает высокой адгезией к самым разным поверхностям;
  • Защита от грибка и плесени – силикаты отличаются отличными дезинфицирующими качествами;
  • Термостойкость – застывшая субстанция не боится высоких температур и открытого пламени;
  • Прочность – масса достаточно прочна на сжатие;
  • Антистатичность – получающаяся пленка не накапливает статическое электричество;
  • Термоизоляционные качества – полимер плохо передает тепло.

Выяснив все перечисленные особенности и характеристики, люди быстро поняли, что данный материал имеет большое будущее в строительстве, производстве и других областях человеческой деятельности. С тех пор приступили к массовому производству жидкого стекла и изучению путей его практического применения.

Сначала для этого использовали стеклоплавильные печи, однако со временем производство переместилось в автоклавные камеры, где под высоким давлением удается добиться более высокого класса и качеств получаемого продукта.

Виды жидкого стекла

Как мы упоминали выше, существует несколько видов жидкого стекла:

  • Натриевое. Это наиболее дешевая и распространённая разновидность, известная под торговым названием «канцелярский клей».
  • Калиевое. Менее распространённая разновидность, обладающая более высокой стойкостью к кислотам и воде после застывания, но и более высокой ценой.
  • Литиевое. Наиболее редкий вид, используется в электродном напылении для электродуговой сварки.
  • Нано-керамика. Это разновидность с добавлением частиц оксидов алюминия или титана, которые образуют труднорастворимые силикаты. Используется для обработки кузова автомобиля.

Достоинства и недостатки жидкого стекла

В этой главе мы поговорим о достоинствах и недостатках рассматриваемого материала. Начнем, пожалуй, с достоинств.

Плюсы растворимого силикатного стекла:

  • Растворяется в обычной воде и может служить добавкой к самым разным строительным смесям, которые затворяются водой.
  • Проникает глубоко в бетон и древесину, заполняет трещины и поры, являясь, в результате, хорошей гидроизоляцией.
  • Имеет оптимальную плотность, застывший материал имеет малый вес и не нагружает строительные конструкции.
  • Отличается выгодной ценой по сравнению с другими клеями и добавками в бетон.
  • Повышает прочность пористых оснований, таких как штукатурка, бетонные полы, потолки из плит, отмостки.
  • Является прекрасным клеем за счет высокой адгезии и клейкости к различным материалам, в том числе к металлу, бетону, древесине и бумаге.
  • Обладает свойствами антисептика, хорошо борется с грибковыми, плесневыми и бактериальными заражениями.
  • Материалу свойственны огнеупорные качества, что нашло широкое применение в некоторых областях, таких как изготовление антипиренов и различных пропиток, черной металлургии и т.д.

Интересно знать, что одним из неочевидных достоинств силикатов является их экологическая чистота.

Минусы жидкого стекла:

  • Образуемая на поверхности пленка не отличается высокой прочностью и со временем может растрескиваться.
  • Плохо совместима с кирпичом. Пористая поверхность кирпича впитывает вещество и начинает разрушаться.
  • Значительно ускоряет время застывания строительных смесей, что требует определенной сноровки при их последующем монтаже.
  • Образуемая на поверхности пленка не позволяет наносить лаки, краски и прочие подобные покрытия.
  • Плохо сочетается с большинством органических соединений, покрытие ставится матовое или вовсе не держится.

Здесь перечислены достоинства и недостатки материала, сделанного в соответствие с ГОСТ 13078-81. Возможно существование других разновидностей растворимых силикатов, характеристики которых улучшены с помощью оксидов металлов и других добавок.

Где применяют жидкое стекло

Мы уже коснулись некоторых аспектов применения силикатных растворов, но, чтобы ответить на поставленный вопрос в полной мере, мы расскажем отдельно о том, где используют жидкое стекло. Начнем с того, что перечислим все существующие способы применения этого материала, а потом раскроем некоторые из приведенных способов более подробно.

Итак, жидкое стекло применяется в таких отраслях:

  • В строительстве. Используется как добавка в цементный раствор, для гидроизоляции поверхностей, для дерева, для стяжки пола и т.д.
  • В черной металлургии. Учитывая жаропроупорные качества материала, его широко применяют для производства литейных форм и создания керамических флюсов.
  • В химической промышленности. Широко используется для изготовления лакокрасочной продукции, огнеупорных красок и покрытий, производстве клеев, моющих средств, противокислотной защиты для различных деталей.
  • В машиностроении. Помогает соединять мелкие детали, требующие деликатности. Кроме того, используется в качестве антипригарного агента для некоторых поверхностей.
  • В бумажной промышленности. При изготовлении бумаги растворимые силикаты помогают добиваться твердости и глянцевого блеска конечного продукта.
  • При изготовлении книг. Здесь жидкое стекло используют как клей, который прекрасно соединяет бумагу, картон, кожу, древесину.
  • В производстве средств для ухода за авто. Защита кузова автомобиля с помощью модифицированного оксидами металлов и ПАВ жидкого стекла – распространенная практика.
  • В рукоделии и дизайне. Хорошо подходит для декора в качестве клея, соединяющего такие материалы, как стекло, керамика, металлы, полимеры.
  • В домашнем хозяйстве. Материал порой незаменим в ванной, используется также для кухни, в гараже, в подвалах, влажных помещениях. Добавление силикатов в воду для кипячения помогает снять нагар с кастрюль и сковородок.
  • Строительное жидкое стекло можно смело использовать в других областях. Например, в квартире или для авто.

Использование для бетонных поверхностей

Жидкое стекло для бетона в виде компонента сложносоставной смеси или пропитки является надежным консерватором, но, чтобы оно полностью проявило заявленные свойства, необходимо придерживаться технологических нюансов:

  • Поверхность бетона предварительно очищается от грязи и обезжиривается.
  • Добавление в раствор. Жидкое стекло разбавляют водой в отдельной емкости, а затем вливают в приготовленную сухую смесь и тщательно перемешивают. Запрещается добавление силикатного клея в готовый жидкий раствор.
  • Важно точно следовать рецептуре, поскольку жидкое стекло сильно влияет на скорость затвердевания. Допускается разбавление состава небольшими порциями воды при быстром затвердевании.
  • При однократном нанесении силикатный клей пропитывает слой толщиной 1-2 мм; после нескольких обработок —15-20 мм.

Технология использования в разных процессах:

  • Для защиты от сырости стен чердаков и подвалов достаточно одного нанесения жидкого стекла.
  • Гидроизоляция стенок колодцев проводится в два этапа. Сначала наносится тонкий слой жидкого стекла. Поверх образовавшейся пленки наносится цементно-песчаная смесь с нужной пропорцией силикатного клея.
  • Бассейн гидроизолируют с двух сторон. Внутреннюю поверхность обрабатывают тонким слоем жидкого стекла. Для изоляции внешней стенки от грунтовых вод состав наносится толстым слоем, в два-три приема.
  • Жидкое стекло на пол в гараже — дешевый способ избавиться от всепроникающей цементной пыли. Правильным будет нанесение по свежей стяжке. Если просто пропитать пол концентрированным составом, получится хрупкий лаковый слой.
  • Напольное покрытие с использованием жидкого стекла. Проводится в помещениях с избытком влажности. Если полы деревянные, предварительно выполняется стяжка из бетона. Затем на сухую бетонную поверхность порциями выливается и разравнивается силикатный раствор. Для окончательного выравнивания наносится повторный слой толщиной 3-5 мм. Финишное покрытие добавляется после высыхания; подойдет эпоксидный или полиуретановый лак.

Защита древесины

Гигроскопичные деревянные конструкции особенно нуждаются в надлежащей защите. В отличие от бетона, при контакте с древесиной силикатный клей в нее не впитывается, но образует внешний предохранительный слой. Поэтому для правильной обработки дерева жидким стеклом особенно важна предварительная подготовка. Дерево не только очищается от пыли и грязи, но дополнительно зачищается наждачной бумагой. Такой прием позволяет создать более гладкую поверхность и лучшее сцепление (а, значит, и долговечность) пленки.

Силикатный клей наносят на поверхности, которые не планируется окрашивать, поскольку дерево становится зеркально гладким, и покрасить его невозможно. Регулярно подвергающиеся воздействию сырости места (подвал, стропила, балочное перекрытие) — идеальные претенденты на использование жидкого стекла; применение состава проходит с учетом следующих рекомендаций:

  • Состав, разведенный водой в нужной пропорции, наносится на обработанную и зачищенную поверхность, минимум двумя слоями.
  • Для качественной гидроизоляции толщина готовой пленки должна быть не менее 100 мкм.
  • Лучший результат получается, если состав наносится при температуре от +20 до +40°C, широкой кистью или валиком.

Жидкое стекло в рукоделии и хозяйстве

Наконец, не стоит забывать, что жидкое стекло – это прекрасный клей. В былые времена этот клей назывался канцелярским, так как он хорошо клеит бумагу. С помощью силикатов можно приклеивать практически все ко всему: стекло к стеклу и керамике, керамику к керамике, бумагу, дерево, картон, металлы, кожу и многое другое.

Художественное применение жидкого стекла

В последнее время жидкое стекло активно используется в творчестве не только как клей, но и как финишное покрытие и как самостоятельный материал. Даже не все еще знают такие современные, очень модные рукоделия, как создание картин в стиле папертоль и алмазная вышивка. В первом случае объемная картина создается из наложенных друг на друга и склеенных вырезанных из картона элементов. Алмазная вышивка или мозаика — это картина из разноцветных страз или бисера, наклеенных на основу.

Оба вида поделок имеют в итоге сильно рельефную поверхность, поэтому под простым стеклом их эффектность теряется. Здесь именно жидкое стекло, нанесенное поверх готового полотна, служит не только красивым глянцем, но и защитой от пыли, влаги и УФ-лучей. Папертоль покрывается достаточно толстым слоем. В нем при высыхании могут образовываться пузырьки, которые можно легко удалить прокалыванием иголкой или подогреванием. Алмазная вышивка покрывается очень тонким слоем, да еще и прижимается — тогда стразы не теряют своего блеска.

Жидким стеклом ремонтируют художественную посуду или статуэтки, а также покрывают изготовленные собственноручно из гипса фигурки или даже фигуры-скульптуры, которыми после такой обработки можно оформить пространства и сооружения под открытым небом. Также жидкое стекло может быть самостоятельным материалом — из него делают маленькие скульптурки или цветы, отливая детальки в специально приготовленные формочки, а затем сгибая их как надо и соединяя проволокой. Этот вид творчества особо интересен еще потому, что жидкое стекло легко можно окрасить с помощью акриловых красок. Наконец, сейчас очень моден даже такой простой, и в то же время эффектный элемент интерьерного дизайна, как создание подтеков из жидкого стекла на разных поверхностях.

Особенности работы с жидким стеклом

Кроме оперативности в подготовке смеси и ее нанесении необходимо помнить про специфические свойства и необходимые меры предосторожности:

  • Защита кожи и глаз от прямого контакта. Подойдут стандартные перчатки, защитная одежда и обувь, маска, защитные очки. Если клей попал на кожу или глаза, промыть пострадавший участок большим количеством воды.
  • Выбор того, как наносить жидкое стекло, зависит от способа применения; используют кисть, валик или краскопульт.
  • Работа в помещении с хорошей вентиляцией.
  • Хранение и транспортировка. Хранить и переносить в герметично закрытой таре. Допускается хранение при отрицательных температурах; после оттаивания при комнатной температуре клей не теряет своих качеств.

Рекомендации по выбору

Силикатный клей предлагается как в чистом виде, так и в составе готовых отделочных смесей и пропиток в хозяйственных (строительных) магазинах. В торговой точке не сложно купить жидкое стекло в небольшом объеме; большую партию лучше заказывать напрямую у производителей. При выборе силикатного клея обращают внимание на:

  • Вид и предназначение.
  • Информацию на упаковке. Должна включать состав, название торговой марки, срок хранения, юридический адрес производителя, инструкцию по применению.
  • Внешний вид. Если упаковка прозрачная, раствор можно оценить визуально; в нем не должно быть примесей.
  • Цену. Цена жидкого стекла зависит от объема покупки и основных параметров (модуля и плотности). Жидкое стекло (раствор) выгоднее по цене, чем сухое стекло (концентрат).
  • Выбор тары. Жидкое стекло предлагается в таре объемом 1-5 кг, а также в канистрах 10-20 кг, бочках 200 л. Любая тара должна быть герметичной.

Видео

В сюжете — О правилах работы с жидким стеклом

Вывод

Жидкое стекло — проверенный и доступный материал для выполнения самых разных строительных работ; чтобы результат получился качественным, понадобится сноровка и определенные навыки. С точки зрения эстетики покрытие уступает более дорогим аналогам. Но, если приоритетом является минимизация затрат, жидкое стекло — оптимальное решение.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Способы гидроизоляции канализационных колодцев

Источник

https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2021/12/Zhidkoye-steklo.html

Лучшая полироль «жидкое стекло» 2021 года

Уход за автомобилем не только улучшает его внешний вид, но и продлевает срок службы, особенно это касается кузова. Главным врагом металла является коррозия.

Чтобы поддерживать машину в надлежащем состоянии, владельцам предлагается огромный ассортимент разных средств по уходу. И среди них часто можно заметить флаконы, именуемые как жидкое стекло, причём производителей огромное количество.

Это полироли для кузова, созданные для обеспечения глянцевого блеска, практически зеркального эффекта на обрабатываемых поверхностях.

Но не все подобные препараты обладают заявленными характеристиками и свойствами. Поэтому будет правильно изучить особенности жидкого стекла, его сильные стороны, а также помочь с выбором действительно качественного и эффективного средства.

Что это такое

Первым делом нужно понять, что же такое жидкое стекло и как оно появилось.

Так называют средства на полимерной основе, причём изначально их использовали в строительной области, для отделки помещений.

Первые образцы появились в качестве строительных разработок. Веществами покрывались стены, потолки и полы для обеспечения гидроизоляционного эффекта, но был отмечен удивительный зеркальный эффект. Вскоре после этого гидроизоляцию начали наносить при финишной отделке, чтобы придать помещению оригинальный внешний вид.

На подобные свойства обратили внимание изготовители автохимии. Была проведена доработка, усовершенствовали состав, адаптировали под нанесение на лакокрасочные автомобильные покрытия.

Такое понятие, как жидкое стекло, используется не просто так. Всё дело в составе. В полимерной смеси содержится диоксид кремния. Его широко применяют при производстве синтетического стекла. Свойства и характеристики максимально приближены к традиционному стеклу и даже усовершенствованы.

Есть ещё одно популярное название — это нанокерамика. Но фактически всё это является жидким стеклом, либо автомобильными полиролями со специальным полимерным составом.

Основные свойства и преимущества

Прежде чем выбрать лучшее на российском рынке жидкое стекло, предназначенное для кузова автомобиля, нужно понять, какие свойства может предложить этот состав.

Если говорить о качественных смесях, эффективность которых была доказана на практике, то от них следует ждать такие характерные особенности.

  • Создание прочного и стойкого слоя. Показатели прочности выше в сравнении с полиролями на силиконовой и восковой основе. Стекло сохраняется на поверхности дольше. Оно меньше подвержено влиянию внешних факторов. Диоксид кремния способен сохранить эффект в течение нескольких месяцев. В российских условиях не более 6-8 месяцев, хотя некоторые заявляют про службу в течение 1 года.
  • Высокая гидрофобность. Не стоит забывать, что жидкое стекло пошло от строительной гидроизоляции. Доработка позволила ускорить уход воды с поверхности кузова, особенно во время движения, где дополнительно помогают встречные потоки воздуха.
  • Чистота кузова. Это обеспечивается за счёт предыдущего свойства. Помимо воды, на машине меньше скапливается грязь и пыль.
  • Упрощённая мойка. Поскольку загрязнения плохо удерживаются на машине из-за скользкого жидкого стекла, мыть машину проще и быстрее. Порой достаточно сбить грязь чистой водой, без дополнительной химии.
  • Устойчивость к реагентам. Из-за застывшего полимерно-стеклянного слоя лакокрасочное покрытие машины меньше подвержено влиянию разной агрессивной химии. Это касается реагентов, которыми посыпают дороги зимой, или тех же птиц, оставляющих продукты жизнедеятельности на кузове.
  • Отражение света. Зеркальное покрытие отражает часть света, что позволяет защитить покрытие от выцветания и выгорания на солнце.
  • Зеркальный эффект. Для большинства автомобилистов это главное свойство, которым обладает жидкое стекло. Машина выглядит превосходно. Аналогичного эффекта добиться обычными полиролями сложнее. Иногда невозможно.

Понимая, что же такое жидкое стекло, можно переходить к вопросу о том, какое средство для ухода за автомобилем будет лучше. Чтобы машина блестела и была защищена, нужно выбирать состав высокого качества с доказанной эффективностью.

Разновидности

Перед тем как выбрать себе хорошее жидкое стекло, обязательно нужно учесть разновидности составов.

Фактически их можно разделить на 3 категории.

  • Профессиональные средства. Ориентированы на использование в условиях специальных сервисов. Чтобы качественно и правильно нанести состав, нужны полировальные устройства, сушильные лампы и опыт мастеров. Дорогие препараты. В свободной продаже встречаются редко. Самостоятельно наносить не рекомендуется.
  • Вещества для самостоятельного нанесения. Самая популярная категория. Специальные машинки и оборудование не требуются. Достаточно изучить инструкцию производителя. Делятся на однокомпонентные и двухкомпонентные. В первом случае состав готов к применению. Во втором жидкости из 2 флаконов предварительно нужно перемешать непосредственно перед нанесением.
  • Пародии на жидкое стекло. Это обычные полироли, либо подделки под известные бренды. Ничего общего с настоящим жидким стеклом не имеют. Диоксид кремния в составе отсутствуют. Это маркетинговые уловки, либо банальные фальшивки. Покупать и использовать не рекомендуется.

Составляя рейтинг, основной упор был сделан на жидкое стекло второго типа. Но некоторые профессиональные средства также заслуживают внимания.

Рейтинг 2021 года

Теперь к вопросу о том, какое жидкое стекло будет лучше для автомобиля и по каким причинам.

Первопроходцем в этом сегменте автомобильной косметики была компания Wilson. Её продукт появился только в 2008 году. С тех пор ассортимент постоянно расширялся.

Увы, среди лучших жидких стёкол уже встречаются подделки, а также откровенные пародии на нанокерамику. Эффективность нулевая, что совершенно не совпадает с заявленными свойствами и характеристиками. Поэтому требуется проводить тщательный отбор кандидатов.

В окончательный рейтинг попало лишь то жидкое стекло для автомобиля, которое имеет доказанную эффективность и положительные отзывы со стороны потребителей.

Всё это позволило составить итоговый топ и представить действительно работоспособное жидкое стекло от проверенных и хорошо себя зарекомендовавших производителей.

HKC Ceramic Coating

Открывает рейтинг среди автомобильных средств серии жидкое стекло продукция эстонской компании. Нанокерамика предназначена для обработки автомобиля в условиях профессионального сервиса. Но при этом может также использоваться в гараже с нанесением своими руками. Это объясняется отсутствием необходимости в наличии особых инструментов и оборудования.

Одного флакона средства достаточно для 2 обработок в 3 слоя седана класса C или D. Чтобы обеспечить надёжную защиту, производитель советует наносить по 3-4 слоя.

Реальный срок службы покрытия, если верить тестам, составляет полтора года, либо 80 моек без агрессивной химии.

Наносить 1 слой бессмысленно. Интервал между нанесением составляет 1,5 часа. Для работы требуется отапливаемый бокс. Полное высыхание наступает через 12 часов. Эти требования усложняют самостоятельное нанесение средства, но всё равно заслуженное место в рейтинге.

Willson Body Glass Guard

Японская разработка, в основе которой лежат силикаты. Признанный мировой лидер. Не просто первыми создали нанокерамику, но ещё и уверенно удерживают высокие позиции. Средство пользуется повышенным спросом в России, странах СНГ, у себя на родине и по всему миру.

При нанесении образуется слой толщиной 0,8 мкм. Это двухкомпонентный состав, который нужно смешать перед применением в равных пропорциях. Для лучшего эффекта требуется 2-3 слоя. Между наносимыми слоями выдерживают интервал в несколько часов.

Производитель заявляет, что покрытие сохраняет эффективность в течение года, но на практике реальный срок составляет 6-8 месяцев. Причём 6 месяцев стекло работает, если мыть машину раз в неделю. Гидрофобный эффект сохраняется на 2-3 месяца дольше.

Наносить можно только губками и салфетками, которые входят в комплектацию.

Производитель выпускает составы специально для тёмных и светлых кузовов. Хотя многие уверены, что это лишь маркетинговый ход. Не более того.

Soft99 Glass Coating H7

Ещё один продукт из серии жидкого стекла из Японии. Состав основан на соединениях кремния, а также нефтепродуктовых растворителях.

Может применяться на лакокрасочном покрытии, неокрашенном и прозрачном пластике, металлических и хромированных деталях. А вот обрабатывать резиновые компоненты не стоит, поскольку они могут повредиться.

Это однокомпонентное вещество, упрощающее хранение и нанесение. Хорошо защищает от царапин. Стойкий, долго сохраняет эффективность, плюс обладает хорошими гидрофобными свойствами.

Производитель заявляет, что обработка одного среднеразмерного автомобиля требует 30 мл вещества. В действительности расход составляет около 40-50 мл.

Из заявленных 12 месяцев сохранения эффективности на практике остаётся до 8 месяцев.

Gyeon Q2 Prime

Средство из Южной Кореи, основанное на кварцевом составе. Это не совсем профессиональная нанокерамика, но по своим свойствам заметно превосходит традиционные полироли.

Производитель заявляет, что эффект сохраняется целый год. Тесты показали реальный срок в 8-9 месяцев. С учётом небольшой стоимости это хорошие показатели.

При правильном нанесении формируется защитное покрытие, устойчивое к агрессивной химии. Противостоит реагентам, используемым зимой при посыпании дорог.

Отлично себя зарекомендовало на тёмных автомобилях с покрытием металлик.

Для создания максимального эффекта следует нанести 2-3 слоя. Между слоями выдерживают интервал в 1-2 часа для полного застывания.

Ceramic Pro 9H

Жидкое стекло из Тайвани, которое подходит только для работы в условиях специальных сервисных центров, компаний, занимающихся детейлингом.

В свободной продаже практически нет. Если и найдёте такое средство, то в 95% случаев это окажется подделка.

Ограничения на реализацию связаны с повышенными требованиями к нанесению. Если нарушить технологию обработки, это может привести к порче лакокрасочного покрытия. Устранить ошибки поможет только шлифовка с последующим перекрашиванием кузова.

Наносить нужно в 3-4 слоя. Каждый из них даёт 2 микрона. После этого кузов выдерживает до 100 моек, сохраняя защитные свойства и гидрофобный эффект.

Применяется в сочетании с другими средствами от этого производителя. Поэтому обходится довольно дорого автовладельцу.

Жидкое стекло, несмотря на доказанную эффективность, пока ещё остаётся противоречивым средством.

Связано это во многом с большим количеством подделок, а также с широким ассортиментом средств, которые только называются жидким стеклом. По факту же остаются обычными полиролями, где в основе лежит воск или силикон. Да, они тоже дают определённый эффект. Но стоят дорого, а возложенных надежд не оправдывают.

Качественное жидкое стекло стоит дорого. Это обусловлено сложностью производства, особыми компонентами в составе. Добавьте к цене средства ещё и стоимость профессионального нанесения. Не все готовы идти на такие траты.

Но если говорить о качественных и хорошо себя зарекомендовавших веществах, то в их эффективности сомневаться не приходится.

Что думаете о жидком стекле? Какими средствами пользовались? Насколько заметным был эффект? Как долго покрытие продержалось? Цена себя оправдывает или нет?

Подпишитесь, оставьте комментарий, задайте вопрос и расскажите о проекте друзьям!

Жидкое стекло: инструкция по применению

В наше время появилось огромное количество самых разных строительных материалов – как для обработки поверхностей, так и для их отделки. Однако это вовсе не значит, что нужно забывать обо всех старых средствах. Некоторые из них не устарели, а лишь получили проверку временем, подтвердив свое право оставаться на рынке. Одним из таких материалов можно назвать жидкое стекло.

Жидкое стекло: разновидности и состав

Этот материал был изобретен двести лет назад ученым Йеном фон Фуксом, который использовал щелочь вместе с кремниевой кислотой. Результат оказался настолько удачным, что с тех пор его состав практически не поменялся. Менялась лишь технология производства, чтобы соответствовать техническому прогрессу.

  • Жидкое стекло, создаваемое с использованием солей натрия, называют натриевым. Структура состава вязкая и высокопрочная, обладает хорошей проникающей способностью и клейкостью. Также состав обладает стойкостью против высоких температур и огнеупорными свойствами. Кроме того, этот материал сохранил форму, даже если то, на что он был нанесен, деформировалось. Чаще всего его используют для огнеупорной обработки, укрепления фундаментов, ремонта изделий из стекла. Также он применяется как один из компонентов различной бытовой химии.
  • Жидкое стекло, создаваемое с использованием солей калия, называют калиевым. В отличие от натриевого, оно обладает свойством поглощать влагу из воздуха. При застывании поверхность получается матовой. Этот материал также будет стойким против деформации и воздействия высокой температуры. Помимо перечисленных выше вариантов использования, которые подходят и для этого материала тоже, его можно использовать для обработки поверхностей как внутри, так и снаружи дома. Также это жидкое стекло входит в состав огнеупорных красок и используется при создании электродов.
  • Литиевое жидкое стекло – материал редкий. Его выпускают маленькими партиями и применяют для термозащиты обрабатываемых поверхностей.

Жидкое стекло на основе натриевых солей дешевле калиевого, однако калиевое лучше по многим характеристикам. Выбирать между этими двумя нужно, исходя из потребностей.

Характеристики и свойства жидкого стекла

Прежде чем перечислять преимущества и недостатки материала, выделим основные его характеристики, на которых и основаны как плюсы, так и минусы. Итак, при обработке поверхностей жидкое стекло становится антистатиком, антисептиком и антипиреном. То есть защищает, соответственно, он бактерий, от появления статического электричества и от воздействия огня и кислот. Кроме этого, гидрофобные свойства материала защитят поверхность от влаги.  Свойство же проникать в поры материала поверхности сделают ее плотность выше, соответственно, она станет прочнее. Основываясь на всем вышеперечисленном, можно выделить основные преимущества материала.

  • Благодаря высокой проникающей способности устраняет мелкие трещины в обрабатываемой поверхности. Также повышает плотность и твердость путем проникновения в поры обрабатываемого материала. Кроме этого, делает поверхность идеально ровной. Прекрасно подходит для покрытия поверхностей из дерева и бетона.
  • Расход материала на метр квадратный невелик, как и его стоимость.
  • Жидкое стекло при застывании превращается в гидрофобную пленку, которая при условии правильного нанесения может прослужить в среднем пять-шесть лет.
  • Если застывшее жидкое стекло покрыть краской, то срок жизни гидрофобного покрытия вырастет вдвое.
  • Влажность окружающей среды не мешает работе с этим материалом и не влияет на конечный результат покрытия им поверхностей.

Недостатков у описываемого материала намного меньше, и некоторые из них можно считать и преимуществами тоже. Например, жидкое стекло очень быстро засыхает. Это увеличивает скорость работ, однако может стать проблемой, если вы работаете с этим материалом впервые. Также нужно учитывать, что в качестве гидроизолятора одно только жидкое стекло скорее всего не справится. Следовательно, лучше применять его вместе с другими средствами. Для того, чтобы покрытие и все его защитные свойства были максимально качественными, нужно предварительно нанести на поверхность грунтовку.

Важно знать, что жидким стеклом ни в коем случае нельзя обрабатывать кирпичные поверхности. Из-за его свойств оно способно разрушить структуру кирпича за довольно короткое время.

Для чего применяется жидкое стекло

Сфер, в которых можно применять этот материал очень много. Его используют и в строительстве, и в быту, и для создания внутреннего декора помещений, для обработки мебели и даже в рукоделии.

Использование влагозащитных свойств

Например, жидкое стекло используется для обработки колодцев. Сначала его наносят на внутреннюю часть бетонных колец. Затем после засыхания покрывают слоем цемента, в который также добавляют жидкое стекло.

Также оно прекрасно годится для того, чтобы защищать от влаги и сделать огнестойкими самые разные помещения – как комнаты жилого дома, так и подвалы или гаражи.

С помощью этого материала можно заделать мельчайшие трещинки в стенках бассейна. Это предотвратит не только утечку воды, которая его наполняет, но и проникновение в нее загрязненных почвенных вод (так называемой «верховодки»). В этом случае жидкое стекло следует наносить в несколько слоев.

Применение в садоводстве

Нестандартный, но довольно популярный способ применения жидкого стекла находится в сфере садоводства. С его помощью можно защищать деревья от паразитов и «лечить» небольшие повреждения.

Использование антисептических свойств

Благодаря антисептическим свойствам, этот материал нередко применяют для обработки стен и потолка перед тем, как клеить обои. Также  им обрабатывают пол перед укладкой паркета, ламината или линолеума. Жидкое стекло поможет вывести грибок со стен в ванной, где он может появиться из-за повышенной влажности. Также его можно применять вместо клея при отделке потолка или стен плиткой из ПВХ.

Использование свойств антипирена

Из-за своих огнеупорных свойств, жидкое стекло в случае необходимости добавляют в краски и различные растворы, использующиеся для строительства конструкций, подверженных высоким температурам.

Использование в сфере декора

Этот многофункциональный материал также можно использовать в обработке небольших предметов – начиная от деревянной мебели, и заканчивая различной керамикой. Кроме того с его помощью можно ремонтировать стеклянные и керамические предметы.

Жидкое стекло широко используется при создании декора – как в мелких предметах, так и в ремонтных работах. Например, оно используется для наливных полов.

Это далеко не все возможности применения описываемого материала. Мы перечислили основные, а дальше все зависит от опытности мастера. Хорошо зная свойства материалов, опытный мастер сможет придумать куда больше применений для жидкого стекла любого типа.

Растворы с жидким стеклом

Этот материал практически не используется в чистом виде. В зависимости от желаемого результата, необходимо готовить различные растворы. Наиболее распространенные мы перечислим ниже.

  • Для наилучшего антисептического эффекта на обрабатываемую поверхность нужно разбавить жидкое стекло водой, взяв оба компонента в одинаковом количестве.
  • Для придания эффекта антипирена раствору для кладки нужно смесь цемента (одна часть) и песка (три части) разбавить водой до получения пластичной консистенции. Затем в образовавшуюся смесь добавить жидкое стекло в количестве одной пятой от общей массы смеси.
  • Для наилучшего гидрофобного эффекта на обрабатываемую поверхность следует смешать цемент, песок и жидкое стекло. При этом все компоненты нужно взять в одинаковом количестве.
  • Для приготовления пропитки, повышающей срок службы обрабатываемой поверхности, нужно разбавить жидкое стекло (одна часть) водой (пять частей). Затем на конструкции или крупные предметы такая смесь наносится с помощью кистей или валиков. Мелкие же предметы можно просто окунать в готовый раствор.
  • Для того, чтобы заделать небольшие трещины или стыки, нужно перемешать цемент (одна часть), жидкое стекло (одна часть) и песок (три части). Разбавлять водой не нужно, потому что раствор должен быть густым. Особенно это важно при работах на вертикальных поверхностях или на потолке.
  • Чтобы сделать наилучшую грунтовку для бетона, нужно перемешать жидкое стекло и цемент. Оба компонента при этом нужны в одинаковом количестве.
  • Для придания краскам огнеупорного эффекта используется калиевое жидкое стекло, которое смешивается с пигментами или готовыми красками.

Правила работы с жидким стеклом

  • Растворы следует готовить в следующей последовательности. Сухие ингредиенты смешиваются отдельно, жидкие – отдельно. Затем они соединяются путем медленного заливания жидких в сухие и постоянного перемешивания.
  • При работе обязательно используйте защитные перчатки и очки. А при объемных работах, например, при обработке стен, пола и потолка в квартире или гараже, потребуется и респиратор.
  • Перед началом работы с поверхностью ее необходимо тщательно очистить от загрязнений и обезжирить.
  • Растворы, в состав которых входит жидкое стекло, застывают в течение получаса, потому работать с ними нужно быстро. Если требуется нанести несколько слоев, то каждый следующий можно наносить через тридцать минут после окончания предыдущего.
  • После окончания работы все инструменты необходимо тщательно вымыть теплой водой.
  • Срок годности описываемого материала – год. Однако при покупке стоит обращать внимание на его консистенцию. Она должна быть однородной, без комков.
  • Нельзя выливать остатки описываемого материала или растворов с ним в составе на землю или в канализацию.

Жидкое стекло для гидроизоляции | Про гидроизоляцию.ру

Жидкое стекло появилось на рынке строительных материалов сравнительно недавно, но сегодня это – один из самых эффективных гидроизоляционных материалов, который, помимо собственно защиты поверхности или конструкции от попадания влаги, обладает собственным, достаточно высоким, уровнем механической устойчивости и практически абсолютной долговечностью.

Влагоизоляция жидким стеклом имеет сходство с любой проникающей гидроизоляцией. Жидкое стекло для гидроизоляции применяют для обработки стен, полов зданий и сооружений из кирпича либо бетона, подвальных помещений. Жидкое стекло имеет антисептические свойства. Данный материал представляет собой раствор силиката кальция либо натрия, смешиваемый с цементом. Влагоизолирующие характеристики жидкого стекла базируются на способности натрия образовывать кристаллы при взаимодействии с поверхностью. Эти кристаллы заполняют поры и полости кирпича либо бетона, образуя сплошную поверхность. Такая поверхность становится устойчивой к воздействию влаги.

Фото: Жидкое стекло для гидроизоляции

Жидкое стекло для гидроизоляции достаточно надежное. Его зачастую применяют для усиления защиты стыков и швов. Срок службы гидроизоляции жидким стеклом равен сроку службы самого здания.

Видео: Решение проблемы рыхлой стяжки

Жидкое стекло воздухонепроницаемо. Это свойство обеспечивает арматуре и другим металлическим элементам в конструкциях дополнительную надежную защиту от коррозии.

Влагоизоляция жидким стеклом часто устраивается не только во внутренней части сооружения, однако, и снаружи, как средство предотвращения просачивания грунтовых вод в материал конструкции.

Поверхность для нанесения жидкого стекла необходимо тщательно очистить жесткой металлической щеткой от штукатурки, краски, копоти и других загрязнений, которые могут преградить впитывание поверхностью гидрозащитного состава. Жидкое стекло наносится на ровную поверхность в один – два слоя, при необходимости количество слоев можно увеличить до трех-четырех. Этот материал безопасен для окружающей среды, не токсичен, однако меры предосторожности все же следует соблюдать. С жидким стеклом работают в резиновых сапогах. Резиновые перчатки также являются обязательным защитным средством. Жидкое стекло имеет сильную щелочную реакцию, поэтому рекомендуется во время работы иметь достаточное количество чистой воды. Также желательно иметь любой состав, нейтрализующий действие щелочи.

Видео: Жидкое стекло для гидроизоляции

Влагоизоляция жидким стеклом может применяться для обустройства колодцев и иных емкостей для накапливания и хранения пресной воды. Компоненты данного гидрозащитного материала не влияют на качество воды.

Жидкое стекло, как правило, используют в сочетании с цементным раствором (1:10), а обычная цементная гидроизоляция уже не используется поверх такого раствора.

Жидкое стекло для авто — особенности технологии, преимущества

Состав жидкого стекла известен давно, однако эксперименты по применению его для полировки лакокрасочного покрытия кузова автомобиля начались в Японии относительно недавно. В последнее время полировка авто жидким стеклом становится все более популярной у российских водителей, но сама процедура пока остается окутана тайной.

Особенности жидкого стекла для авто

Жидкое стекло (или полироль) представляет собой щелочной раствор силикатов натрия или калия. Нормальное состояние этих соединений — жидкое, но на воздухе они высыхают и образуют на поверхности пленку.  Для придания определенных технологических качеств в него вводятся различные присадки.

Выбор полироли зависит, в первую очередь, от цвета автомобиля. Это связано с тем, что темные и светлые цвета преломляют свет по-разному. Особых ограничений по применению жидкого стекла нет. Иногда могут предъявляться требования к обрабатываемой поверхности, но чаще всего оговаривается ее технология мойки. Длительность сохранения результатов нанесения жидкого стекла зависит от применения рекомендованных специальных шампуней.

Производители жидкого стекла для автомобиля дают гарантию, что результат обработки кузова сохранится на протяжении нескольких лет, но при условии соблюдения всех рекомендаций. При правильном уходе за кузовом автомобиля гарантия составляет 2 года. Однако было бы верно считать не время до наступления момента потери блеска лакокрасочного покрытия, а число моек, так как применение стандартных моющих средств приводит к уничтожению покрытия. Особенно это касается средств, в составе которых присутствуют абразивные добавки.

Полировка жидким стеклом

Жидкое стекло наносится на поверхность кузова для сохранения лакокрасочного покрытия в первоначальном виде или для того, чтобы скрыть его дефекты, возникшие при эксплуатации.

Толщина слоя превышает в 1,5-2 раза толщину других полиролей, что обеспечивает гарантию результата.

Кузов автомобиля постоянно подвергается различным воздействиям, которые приводят к разрушению ЛКП. Таким образом, для сохранения заводского покрытия целесообразно проводить обработку кузова сразу после приобретения автомобиля. Причем жидкое стекло для автомобиля используют не только для кузова, но и для других деталей — стекла или колпака. Его нанесение позволяет получить слой, который будет служить надежной защитой от воздействия коррозии и других факторов, а также поможет устранить мелкие дефекты и сохранить блеск ЛКП.

Преимущества полировки именно жидким стеклом

Обработка лакокрасочного покрытия кузова автомобиля жидким стеклом — инновационная технология, которая позволяет получить ряд преимуществ:

  1. Слой полироли является надежной защитой от механических и химических воздействий;
  2. Заводское ЛКП гарантированно остается в первоначальном виде и сохраняется эффект зеркала;
  3. Оптимальный баланс стоимости средства и длительности эффекта его применения;
  4. Устранение различных небольших дефектов, возникающих вследствие нарушения технологии мойки автомобиля;
  5. Долговечность покрытия;
  6. При необходимости можно оперативно провести корректировку цвета при его потускнении;
  7. Водоотталкивающие свойства полироли не позволяют скапливаться на поверхности кузова грязи и удаляют воду;
  8. Материал обеспечивает защиту от ультрафиолетового излучения;
  9. Увеличивается стойкость ЛКП при нагреве;
  10. Покрытие не допускает возникновения статического электричества;
  11. Прочность материала обеспечивается введением специальных добавок;
  12. Автомобиль сохраняет привлекательный вид, благодаря абсолютной прозрачности жидкого стекла, которое сохраняет блеск и подчеркивает глубину цвета.

Технология нанесения

Нанесение жидкого стекла на кузов автомобиля, несмотря на простоту технологии, требует строгого выполнения всех требований производителя полироли.

Перед началом работ обрабатываемая поверхность должна быть тщательно очищена и просушена. Температура воздуха в помещении должна находится в пределах 10°-40°С, иначе достичь требуемого эффекта не удастся. Состав подготавливается строго в соответствии с прилагаемой инструкцией и наносятся небольшими порциями на обрабатываемую поверхность. После того, как материал частично высохнет, его растирают при помощи специального инвентаря.

Время высыхание зависит от температуры, при которой выполняется процедура. При температуре более 25°С для высыхания материала достаточно 10 минут. Если температура составляет 10°-20°С, то длительность этого процесса увеличивается до 20 минут. При температуре ниже 10°С от проведения мероприятия следует отказаться.


Руководство по свойствам стеклянных материалов

В общем, стекло — твердое и хрупкое вещество, обычно прозрачное или полупрозрачное. Он может состоять из смеси песка, соды, извести или других материалов. Самый распространенный процесс формования стекла: сырье нагревается до тех пор, пока оно не превратится в расплавленную жидкость, а затем быстро охлаждается материал для создания закаленного стекла.

Swift Glass — лидер отрасли в производстве стекла. У нас есть материалы от самых разных производителей стекла, таких как:

Каждый имеющийся у нас материал тщательно отбирается с учетом его физических свойств и уникальных эксплуатационных характеристик.

Некоторые из наших предложений включают:

  • Различные варианты смотрового стекла для использования в различных отраслях промышленности
  • Стекло SCHOTT BOROFLOAT® , которое используется в различных областях освещения, оптики и стеклянных пластин благодаря своим полезным свойствам, включая превосходную механическую прочность, устойчивость к экстремальным температурам и исключительную прозрачность
  • Кремнеземное флоат-стекло для окон и дисплеев
  • Pyrex ® (снято с производства) для использования в средах как низкого, так и высокого давления
  • Vycor ® (снято с производства) для оптических приложений, работающих в условиях высокого давления и высоких температур

Состав и свойства стеклянных материалов

По сравнению со многими другими материалами стекло обладает высокими показателями твердости.Однако большинство типов стекла имеют тенденцию к естественной хрупкости, что делает их уязвимыми к разрушению или растрескиванию в приложениях, где присутствуют удары, давления или напряжения. Чтобы устранить эту врожденную хрупкость, инженеры и производители должны тщательно обрабатывать стекло в соответствии с оптимальными протоколами упрочнения / отпуска.

Типы стекла можно разделить по их механическим и термическим свойствам, чтобы определить, для каких областей применения они будут наиболее подходящими. При выборе важно учитывать следующие свойства стеклянных материалов:

Вязкость

Вязкость — это мера внутреннего трения жидкости или сопротивления потоку.Когда стекло находится в расплавленном жидком состоянии, большинство технологий обработки, которые используют производители, требуют, чтобы его вязкость находилась в определенном диапазоне при определенной температуре. Это называется рабочей точкой или уровнем вязкости, при котором производители могут формировать стекло с помощью выдувания, прессования или других операций.

Прочность

Многие стекла — в зависимости от их конкретного состава — обладают высокой теоретической структурной прочностью. Однако некоторые практические соображения имеют тенденцию значительно снижать их работоспособность.Например, следующие факторы могут привести к неоптимальной прочности стекла:

  • Дефекты или дефекты на поверхности стекла
  • Термические напряжения, возникающие в процессе быстрого охлаждения
  • Введение в поверхность мелких кристаллов путем отжига

Дефекты на поверхности стекла могут стать очагами напряжения. Концентрированное напряжение, создаваемое нагрузкой, которая оказывает большее давление, чем может выдержать теоретическая прочность стекла, обычно вызывает трещину или поломку.Таким образом, изъяны или дефекты на поверхности стекла значительно снижают прочность изделия на излом. Тем не менее, производители могут устранить или предотвратить появление этих поверхностных дефектов и трещин за счет точности и осторожности в производственном процессе.

Очки различаются по уровню и крепости. Например:

  • Закаленное натриево-кальциевое стекло, также известное как стекло типа III, обладает высокой механической прочностью.
  • Алюмосиликатное стекло обладает высокой прочностью на сжатие, что делает его идеальным для использования в солнечных элементах, покровном стекле и сенсорных дисплеях, а также в других областях.
  • Боросиликатное стекло обладает исключительной структурной прочностью и часто используется в стеклянных трубках, медицинских устройствах и устройствах для исследования космоса.

Поведение при тепловом расширении

Стекло имеет свойство расширяться при повышении температуры. Кривая теплового расширения стекла обеспечивает инженерам и производителям рассматриваемого стекла три важнейших свойства:

  • Коэффициент теплового расширения измеряет скорость расширения в зависимости от температуры.
  • Температура перехода показывает начало вязкоупругого поведения и период внезапного расширения.

Стекла различаются по характеристикам теплового расширения и обрабатываемости. Например, кварцевое стекло имеет низкий коэффициент теплового расширения, и поэтому его труднее придать форму или деформировать по сравнению с другими типами стекла.

Применение стеклянных материалов

Стекло как первичный исходный материал используется в очень широком диапазоне приложений и отраслей.Ниже приводится список некоторых распространенных применений стеклянных материалов:

  • Стекло жизненно необходимо для производства полупроводниковых пластин. Стеклянные пластины действуют как подложка-носитель, облегчая безопасное обращение с более тонкими и деликатными силиконовыми материалами.
  • Дверцы духовки и верхняя часть плиты обычно сделаны из стекла.
  • Сектор биотехнологий полагается на пластины из боросиликатного стекла для различных медицинских устройств из-за его прозрачной оптической прозрачности и устойчивости к высоким температурам, радиации и энергии.Стеклянные пластины также действуют как подложка-носитель для защиты силиконовых устройств, используемых в нанотехнологиях.
  • МЕМ и электроника. Экраны телевизоров, компьютеров и смартфонов сделаны из стекла. Инженеры используют специальные типы стекла для сенсорных дисплеев. Стеклянные пластины также используются в качестве носителей подложек и упаковки пластин для чувствительных компонентов в микроэлектронных механических системах (MEM) и электронике.
  • Автомобили и транспорт. В лобовых стеклах, фарах и задних фонарях используется стекло из особых материалов.Стекло также используется в качестве исходного материала для многих легких, усиленных структурных компонентов, используемых в автомобилях, авиалайнерах, вертолетах, морских круизерах и других транспортных средствах.
  • Медицинская техника. В качестве примера использования стекла в медицине рентгеновские аппараты содержат стекло.
  • Возобновляемая энергия. Стекло с низким содержанием железа или сверхпрозрачное стекло имеет крайне ограниченные светоотражающие свойства, что делает его идеальным для покрытий солнечных элементов. Максимальное количество солнечного света может проходить через стеклянную крышку и заряжать солнечную батарею.
  • Интегральная схема (ИС) Упаковка. Стеклянные переходные отверстия (TGV) и стеклянные колпачки на уровне пластины (WLC) используются для защиты ИС от коррозии или ударов для обеспечения оптимальной функциональности. Они служат двойной цели: удерживают контакты внешних цепей на месте.

Партнерство со Swift Glass

Стекло используется во многих отраслях промышленности. Однако важно, чтобы компании использовали стеклянный материал, который лучше всего подходит для желаемого применения.

Вот уже почти столетие Swift Glass является лидером отрасли в производстве высококачественного стекла на заказ. У нас есть опыт, позволяющий удовлетворить уникальные потребности клиентов во многих отраслях, и вы можете быть уверены, что мы предоставим превосходную продукцию по разумным ценам.

Если вы хотите узнать больше о том, какой стеклянный материал лучше всего подходит для вашего желаемого применения, загрузите нашу бесплатную таблицу свойств стеклянных материалов сегодня или свяжитесь с нами, чтобы получить бесплатное ценовое предложение для вашего следующего проекта.

промышленное стекло | Британника

промышленное стекло , также называемое архитектурным стеклом , твердый материал, который обычно имеет блестящий и прозрачный внешний вид и демонстрирует большую долговечность при воздействии природных элементов. Эти три свойства — блеск, прозрачность и долговечность — делают стекло предпочтительным материалом для изготовления таких предметов домашнего обихода, как оконные стекла, бутылки и лампочки.Однако ни одно из этих свойств по отдельности, ни все они вместе не являются достаточными или даже необходимыми для полного описания стекла. Согласно современным научным представлениям, стекло — это твердый материал, имеющий атомную структуру жидкости. Сформулировано более подробно, следуя определению, данному в 1932 году физиком W.H. Захариасен, стекло представляет собой протяженную трехмерную сеть атомов, образующих твердое тело, в котором отсутствует периодичность (или повторяющееся, упорядоченное расположение), характерная для кристаллических материалов.

Обычно стекло образуется при охлаждении жидкого расплава таким образом, чтобы не допустить упорядочения атомов в кристаллическое образование. Вместо резкого изменения структуры, которое имеет место в кристаллическом материале, таком как металл, когда он охлаждается ниже точки плавления, при охлаждении стеклообразующей жидкости происходит постоянное повышение жесткости жидкости до тех пор, пока атомы практически не замораживаются. более или менее случайное расположение, подобное расположению, которое они имели в текучем состоянии.И наоборот, при нагревании твердого стекла происходит постепенное размягчение структуры, пока она не достигнет жидкого состояния. Это монотонно меняющееся свойство, известное как вязкость, позволяет изготавливать изделия из стекла непрерывно, при этом сырье плавится до однородной жидкости, подается в виде вязкой массы на формовочную машину для изготовления определенного продукта, а затем охлаждается до твердого состояния. и жесткое состояние.

В данной статье описываются состав и свойства стекла и его формирование из жидких расплавов.В нем также описываются процессы промышленного производства стекла и стеклоформования, а также рассматривается история стекловарения с древних времен. При этом в статье основное внимание уделяется составу и свойствам оксидных стекол, которые составляют основную часть товарного тоннажа стекла, а также традиционным методам термического плавления или плавления стекла. Однако внимание также уделяется другим неорганическим стеклам и менее традиционным производственным процессам.

Подробное описание физики стеклообразного состояния см. В статье «Аморфное твердое тело».Для полной обработки различных художественных применений стекла см. Витражи и изделия из него.

Стеклянные композиции и аппликации

Из различных семейств стекла, представляющих коммерческий интерес, большинство основано на кремнеземе или диоксиде кремния (SiO 2 ), минерале, который в большом количестве встречается в природе, особенно в кварце и пляжных песках. Стекло, изготовленное исключительно из кремнезема, известно как кварцевое стекло или стекловидный кремнезем. (Его также называют плавленым кварцем, если он получен при плавлении кристаллов кварца.) Кремнеземное стекло используется там, где требуются высокая рабочая температура, очень высокая термостойкость, высокая химическая стойкость, очень низкая электропроводность и хорошая ультрафиолетовая прозрачность. Однако для большинства изделий из стекла, таких как контейнеры, окна и лампочки, основными критериями являются низкая стоимость и хорошая долговечность, а стекла, которые лучше всего соответствуют этим критериям, основаны на системе натриево-кальциево-кремнеземная. Примеры этих стекол приведены в таблице «Состав типичных оксидных стекол».

Состав типичных оксидных стекол
оксидный ингредиент (в процентах по весу)
стеклянная семья стеклянная аппликация диоксид кремния
(SiO 2 )
сода
(Na 2 O)
известь
(CaO)
оксид алюминия
(Al 2 O 3 )
магнезия
(MgO)
стекловидный кремнезем печные трубы, тигли для плавления кремния 100.0
силикат натриево-кальциевый окно 72,0 14,2 10.0 0,6 2,5
контейнер 74.0 15.3 5,4 1.0 3,7
лампочка и трубка 73,3 16.0 5.2 1.3 3.5
посуда 74.0 18.0 7,5 0,5
боросиликат натрия химическая посуда 81,0 4.5 2.0
свинцово-щелочной силикат свинцовый «кристалл» 59.0 2.0 0,4
телевизионная воронка 54,0 6.0 3.0 2.0 2.0
алюмосиликат стеклянная галогенная лампа 57.0 0,01 10.0 16.0 7.0
стеклопластик «Е» 52,9 17,4 14,5 4.4
оптический «Корона» 68.9 8,8
оксидный ингредиент (в процентах по весу)
стеклянная семья стеклянная аппликация оксид бора
(B 2 O 3 )
оксид бария
(BaO)
оксид свинца
(PbO)
оксид калия
(K 2 O)
оксид цинка
(ZnO)
стекловидный кремнезем печные трубы, тигли для плавления кремния
силикат натриево-кальциевый окно
контейнер след 0.6
лампочка и трубка 0,6
посуда
боросиликат натрия химическая посуда 12.0
свинцово-щелочной силикат свинцовый «кристалл» 25,0 12.0 1.5
телевизионная воронка 23.0 8.0
алюмосиликат стеклянная галогенная лампа 4.0 6.0 след
стеклопластик «Е» 9.2 1.0
оптический «Корона» 10.1 2,8 8,4 1.0

После кремнезема многие «натронно-известковые» стекла содержат в качестве основных компонентов соду или оксид натрия (Na 2 O; обычно получают из карбоната натрия или кальцинированной соды) и известь или оксид кальция (CaO; обычно полученный из обжаренного известняка).К этой основной формуле могут быть добавлены другие ингредиенты для получения различных свойств. Например, добавляя фторид натрия или фторид кальция, можно получить полупрозрачный, но непрозрачный продукт, известный как опаловое стекло. Другой вариант на основе диоксида кремния — боросиликатное стекло, которое используется там, где требуется высокая термостойкость и высокая химическая стойкость, например, в химической стеклянной посуде и автомобильных фарах. В прошлом «хрустальная» посуда из свинца изготавливалась из стекла, содержащего большое количество оксида свинца (PbO), что придавало продукту высокий показатель преломления (отсюда блеск), высокий модуль упругости (отсюда звучность или «кольцо»). ”), И большой рабочий диапазон температур.Оксид свинца также является основным компонентом припоев для стекла или герметизирующих стекол с низкими температурами обжига.

Другие стекла на основе диоксида кремния представляют собой алюмосиликатные стекла, которые занимают промежуточное положение между стекловидным диоксидом кремния и более распространенными силикатно-натриевыми стеклами по термическим свойствам, а также по стоимости; стекловолокно, такое как стекло E и стекло S, используемое в пластмассах, армированных волокном, и в теплоизоляционной вате; и оптические стекла, содержащие множество дополнительных основных компонентов.

Нонсилика

Оксидные стекла не на основе диоксида кремния не имеют большого коммерческого значения.Обычно это фосфаты и бораты, которые находят некоторое применение в биорезорбируемых продуктах, таких как хирургическая сетка и капсулы с замедленным высвобождением.

Стекла неоксидные

Фторидные стекла тяжелых металлов

Из неоксидных стекол фторидные стекла из тяжелых металлов (HMFG) потенциально могут использоваться в телекоммуникационных волокнах из-за их относительно низких оптических потерь. Однако они также чрезвычайно трудны в формировании и обладают плохой химической стойкостью. Наиболее изученной группой HMFG является так называемая группа ZBLAN, содержащая фториды циркония, бария, лантана, алюминия и натрия.

Стекловидные металлы

Другая неоксидная группа — стеклообразные металлы, образующиеся при высокоскоростной закалке жидких металлов. Возможно, наиболее изученным стеклообразным металлом является соединение железа, никеля, фосфора и бора, которое коммерчески доступно как Metglas (торговая марка). Используется в гибких магнитных экранах и силовых трансформаторах.

Последним классом неоксидных некристаллических веществ являются халькогениды, которые образуются при плавлении вместе халькогенных элементов — серы, селена или теллура с элементами из группы V ( e.g., мышьяка, сурьмы) и IV группы ( например, германий) периодической таблицы Менделеева. Благодаря своим полупроводниковым свойствам халькогениды нашли применение в устройствах переключения порогов и памяти, а также в ксерографии. Связанный конечный член этой группы — твердые элементарные аморфные полупроводники, такие как аморфный кремний (a-Si) и аморфный германий (a-Ge). Эти материалы являются основой большинства фотоэлектрических приложений, таких как солнечные элементы в карманных калькуляторах. Аморфные твердые тела имеют жидкоподобный атомный порядок, но не считаются настоящими стеклами, потому что они не демонстрируют непрерывного перехода в жидкое состояние при нагревании.

В некоторых стеклах можно вызвать определенную степень кристаллизации в обычно неупорядоченной атомной структуре. Стекловидные материалы, обладающие такой структурой, называются стеклокерамикой. Коммерчески полезная стеклокерамика — это стеклокерамика, в которой высокая плотность неориентированных кристаллов одинакового размера достигается в объеме материала, а не на поверхности или в отдельных областях. Такие продукты неизменно обладают прочностью, намного превышающей прочность исходного стекла или соответствующей керамики.Яркими примерами являются сосуды для приготовления пищи Corning Ware (торговая марка) и дентальные имплантаты Dicor (торговая марка).

Помимо стеклокерамики, полезные изделия из стекла могут быть получены путем смешивания керамических, металлических и полимерных порошков. Большинство продуктов, изготовленных из таких смесей или композитов, проявляют свойства, которые являются комбинацией свойств различных ингредиентов. Хорошими примерами композитных продуктов являются пластмассы, армированные стекловолокном, для использования в качестве жестких эластичных твердых тел, а также толстопленочные проводники, резисторы и диэлектрические пасты с заданными электрическими свойствами для упаковки микросхем.

В природе встречается несколько видов неорганических стекол. К ним относятся обсидианы (вулканическое стекло), фульгариты (образованные ударами молнии), тектиты, обнаруженные на суше в Австралазии, и связанные с ними микротектиты со дна Индийского океана, молдавиты из Центральной Европы и стекло Ливийской пустыни из западного Египта. Благодаря своей чрезвычайно высокой химической стойкости под водой, микротектитовые композиции представляют значительный коммерческий интерес для иммобилизации или переработки опасных отходов.

Стекло — это жидкость или твердое тело?

Стекло — это аморфная форма вещества. Это твердое тело. Возможно, вы слышали разные объяснения того, следует ли классифицировать стекло как твердое или как жидкое. Вот взгляд на современный ответ на этот вопрос и его объяснение.

Ключевые выводы: стекло — это жидкость или твердое тело?

  • Стекло твердое. Имеет определенную форму и объем. Не течет. В частности, это аморфное твердое тело, потому что молекулы диоксида кремния не упакованы в кристаллическую решетку.
  • Причина, по которой люди думали, что стекло может быть жидкостью, заключалась в том, что старые стеклянные окна были толще внизу, чем вверху. Стекло в некоторых местах было толще, чем в других, из-за способа изготовления. Он был установлен более толстой частью внизу, потому что он был более устойчивым.
  • Если вы хотите получить техническую информацию, стекло может быть жидкостью, когда оно нагревается до плавления. Однако при комнатной температуре и давлении он остывает до твердого состояния.

Стекло — жидкость?

Учитывайте характеристики жидкостей и твердых тел.У жидкостей есть определенный объем, но они принимают форму своего сосуда. Твердое тело имеет фиксированную форму, а также фиксированный объем. Итак, чтобы стекло было жидкостью, оно должно иметь возможность изменять свою форму или текучесть. Стекло течет? Нет!

Вероятно, идея о том, что стекло — это жидкость, пришла из наблюдения за старым оконным стеклом, которое внизу толще, чем вверху. Это создает впечатление, что сила тяжести могла вызвать медленное течение стекла.

Однако стекло , а не течет со временем! Старое стекло может иметь разную толщину из-за способа изготовления.Выдувное стекло не будет иметь однородности, потому что воздушный пузырь, используемый для разжижения стекла, не расширяется равномерно через первоначальный стеклянный шар. Стекло, которое было закручено в горячем состоянии, также не имеет однородной толщины, потому что исходный стеклянный шар не является идеальной сферой и не вращается с идеальной точностью. Стекло было вылито, когда расплав стал толще с одного конца и тоньше с другого, потому что стекло начало охлаждаться в процессе заливки. Имеет смысл, что более толстое стекло либо образуется на дне пластины, либо будет ориентировано таким образом, чтобы сделать стекло как можно более устойчивым.

Современное стекло производится ровной толщины. Когда вы смотрите на современные стеклянные окна, вы никогда не увидите, что стекло в нижней части становится толще. Любое изменение толщины стекла можно измерить с помощью лазерной техники; таких изменений не наблюдалось.

Флоат-стекло

Плоское стекло, которое используется в современных окнах, производится методом флоат-стекла. Расплавленное стекло плавает на ванне с расплавленным оловом. Азот под давлением подается на верхнюю часть стакана, чтобы он приобрел зеркально-гладкую поверхность.Когда охлаждаемое стекло размещается вертикально, оно имеет и сохраняет однородную толщину по всей своей поверхности.

Аморфное твердое тело

Хотя стекло не течет как жидкость, оно никогда не достигает кристаллической структуры, которую многие люди ассоциируют с твердым телом. Однако вы знаете о многих твердых телах, которые не являются кристаллическими! Примеры включают брусок, кусок угля и кирпич. Большая часть стекла состоит из диоксида кремния, который при правильных условиях действительно образует кристалл.Вы знаете этот кристалл как кварц.

Физическое определение стекла

В физике стекло определяется как любое твердое тело, которое образуется в результате быстрой закалки в расплаве. Следовательно, стекло по определению твердое.

Почему стекло должно быть жидкостью?

В стекле отсутствует фазовый переход первого рода, что означает, что у него нет объема, энтропии и энтальпии во всем диапазоне стеклования. Это отличает стекло от обычных твердых тел, так что в этом отношении оно напоминает жидкость.Атомная структура стекла похожа на структуру переохлажденной жидкости. Стекло ведет себя как твердое тело, когда оно охлаждается ниже температуры стеклования. И в стекле, и в кристалле поступательное и вращательное движение фиксировано. Остается колебательная степень свободы.

3 распространенных типа стекла: свойства и применение | Копп Гласс

Стекло — чрезвычайно универсальный материал; он используется каждый день в многочисленных приложениях, о многих из которых большинство из нас даже не подозревает.Мы используем его для питья, хранения еды и в качестве окон в наших домах и автомобилях, но стекло также используется во многих невидимых сферах. Например, стеклянные компоненты используются в медицинском диагностическом оборудовании, электронике, теплоизоляции зданий и в качестве армирующего материала в таких вещах, как доски для серфинга, ветряные турбины и ортопедические модели. Каждый день мы взаимодействуем с множеством стеклянных форм и композиций.

Так что же такое стекло?

Стекла — это аморфный материал, не имеющий периодической кристаллической структуры на больших расстояниях.Это двухмерное изображение силикатного силикатного стекла иллюстрирует эту случайную атомную природу.
Примечание. В этом 2D-представлении дополнительная связь диоксида кремния с кислородом не видна, но должна присутствовать в 3D-модели.

Стекло — это аморфный материал, не имеющий периодической кристаллической структуры на больших расстояниях. Стекла можно формировать несколькими способами, но наиболее распространенный метод включает нагревание сырья до расплавленной жидкости и последующее быстрое охлаждение жидкости таким образом, чтобы атомы оставались в беспорядочно расположенном атомном состоянии.

При использовании метода плавления / охлаждения для формования стекла процесс часто начинается со смеси нескольких важных порошков сырья. Эти порошковые смеси состоят из множества различных компонентов, каждый из которых играет важную роль. В большинстве стекол составы разработаны так, чтобы включать сеткообразователи, флюсирующие агенты, модификаторы свойств, осветляющие агенты и красители. Химический состав определяет физические свойства и характеристики формованного стекла.

Это сырье затем нагревают до температуры плавления, достаточной для образования однородной вязкой жидкости.На этом этапе, в зависимости от технологии производства, расплавленным стеклом можно манипулировать и придавать ему желаемую форму. Химический состав может быть изменен для соответствия различным техническим характеристикам или для повышения технологичности.

3 наиболее распространенных типа коммерческого стекла и их применение

Стеклянные композиции разработаны так, чтобы проявлять различные физические, химические и оптические свойства. Различные области применения требуют определенных типов стекла и производственных процессов.В промышленном производстве стекла обычно используют несколько составов стекла. Мы кратко остановимся на трех наиболее распространенных коммерческих стеклянных композициях, их свойствах и типичных применениях.

Стекло Тип Основные компоненты Линейное тепловое расширение Устойчивость к тепловому удару Химическая стойкость Приложения
Боросиликат SiO 2 , B 2 O 3 -30-60 x 10 -7 / ° C Среднее — Высокое Высокая
  • Промышленное оборудование
  • Наружное освещение
  • Посуда лабораторная и кухонная
Силикат натриевой извести SiO 2 , Na 2 O, CaO -80-100 x 10 -7 / ° C Низкая Среднее
  • Контейнеры для розлива и напитков
  • Окна
  • Колпачки для ламп
Фосфаты П 2 О 5 -90-110 x 10 -7 / ° C Низкая Низкая, кроме высокой устойчивости к плавиковой кислоте
  • Каркасы костные
  • Оптоволокно
  • Теплопоглотители
Очки из силикатно-натриевой извести

Откройте холодильник и посмотрите на контейнеры и банки внутри, скорее всего, они сделаны из силикатного стекла натронно-кальциевого типа.Это семейство стаканов включает в себя многие стеклянные композиции, используемые для создания контейнеров для еды и напитков, декоративной посуды и аксессуаров, а также окон. На долю силикатно-натриево-кальциевых стекол приходится почти 90% производимого в мире стекла.

Его распространенность обусловлена ​​тем, что он относительно дешев в производстве; материалы являются обычными, и в сочетании они могут плавиться при более низкой температуре, чем многие другие составы стекла. Кроме того, производственные процессы были усовершенствованы, оптимизированы и автоматизированы в течение последнего столетия, чтобы улучшить производительность при массовом производстве этих очков.

Однако натриево-кальциевые стекла обычно не так долговечны, как другие стекла, включая боросиликатные композиции. Они склонны к разрушению при тепловом ударе и могут разрушаться в химически агрессивных средах. Однако за счет дополнительного производства, такого как химическое и термическое упрочнение, долговечность и прочность могут быть улучшены.

Очки боросиликатные

В тяжелых условиях эксплуатации обычно используются боросиликатные стекла из-за их превосходной прочности.Они обладают хорошей стойкостью к тепловому удару и могут выдерживать экстремальные термоциклы с минимальным эффектом. Например, Pyrex, коммерческий боросиликатный состав, созданный Corning, Inc., обычно используется для выпечки дома или проведения экспериментов в лаборатории. Он может перейти от приготовления в духовке к воздушному охлаждению на прилавке без повреждений. Это связано с низким коэффициентом теплового расширения, который позволяет стеклу создавать меньше внутренних напряжений во время процессов нагрева и охлаждения, вызывающих растрескивание или разрушение.

Хотя многие материалы могут быстро разлагаться в абразивных средах, боросиликатные композиции показали свою способность справляться с этой задачей. Они обычно используются в осветительных приборах, где ухудшение качества поверхности и потеря проходящего света нежелательны.

В промышленных или транспортных средах стекло часто подвергается воздействию агрессивных химикатов, таких как реактивное топливо, гидравлическая жидкость, кислоты, фотоинициаторы, солевые растворы и нефтепродукты. Даже постоянное воздействие воды может привести к повреждению некоторых очков.Боросиликатные стекла показали способность противостоять как влаге, так и химическим воздействиям и будут продолжать работать, как ожидалось, несмотря на длительное воздействие воды и химикатов. Из-за этого эти стеклянные композиции обычно используются для изготовления лабораторной посуды, смотрового стекла в промышленном оборудовании, вводов трансформаторов, взрывозащищенного освещения и внешних линз самолетов.

Фосфатные стекла

Фосфатные стекла в основном состоят из сеткообразователя P 2 O 5 , где ранее упомянутые стекла используют SiO 2 или B 2 O 3 в качестве первичных стекловолоконных сеткообразователей.Эти стекла обладают высокой стойкостью к плавиковой кислоте, но в остальном они имеют относительно низкую стойкость к химической коррозии. Композиции можно сделать более устойчивыми к химическим веществам и окружающей среде, разработав композицию для конкретных применений.

Фосфатные стекла хорошо подходят для легирования различными красителями, включая ионы переходных металлов и оксиды редкоземельных элементов. Эта способность позволяет создавать очки с уникальным и желаемым спектром пропускания.Эти цветные очки нашли свое применение в различных медицинских, военных и научных целях. Биоактивное стекло, которое является предпочтительным материалом для стимулирования роста костей в медицинской промышленности, также является составом стекла на основе фосфата.

Выбор стакана

На первый взгляд может показаться трудным решить, какое стекло лучше всего подходит для конкретного применения. Что важнее — высокая термостойкость или химическая стойкость? Не обязательно быть черным или белым ответом.Это зависит от окружающей среды, в которой будет находиться стекло, а также от требуемых технических характеристик. После того, как желаемые характеристики станут известны, анализ оптических, термических, химических и механических свойств стекла позволит определить, какое стекло будет работать лучше всего и будет наиболее экономичным.

Узнать больше о Glass

Стекло — уникальный и сложный материал, сильно отличающийся от других прозрачных материалов. Если вы новичок в разработке стеклянных линз или компонентов, это может оказаться сложной задачей.

Чтобы помочь вам разработать более эффективные линзы для очков, мы создали обширную электронную книгу, которая включает более 40 страниц информации о тепловых, оптических и механических свойствах стекла.

Если вы хотите узнать, как разрабатывать стеклянные линзы и компоненты, оптимизированные как для ваших требований к производительности, так и для операционной среды, загрузите нашу бесплатную электронную книгу.

Стекло и прочая керамика

Стекло и прочая керамика

Керамика


Стекло и прочая керамика

Одним из характерных свойств вещества является его вязкость , что является мерой его сопротивления потоку.Моторные масла более вязкие, чем бензин, например, а кленовый сироп, используемый для блинов, более вязкий, чем растительные масла. используется в заправках для салатов. Вязкость зависит от любого фактора, который может повлиять на легкость какие молекулы скользят мимо друг друга. Жидкости становятся более вязкими по мере того, как молекулы становятся больше, или по мере того, как становятся сильнее межмолекулярные силы. Их тоже становится больше вязкая при охлаждении.

Представьте, что произойдет, если вы охладите жидкость, пока она не станет настолько вязкой, что станет жесткий, но в нем отсутствовал какой-либо дальний порядок, характерный для твердых тел. обсуждается в этой главе.У вас будет что-то, известное как стекло . Очки обладают тремя характеристиками, которые делают их более похожими на «замороженные». жидкости », чем кристаллические твердые тела. Прежде всего, отсутствует дальний порядок. Во-вторых, много пустых площадок или вакансий. Наконец, в очках нет самолетов атомов.

Самый простой способ понять разницу между стеклом и кристаллическим твердым телом состоит в том, чтобы взглянуть на структуру стеклообразных металлов в атомном масштабе.Путем быстрой конденсации атомы металла из газовой фазы, или путем быстрой закалки расплавленного металла можно производить стеклообразные металлы, имеющие структуру, показанную на рисунке ниже

Структура стеклообразного металла в атомной шкале.

Аморфная структура стекла делает его хрупким. Потому что стекло не содержит самолетов атомов, которые могут скользить мимо друг друга, нет никакого способа снять напряжение. Излишний поэтому напряжение образует трещину, которая начинается в точке, где есть поверхностный дефект.Частицы на поверхности трещины разделяются. Напряжение, образовавшее трещину теперь переносится частицами, у которых меньше соседей, по которым напряжение может быть распределены. По мере роста трещины интенсивность напряжения на ее вершине увеличивается. Этот позволяет разорвать больше связей, и трещина будет расширяться, пока стекло не разобьется. Таким образом, если вы хотите Чтобы вырезать кусок стекла, начните с надрезания стекла напильником, чтобы поцарапать его. который сломается при стрессе.

Стекло производилось не менее 6000 лет, с тех пор как египтяне покрывали фигурки из песка (SiO 2 ) с осадком из реки Нил, эти объекты нагревали до покрытие расплавилось, а затем дайте им остыть. Оксид кальция или «известь» (CaO) и оксид натрия или «сода» (Na 2 O) из осадка, перетекающего в песок, чтобы сформировать стакан на поверхности фигурок. Следы оксида меди (CuO) в осадке привело к случайному распределению ионов Cu 2+ в стекле. это давало характерный синий цвет.

Песок по-прежнему является наиболее распространенным ингредиентом для изготовления стекла. (Более 90% песок, потребляемый каждый год, используется в стекольной промышленности.) Песок состоит из неравномерных сеть атомов кремния, скрепленных связями SiOSi. Если сеть была идеально правильной, каждый атом кремния был бы окружен четырьмя атомами кислорода расположены к углу тетраэдра. Потому что каждый атом кислорода в этой сети разделяемое двумя атомами кремния, эмпирическая формула этого твердого вещества будет SiO 2 и материал будет иметь структуру кварца.Однако в песке некоторые из мостиков SiOSi разрываются случайным образом.

Модификаторы (или флюсы), такие как Na 2 O и CaO, добавляются в песок для изменения сетчатая структура за счет замены связей SiOSi связями SiO Na + или SiO Ca 2+ . Это отделяет тетраэдры SiO 2 друг от друга, что делает смесь более жидкий и, следовательно, с большей вероятностью превратится в стекло после того, как его расплавят, а затем охлаждение.Эти так называемые «натронно-известковые» стаканы составляют 90% стекла. произведен.

Al 2 O 3 добавляется в некоторые стекла для увеличения их прочности; MgO добавляется, чтобы замедлить скорость кристаллизации стекла. Замена Na 2 O с B 2 O 3 производит боросиликатное стекло, которое меньше расширяется на обогрев. Добавление PbO позволяет получить свинцовые стекла, идеально подходящие для высококачественной оптики. стекло.

Самый распространенный способ приготовления стакана — нагреть смесь песка и модификаторов. пока он не расплавится, а затем быстро охладите его, чтобы он затвердел и превратился в стакан.Если охлаждение происходит достаточно быстро, частицы в жидком состоянии не могут вернуться к исходному состоянию кристаллическое расположение исходных материалов. Вместо этого они занимают случайно расположенные узлы решетки, в которых невозможно идентифицировать плоскости атомов. В результате получается аморфный (буквально: «без формы») материал.


Стеклокерамика

Случайный перегрев стекловаренной печи привел к открытию материалов, известных как стеклокерамика.При перегреве стекла в аморфном слое образовывались мелкие кристаллы. материал, препятствующий распространению трещин по стеклу.

Первый шаг к стеклокерамике включает в себя традиционные методы приготовления стекло. Затем продукт нагревают до 750-1150 ° C, пока часть структуры не станет превращается в мелкозернистый кристаллический материал. Стеклокерамика не менее 50% кристаллические после того, как они были нагреты. В некоторых случаях конечный продукт составляет более 95% кристаллический.

Поскольку стеклокерамика более устойчива к термическому удару, посуда из этой материал можно переносить прямо с горячей плиты в холодильник без ломка. Поскольку они более кристаллические, стеклокерамика также немного лучше проводящие тепло, чем обычные очки. Стеклокерамика также прочнее при высоких температуры, чем в очках. Таким образом, стеклокерамика MgO — Al 2 O 3 — SiO 2 используется для изготовления электрических изоляторов, которые должны работать при высоких температурах, таких как изоляторы свечей зажигания.Свойства и использование некоторых стекол и стеклокерамики приведено в таблице ниже.

Свойства и использование некоторых стекол и стеклокерамики

Состав Имущество Использование
Очки
Al 2 O 3 , MgO, CaO, SiO 2 полупрозрачный, химически
устойчивый
Стекло оконное, бутылки
PbO, SiO 2 Высокий показатель преломления Свинец кристалл
B 2 O 3 , SiO 2 , Na 2 O Кислотостойкость, низкая
расширение на отопление
Пирекс
Стеклокерамика
MgO, Al 2 O 3 , SiO 2 Изолятор с высотой
механическая прочность при
высокие температуры
Изоляторы свечей зажигания
CaSiO 3 , CaMgSi 2 O 6 ,
CaAl 2 Si 2 O 8
Износостойкие Строительные материалы
Li 2 Si 2 O 5 Термостойкость
шок
Носовые конусы на
ракеты, посуда


Керамика

Термин керамика происходит от греческого слова «керамика».Используется для описания широкий спектр материалов, включая стекло, эмаль, бетон, цемент, керамику, кирпич, фарфор и фаянсовая посуда. Этот класс материалов настолько широк, что часто бывает проще Под керамикой понимаются все твердые материалы, за исключением металлов и их сплавов, которые производятся высокотемпературная обработка неорганического сырья.

Керамика бывает кристаллической или стекловидной. Они могут быть как чистыми, так и однофазными. материалы или смеси двух или более отдельных веществ.Большинство керамических поликристаллические материалы с резкими изменениями ориентации или состава кристаллов через каждое зерно в структуре. Керамика может иметь электрическую проводимость, которая напоминают металлы, такие как ReO 3 и CrO 2.

Из керамики также можно сделать отличные изоляторы, например, из стеклокерамики, используемой в искровом топливе. пробки.

Одной из самых отличительных черт керамики является их устойчивость к обработке или сформированный после того, как они были обстреляны.За некоторыми исключениями, такими как стеклянные трубки или листовое стекло, они не могут быть проданы за ногу или скроены, чтобы соответствовать работе. Их размер и форма должны быть принято решение до их увольнения, и они должны быть заменены, а не отремонтированы, когда они ломаются.

Основное отличие керамики от других материалов — химические связи, которые скрепите эти материалы. Хотя они могут содержать ковалентные связи, такие как связи SiOSi в стекле, они часто характеризуются ионными связями. между положительными и отрицательными ионами.Когда они образуют кристаллы, сильная сила притяжение между ионами противоположного заряда в плоскостях ионов затрудняет одно самолет проскользнул мимо другого. Поэтому керамика хрупкая. Они сопротивляются сжатию, но они гораздо менее устойчивы к нагрузкам в виде изгиба.

Использование керамики восходит к временам неолита, когда глина впервые использовалась для изготовления чаши, запеченные на кострах. Глина образуется в результате выветривания породы с образованием галечные частицы глинозема и кремнезема, которые при намокании слипаются, образуя глину минералы, такие как каолинит, который имеет формулу Al 4 Si 4 O 10 (OH) 8 .

Сегодня керамика играет важную роль в поиске материалов, способных сопротивляться термический удар, действуют как абразивные материалы или имеют лучшее соотношение веса и прочности. Глиноземная керамика используются для ракет и носовых обтекателей, карбида кремния (SiC) и молибдена дисилицид (MoSi 2 ) используется в соплах ракет, а керамическая плитка используется для теплоизоляция для защиты космического челнока при повторном входе через Атмосфера.

В качестве тепловыделяющих элементов используется керамика из диоксида урана (UO 2 ). для атомных электростанций.Керамика также используется в качестве лазерных материалов, начиная с кристаллы, легированные хромом, которые излучают когерентный монохроматический импульс света на оптику через которую проходит свет. BaTiO 3 используется для изготовления керамических конденсаторов, которые имеют очень высокую емкость. Он также используется для изготовления пьезоэлектрических материалов, которые развиваются. электрический заряд при воздействии механического напряжения, которые являются активными элементами Картриджи для фонографов, сонары и ультразвуковые устройства. Магнитная керамика, образованная смешиванием ZnO, FeO, MnO, NiO, BaO или SrO с Fe 2 O 3 используются в постоянных магниты, компьютерная память и телекоммуникации.


Материаловедение

Материаловедение | Металлы и элементарные элементы | Подробнее о материаловедении | Керамика


Периодический Таблица | Глоссарий | Классные Апплеты

Обзор темы

Gen Chem | Главная страница справки по общей химии | Поиск: веб-сайт общей химии.

ученых открывают новое состояние материи в «жидком стекле»

Джонни Лупша, штатный писатель Wondrium

Science Alert

сообщает, что

физики определили новое состояние вещества, называемое жидким стеклом. Он находится где-то между твердым телом и коллоидом, который похож на гель. Понимать это означает оглядываться на состояния материи.

В дополнение к трем состояниям материи, которым учат в первые годы обучения в школе — твердое, жидкое и газовое, — существует четвертое состояние материи, называемое плазмой, которое возникает, когда газ подвергается воздействию чрезвычайно высоких температур.Фото Анусорна Накди

Согласно сообщению Science Alert , ученые, изучающие стекло, недавно сделали невероятное открытие. «Физики определили новое состояние вещества, скрытое внутри таинственных преобразований, которые происходят между жидким и твердым состояниями стекла», — говорится в статье. «Стеклование привлекает ученых, а новое состояние вещества, называемое« жидкое стекло », демонстрирует поведение на микроскопическом уровне, которое ранее не наблюдалось, что делает его отдельным от ранее наблюдаемых явлений.

«Это новое состояние, кажется, существует между твердым телом и коллоидом (например, гелем): гомогенные смеси с частицами, которые микроскопичны, но все же больше, чем атомы и молекулы, и их легче изучать».

Хотя состояния материи преподают в школе, в них есть гораздо больше, чем кажется на первый взгляд.

Твердые и жидкие вещества

Твердое тело, жидкость, газ и плазма составляют четыре установленных состояния материи.

«Твердые тела […] имеют более или менее фиксированную форму как следствие трехмерного расположения относительно прочных и жестких связей», — сказал д-р.Роберт М. Хазен, Кларенс Дж. Робинсон, профессор наук о Земле в Университете Джорджа Мейсона в Фэрфаксе, штат Вирджиния. «В повседневном использовании есть три различных класса твердых тел: кристаллы, стекло и полимеры. Эти три различных типа зависят от регулярности связи этих атомов ».

Жидкости, между тем, представляют собой совокупность атомов или молекул, которые сохраняют свой объем, но меняют форму. Доктор Хейзен сказал, что на молекулярном уровне жидкости ведут себя как мешок с мукой, поскольку существуют силы, удерживающие их вместе, но силы очень слабые.Это позволяет молекулам перемещаться друг вокруг друга. С жидкостями действуют две силы: притяжение Ван-дер-Уоллса и водородная связь.

«Они заставляют молекулы, атомы жидкости притягиваться друг к другу, чтобы они не улетали в космос, но не настолько сильно, чтобы образовывать твердый кристалл или твердое тело», — сказал он.

Газы и плазма

Газ — третье состояние вещества. Доктор Хазен сказал, что газ — это не что иное, как набор атомов или молекул, которые расширяются, чтобы заполнить любой доступный объем.У газов нет фиксированного объема или формы.

«Если бы вы могли увеличить газ в миллиард раз, вы бы увидели отдельные частицы, летающие повсюду, вроде шариков для пинг-понга в государственной лотерее», — сказал он.

Плазма возникает в результате воздействия газа на чрезвычайно высокие температуры. Доктор Хазен сказал, что по мере того, как газы достигают более высоких температур, они летают быстрее, и в конечном итоге их столкновения заставляют их электроны отрываться. Это делает их заряженными частицами вместе с морем заряженных электронов.

«Положительно заряженные атомы и молекулы, отрицательно заряженные электроны, образующие море — плазма обладает многими свойствами, такими как металлическая связь. Только в этом случае это своего рода газообразное состояние металла ».

Поскольку ученые продолжают наблюдать жидкое стекло, оно действительно может стать таким же устойчивым состоянием материи, как и его кузены.

Под редакцией Анджелы Шумейкер, The Great Courses Daily

Д-р Роберт М. Хазен участвовал в написании этой статьи. Доктор Хейзен — это Кларенс Дж.Робинсон, профессор наук о Земле в Университете Джорджа Мейсона в Фэрфаксе, штат Вирджиния, и научный сотрудник геофизической лаборатории Вашингтонского института Карнеги. Профессор Хазен получил степени бакалавра и магистра геологии в Массачусетском технологическом институте. Он получил докторскую степень в области наук о Земле в Гарвардском университете и работал после докторантуры в Кембриджском университете в Англии, прежде чем поступить в Институт Карнеги.

Выявлены причудливые свойства стекла

Ученые совершили революционное открытие в странных свойствах стекла, которое временами ведет себя как твердое тело, так и жидкость.

Находка может привести к самолету, который выглядит как самолет Чудо-женщины. Такие самолеты могут иметь крылья из стекла или чего-то еще, называемого металлическим стеклом, а не быть полностью невидимыми.

Это был прорыв, который позволил решить давнюю десятилетиями проблему того, что такое стекло. Известно, что, несмотря на твердый вид, стекло и гели на самом деле находятся в «застрявшем» состоянии вещества — где-то между жидкостью и твердым телом, — которое движется очень медленно. Подобно машинам в пробке, атомы в стакане пребывают в состоянии анабиоза и не могут добраться до места назначения, потому что маршрут заблокирован их соседями.Таким образом, хотя стекло является твердым веществом, по мнению химиков и материаловедов, оно никогда не становится твердым телом.

До сих пор работа была сосредоточена на попытках понять пробку, но теперь Падди Роял из Бристольского университета с коллегами из Канберры и Токио показал, что стекло не может быть твердым из-за особых атомных структур, которые образуются в стакан, когда остынет.

Икосаэдр заедает

Некоторые материалы кристаллизуются по мере охлаждения, выстраивая свои атомы в очень регулярный узор, называемый решеткой, сказал Ройалл, но хотя стекло «хочет» быть кристаллом, поскольку оно охлаждает, атомы застревают в нем. почти случайное расположение, не позволяющее ему образовывать правильную решетку.

В 1950-х годах сэр Чарльз Франк из физического факультета в Бристоле предположил, что расположение «джема» должно образовывать так называемый икосаэдр, но в то время он не смог это доказать.

Икосаэдр похож на трехмерный пятиугольник, и так же, как вы не можете выложить пол пятиугольниками, вы не можете заполнить трехмерное пространство икосаэдрами, объяснил Ройалл. То есть из пятиугольников не сделать решетку.

Когда дело доходит до стекла, подумал Фрэнк, существует конкуренция между образованием кристаллов и пятиугольниками, которые препятствуют построению кристалла.Если вы охладите жидкость, и она образует много пятиугольников, и эти пятиугольники сохранятся, кристалл не сможет сформироваться.

Оказывается, Фрэнк был прав, сказал Ройалл, и его команда доказала это экспериментально. Вы не можете наблюдать, что происходит с атомами, когда они остывают, потому что они слишком малы, поэтому Ройалл и его коллеги использовали специальные частицы, называемые коллоидами, которые имитируют атомы, но достаточно большие, чтобы их можно было увидеть с помощью современной микроскопии. Команда немного остыла и наблюдала за происходящим.

Они обнаружили, что гель, образованный этими частицами, также «хочет» быть кристаллом, но он не может им стать из-за образования структур, подобных икосаэдрам — в точности, как и предсказывал Франк.

«Именно образование этих структур лежит в основе застрявших материалов и объясняет, почему стекло — это стекло, а не жидкость или твердое тело», — сказал Ройалл.

Результаты подробно описаны в номере журнала « Nature Materials » от 22 июня. Исследование было частично поддержано грантом Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий, а также Королевского общества.

Предотвращение катастроф с авиалайнером

Знание структуры, образованной атомами по мере охлаждения стекла, представляет собой крупный прорыв в понимании метастабильных материалов и позволит дальнейшую разработку новых прочных, но легких материалов, называемых металлическими стеклами, сказал он уже используется для изготовления клюшек для гольфа.Этот материал обычно блестящего черного цвета, непрозрачный из-за большого количества свободных электронов (подумайте о ртути в старом термометре).

Металлы обычно кристаллизуются при охлаждении, однако вдоль границ между кристаллами возникает напряжение, которое может привести к разрушению металла.

Например, первый в мире лайнер, построенный британцами De Havilland Comet, упал с неба из-за поломки металла. По словам Ройалла, когда металлы охлаждаются с такой же внутренней структурой, как стекло, и без границ кристаллических зерен, вероятность их выхода из строя снижается.По его словам, металлические очки могут подходить для целого ряда продуктов, помимо клюшек для гольфа, которые должны быть гибкими, например, для крыльев самолетов и деталей двигателей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *