कांच के प्रकार एवं गुण. कांच के भौतिक गुण

"ग्लास उन सभी अनाकार पिंडों को संदर्भित करता है जो पिघले हुए पदार्थ को सुपरकूलिंग करके प्राप्त किए जाते हैं, भले ही उनकी रासायनिक संरचना और जमने और रखने की तापमान सीमा कुछ भी हो, चिपचिपाहट में क्रमिक वृद्धि, ठोस पदार्थों के यांत्रिक गुणों और एक तरल से संक्रमण की प्रक्रिया के परिणामस्वरूप कांच जैसी अवस्था में परिवर्तनीय होना चाहिए।'' यूएसएसआर एकेडमी ऑफ साइंसेज के शब्दावली आयोग द्वारा दी गई कांच की यह परिभाषा, किसी भी कांच प्रणाली में निहित सबसे विशिष्ट गुणों को शामिल करती है।

कांच जैसी अवस्था की विशेषता एक नियमित क्रम वाली संरचना के छोटे क्षेत्रों की उपस्थिति, एक नियमित स्थानिक जाली की अनुपस्थिति, आइसोट्रोपिक गुण और एक विशिष्ट पिघलने बिंदु की अनुपस्थिति है।

बिल्डिंग ग्लास में (%) होता है: 75-80% SiO 2, 10-15% CaO, लगभग 15% Na 2 O।

कांच का रासायनिक प्रतिरोध उसकी संरचना पर निर्भर करता है; सिलिकेट ग्लास में सबसे अधिक प्रतिरोधी वे होते हैं जिनमें कुछ क्षारीय ऑक्साइड होते हैं। Na 2 O को di-, tri- और tetravalent ऑक्साइड से प्रतिस्थापित करने पर कांच का रासायनिक प्रतिरोध बढ़ जाता है।

कांच के मुख्य ऑप्टिकल गुण हैं: प्रकाश संप्रेषण (पारदर्शिता), प्रकाश अपवर्तन, प्रतिबिंब, फैलाव, आदि। पारंपरिक सिलिकेट ग्लास स्पेक्ट्रम के पूरे दृश्य भाग को अच्छी तरह से प्रसारित करता है और व्यावहारिक रूप से पराबैंगनी और अवरक्त किरणों को प्रसारित नहीं करता है। कांच की रासायनिक संरचना और उसके रंग को बदलकर, कांच के प्रकाश संचरण को समायोजित किया जा सकता है। बिल्डिंग ग्लास का अपवर्तनांक (1.46-1.53) प्रकाश आपतन के विभिन्न कोणों पर प्रकाश संचरण निर्धारित करता है। इस प्रकार, जब प्रकाश का आपतन कोण 0° (कांच के तल के लंबवत) से बदलकर 75° हो जाता है, तो कांच का प्रकाश संप्रेषण 92 से घटकर 50% हो जाता है।

साधारण कांच का घनत्व 2500 किग्रा/वर्ग मीटर है, उच्चतम घनत्व लेड ऑक्साइड (भारी चकमक पत्थर) की उच्च सामग्री वाला ग्लास है - 6000 किग्रा/वर्ग मीटर तक। कांच की लोच का मापांक 48,000 से 83,000 एमपीए तक होता है, क्वार्ट्ज ग्लास के लिए - 71,400 एमपीए। ऑक्साइड CaO और B2O3 (12% तक) की उपस्थिति लोचदार मापांक को बढ़ाती है।

ग्लास की उच्च संपीड़न शक्ति 700-1000 MPa और निम्न शक्ति - 35-85 MPa होती है। टेम्पर्ड ग्लास की ताकत एनील्ड ग्लास की तुलना में 3-4, कभी-कभी 10-15 गुना अधिक होती है।

साधारण सिलिकेट ग्लास की कठोरता मोह पैमाने पर 5-7 होती है। क्वार्ट्ज ग्लास, साथ ही बोरोसिलिकेट कम-क्षार ग्लास, में बहुत कठोरता होती है।

ग्लास प्रभाव का अच्छी तरह से विरोध नहीं करता है, अर्थात। यह भंगुर है: प्रभाव झुकने की ताकत लगभग 0.2 एमपीए है। टेम्पर्ड ग्लास के नमूनों के लिए यह एनील्ड नमूनों की तुलना में 5-7 गुना अधिक है। कांच में बोरिक एनहाइड्राइड और मैग्नीशियम ऑक्साइड की उपस्थिति कांच के प्रभाव प्रतिरोध को बढ़ाती है।

चश्मे की ताप क्षमता उनकी रासायनिक संरचना से निर्धारित होती है। कमरे के तापमान पर, ताप क्षमता मान 0.63 से 1.05 kJ/(किलो डिग्री सेल्सियस) तक होता है।

चश्मे का थर्मल विस्तार रासायनिक संरचना से भी प्रभावित होता है। क्वार्ट्ज ग्लास के लिए थर्मल विस्तार का न्यूनतम गुणांक 5.8 · 10 -7 1/°С है, साधारण भवन ग्लास के लिए - 9 · 10 -6 -15 · 10 -6 1/°С।

100°C तक के तापमान पर साधारण कांच की तापीय चालकता 0.4-0.82 W/(m°C) होती है। क्वार्ट्ज ग्लास में उच्चतम तापीय चालकता है - 1.340 W/(m °C)। बड़ी मात्रा में क्षार ऑक्साइड युक्त ग्लास में कम तापीय चालकता होती है। बोरोसिलिकेट ग्लास में उच्च ताप प्रतिरोध होता है; क्वार्ट्ज ग्लास सबसे अधिक ताप प्रतिरोधी होता है।

चश्मे की विद्युत चालकता तापमान के साथ बदलती रहती है। उनमें लिथियम ऑक्साइड की सामग्री विद्युत चालकता पर सबसे अधिक प्रभाव डालती है; यह कांच में जितना अधिक होगा, विद्युत चालकता उतनी ही अधिक होगी। कांच की विद्युत चालकता द्विसंयोजी धातुओं (अधिकतर BaO) के ऑक्साइडों के साथ-साथ SiO 2 और B 2 O 3 के कारण कम हो जाती है। कांच की सतह चालकता, जो सिलिकेट्स के हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप कांच की सतह पर बनी फिल्म के कारण होती है, को ध्यान में रखा जाना चाहिए। यह फिल्म नमी की एक महत्वपूर्ण मात्रा को अवशोषित करती है और कांच की गतिविधि को बढ़ाती है।

कांच को मशीनीकृत किया जा सकता है: इसे हीरे से भरी गोलाकार आरी से काटा जा सकता है, पोबेडिट कटर से पीसा जा सकता है, हीरों से काटा जा सकता है, पीसा जा सकता है और पॉलिश किया जा सकता है। प्लास्टिक अवस्था में, 800-1000°C के तापमान पर, कांच को ढाला जा सकता है। इसे उड़ाया जा सकता है, शीट, ट्यूब, फाइबर में खींचा जा सकता है या वेल्ड किया जा सकता है।

यूएसएसआर एकेडमी ऑफ साइंसेज के शब्दावली आयोग ने कांच की निम्नलिखित परिभाषा दी:

"ग्लास उन सभी अनाकार पिंडों को संदर्भित करता है जो पिघले हुए पदार्थ को सुपरकूलिंग करके प्राप्त किए जाते हैं, इसकी रासायनिक संरचना और जमने और रखने की तापमान सीमा की परवाह किए बिना, चिपचिपाहट में क्रमिक वृद्धि, ठोस पदार्थों के यांत्रिक गुणों और एक तरल से संक्रमण की प्रक्रिया के परिणामस्वरूप होता है। कांच जैसी अवस्था में परिवर्तनीय होना चाहिए।''

ग्लास को वैज्ञानिक शब्द "विट्रीस स्टेट" के विपरीत एक तकनीकी शब्द माना जाता है। कांच में बुलबुले और छोटे क्रिस्टल हो सकते हैं। कांच जैसे पदार्थ से बनी सामग्री में, बहुत बड़ी संख्या में छोटे क्रिस्टल भी विशेष रूप से बनाए जा सकते हैं, जो सामग्री को अपारदर्शी बनाते हैं या इसे एक अलग रंग देते हैं। इस सामग्री को दूध का गिलास, चित्रित गिलास आदि कहा जाता है।

आधुनिक अवधारणाएँ "ग्लास" और "कांचयुक्त अवस्था" शब्दों के बीच अंतर करती हैं। "ग्लास": "एक ठोस, गैर-क्रिस्टलीय पदार्थ जो शीतलन के दौरान क्रिस्टलीकरण को रोकने के लिए पर्याप्त दर पर तरल को ठंडा करने से बनता है।" एन.वी. सोलोमिन के अनुसार, "कांच एक ऐसा पदार्थ है जिसमें मुख्य रूप से कांच जैसा पदार्थ होता है।"

कांच जैसी अवस्था में सभी पदार्थों में कई सामान्य भौतिक-रासायनिक विशेषताएं होती हैं। विशिष्ट कांचयुक्त शरीर:

1. आइसोटोप, अर्थात्। उनके गुण सभी दिशाओं में समान हैं;

2. गर्म करने पर, वे क्रिस्टल की तरह पिघलते नहीं हैं, बल्कि धीरे-धीरे नरम हो जाते हैं, भंगुर से चिपचिपे, अत्यधिक चिपचिपे और एक बूंद-तरल अवस्था में चले जाते हैं;

3. अपने मूल गुणों को पुनः प्राप्त करते हुए, विपरीत ढंग से पिघलें और सख्त हो जाएँ।

प्रेस और गुणों की उत्क्रमणीयता इंगित करती है कि ग्लास बनाने वाला पिघला हुआ और ठोस ग्लास सही समाधान हैं। तापमान घटने पर किसी पदार्थ का तरल से ठोस अवस्था में संक्रमण दो तरह से हो सकता है: पदार्थ कांच के रूप में क्रिस्टलीकृत या ठोस हो जाता है।

लगभग सभी पदार्थ पहले मार्ग का अनुसरण कर सकते हैं। हालाँकि, क्रिस्टलीकरण पथ केवल उन पदार्थों के लिए सामान्य है, जो तरल अवस्था में होने के कारण कम चिपचिपापन रखते हैं और जिनकी चिपचिपाहट क्रिस्टलीकरण के क्षण तक अपेक्षाकृत धीरे-धीरे बढ़ती है।

दूसरा समूह निर्णायक रूप से क्षार की सांद्रता या किसी अन्य चयनित घटकों की सांद्रता पर निर्भर करता है। संरचना पर उनकी निर्भरता प्रभावित करती है: चिपचिपाहट, विद्युत चालकता, आयन प्रसार दर, ढांकता हुआ नुकसान, रासायनिक प्रतिरोध, प्रकाश संचरण, कठोरता, सतह तनाव।

कांच के भौतिक गुण

खिड़की के शीशों सहित साधारण सोडियम-पोटेशियम-सिलिकेट ग्लासों का घनत्व 2500-2600 किग्रा/एम3 तक होता है। जब तापमान 20 से 1300°C तक बढ़ता है, तो अधिकांश ग्लासों का घनत्व 6-12% कम हो जाता है, अर्थात 100°C तक घनत्व 15 kg/m3 कम हो जाता है। पारंपरिक एनील्ड ग्लास की कंप्रेसिव ताकत 500-2000 एमपीए है, विंडो ग्लास 900-1000 एमपीए है।

कांच की कठोरता उसकी रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है। ग्लास की कठोरता 4,000-10,000 एमपीए तक होती है। क्वार्ट्ज ग्लास सबसे कठोर होता है; क्षार ऑक्साइड की मात्रा में वृद्धि के साथ, ग्लास की कठोरता कम हो जाती है।

नाजुकता. कांच, हीरे और क्वार्ट्ज के साथ, एक आदर्श रूप से नाजुक सामग्री है। चूंकि नाजुकता प्रभाव से सबसे स्पष्ट रूप से प्रकट होती है, इसलिए इसकी विशेषता प्रभाव शक्ति होती है। कांच की प्रभाव शक्ति विशिष्ट श्यानता पर निर्भर करती है।

ऊष्मीय चालकता। क्वार्ट्ज ग्लास में उच्चतम तापीय चालकता होती है। साधारण खिड़की के शीशे में 0.97W/(mK) होता है। बढ़ते तापमान के साथ, तापीय चालकता बढ़ती है; तापीय चालकता कांच की रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है।

ऑक्साइड ग्लासों की उच्च पारदर्शिता ने उन्हें इमारतों, दर्पणों और ऑप्टिकल उपकरणों, जिनमें लेजर, टेलीविजन, फिल्म और फोटोग्राफिक उपकरण आदि शामिल हैं, के लिए अपरिहार्य बना दिया है। शीट ग्लास, विंडो ग्लास, शॉप ग्लास के निर्माण के लिए यह ध्यान रखना आवश्यक है कि प्रकाश संचरण गुणांक सीधे ग्लास की सतह की परावर्तक क्षमता और उसकी अवशोषण क्षमता पर निर्भर करता है। सैद्धांतिक रूप से, आदर्श, गैर-प्रकाश-अवशोषित ग्लास भी 92% से अधिक प्रकाश संचारित नहीं कर सकता है।

कांच के ऑप्टिकल गुण: अपवर्तक सूचकांक - कांच पर पड़ने वाले प्रकाश को अपवर्तित करने की क्षमता। सिरेमिक रंगों के उत्पादन के लिए अपवर्तनांक बहुत महत्वपूर्ण है। यह निर्धारित करता है कि सिरेमिक उत्पाद कितनी दृढ़ता से प्रकाश को प्रतिबिंबित करेगा और यह कैसा दिखेगा।

यांत्रिक गुण: लोच एक ठोस वस्तु का वह गुण है जो भार हटने के बाद अपने मूल आकार को बहाल कर देता है। लोच को सामान्य लोच के मापांक जैसी मात्राओं द्वारा दर्शाया जाता है, जो तनाव (संपीड़न) के दौरान भार के प्रभाव में उत्पन्न होने वाले तनाव की भयावहता को निर्धारित करता है।

आंतरिक घर्षण: ग्लासी सिस्टम में यांत्रिक, विशेष रूप से, ध्वनि और अल्ट्रासोनिक कंपन को अवशोषित करने की क्षमता होती है। कंपन का अवमंदन कांच में असमानताओं की संरचना पर निर्भर करता है।

सिलिकेट प्रणालियों के तापीय गुण अध्ययन और सिरेमिक और कांच उत्पादों के निर्माण दोनों में सबसे महत्वपूर्ण गुण हैं।

विशिष्ट ऊष्मा क्षमता: - कांच के एक इकाई द्रव्यमान को 1°C तक गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा Q की मात्रा से निर्धारित होती है।

रासायनिक प्रतिरोध - विभिन्न आक्रामक वातावरणों का प्रतिरोध - कांच के बहुत महत्वपूर्ण गुणों में से एक दवा के लिए महत्वपूर्ण है। टेम्पर्ड ग्लास अच्छी तरह से एनील्ड ग्लास की तुलना में 1.5-2 गुना तेजी से टूटता है। आधुनिक निर्माण में, खिड़की, दरवाजे और अन्य उद्घाटन के लिए सौर और गर्मी-सुरक्षात्मक गुणों वाले विशेष ग्लास का उपयोग किया जाता है। इन चश्मों के लिए, स्पष्टीकरण से गुजरने वाले प्रकाश प्रवाह की वर्णक्रमीय प्रकृति और रंग टोन का आकलन महत्वपूर्ण है। इन विशेषताओं के आधार पर, एक विशिष्ट प्रकार के ग्लास का चयन किया जाता है, साथ ही थर्मल और प्रकाश गुणों का निर्धारण, कामकाजी परिस्थितियों पर उनका प्रभाव, इमारतों और संरचनाओं के डिजाइन का निर्धारण किया जाता है।

सिलिकेट ग्लास गुणों, पारदर्शिता, पूर्ण जलरोधी और सार्वभौमिक रासायनिक प्रतिरोध के असामान्य संयोजन द्वारा प्रतिष्ठित हैं। यह सब कांच की विशिष्ट संरचना और संरचना द्वारा समझाया गया है।

घनत्वकाँचरासायनिक संरचना पर निर्भर करता है और साधारण बिल्डिंग ग्लास के लिए यह 2400...2600 किग्रा/मीटर 3 है। खिड़की के शीशे का घनत्व 2550 किलोग्राम/घन मीटर है। सीसा ऑक्साइड ("बोहेमियन क्रिस्टल") वाला कांच अत्यधिक घना है - 3000 किलोग्राम/घन मीटर से अधिक। कांच की सरंध्रता और जल अवशोषण लगभग 0% है।

यांत्रिक विशेषताएं। भवन संरचनाओं में कांच अक्सर झुकने, खिंचने और प्रभाव के अधीन होता है और कम अक्सर संपीड़न के अधीन होता है, इसलिए इसके यांत्रिक गुणों को निर्धारित करने वाले मुख्य संकेतक तन्य शक्ति और नाजुकता पर विचार किया जाना चाहिए।

सैद्धांतिक ग्लास तन्यता ताकत - (10...12) 10 3 एमपीए। व्यवहार में, यह मान 200...300 गुना कम है और 30 से 60 एमपीए तक है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि कांच में कमजोर क्षेत्र (सूक्ष्म-असमानताएं, सतह दोष, आंतरिक तनाव) होते हैं। कांच उत्पादों का आकार जितना बड़ा होगा, ऐसे क्षेत्रों की उपस्थिति की संभावना उतनी ही अधिक होगी। परीक्षण उत्पाद के आकार पर ग्लास की ताकत की निर्भरता का एक उदाहरण ग्लास फाइबर है। 1...10 माइक्रोन के व्यास वाले ग्लास फाइबर की तन्यता ताकत 300...500 एमपीए है, यानी शीट ग्लास की तुलना में लगभग 10 गुना अधिक। खरोंचें कांच की तन्य शक्ति को बहुत कम कर देती हैं; कांच को हीरे से काटना इसी पर आधारित है।

कांच की संपीड़न शक्ति उच्च - 900...1000 एमपीए, यानी लगभग स्टील और कच्चा लोहा जैसा। -50 से +70 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में, कांच की ताकत व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहती है।

सामान्य तापमान पर ग्लास की पहचान इस तथ्य से होती है कि इसमें कोई प्लास्टिक विरूपण नहीं होता है। लोड होने पर, यह भंगुर फ्रैक्चर तक हुक के नियम का पालन करता है। लोचदार मापांकग्लास ई=(7...7.5) 10 4 एमपीए।

भंगुरता - कांच का मुख्य नुकसान. नाजुकता का मुख्य संकेतक लोचदार मापांक और तन्य शक्ति का अनुपात है ई/आर पी.कांच के लिए यह 1300...1500 है (स्टील के लिए 400...460, रबर 0.4...0.6)। इसके अलावा, कांच की संरचना (एकरूपता) की एकरूपता दरारों के निर्बाध विकास को बढ़ावा देती है, जो नाजुकता की अभिव्यक्ति के लिए एक आवश्यक शर्त है।

कांच की कठोरताजो रासायनिक संरचना में फेल्डस्पार के करीब एक पदार्थ है, इन खनिजों के समान है, और, रासायनिक संरचना के आधार पर, मोह पैमाने पर 5...7 की सीमा में है।

ऑप्टिकल गुण चश्मे में प्रकाश संचरण, पारदर्शिता), प्रकाश अपवर्तन, परावर्तन, फैलाव आदि की विशेषता होती है। पारंपरिक सिलिकेट ग्लास, विशेष ग्लास (नीचे देखें) को छोड़कर, स्पेक्ट्रम के पूरे दृश्य भाग को प्रसारित करते हैं (88...92% तक) और व्यावहारिक रूप से पराबैंगनी और अवरक्त किरणों को संचारित नहीं करते हैं। बिल्डिंग ग्लास का अपवर्तनांक (पी= 1.50...1.52) प्रकाश के आपतन के विभिन्न कोणों पर परावर्तित प्रकाश की शक्ति और कांच के प्रकाश संचरण को निर्धारित करता है। जब प्रकाश का आपतन कोण 0 से 75° तक बदलता है, तो कांच का प्रकाश संप्रेषण 90 से 50% तक कम हो जाता है।

ऊष्मीय चालकता विभिन्न प्रकार के ग्लासों की मात्रा उनकी संरचना पर बहुत कम निर्भर करती है और मात्रा 0.6...0.8 W/(m K) होती है, जो समान क्रिस्टलीय खनिजों की तुलना में लगभग 10 गुना कम है। उदाहरण के लिए, एक क्वार्ट्ज क्रिस्टल की तापीय चालकता 7.2 W/(m K) है।

रैखिक तापीय विस्तार का गुणांक (CLTE) ग्लास अपेक्षाकृत छोटा होता है (साधारण ग्लास के लिए 9 10 -6 K -1)। लेकिन कम तापीय चालकता और उच्च लोचदार मापांक के कारण, अचानक एक तरफा हीटिंग (या ठंडा) के दौरान कांच में विकसित होने वाला तनाव उन मूल्यों तक पहुंच सकता है जिससे कांच नष्ट हो सकता है। यह अपेक्षाकृत छोटे की व्याख्या करता है गर्मी प्रतिरोध(अचानक तापमान परिवर्तन झेलने की क्षमता) साधारण कांच की। यह 70...90° C है।

ध्वनिरोधी क्षमता ग्लास काफी ऊंचा है. ध्वनि इन्सुलेशन के मामले में 1 सेमी मोटा ग्लास लगभग आधी ईंट की ईंट की दीवार से मेल खाता है - 12 सेमी।

रासायनिक प्रतिरोध सिलिकेट ग्लास इसके सबसे अनोखे गुणों में से एक है। ग्लास पानी, क्षार और एसिड (हाइड्रोफ्लोरिक और फॉस्फोरिक के अपवाद के साथ) की क्रिया का अच्छी तरह से प्रतिरोध करता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि पानी और जलीय घोल की क्रिया के तहत, Na + और Ca ++ आयन कांच की बाहरी परत से धुल जाते हैं और SiO 2 से समृद्ध एक रासायनिक रूप से प्रतिरोधी फिल्म बनती है। यह फिल्म कांच को और अधिक नष्ट होने से बचाती है।

ग्लास सुपरकूलिंग पिघल द्वारा प्राप्त सभी अनाकार निकायों को संदर्भित करता है, उनकी रासायनिक संरचना और जमने की तापमान सीमा की परवाह किए बिना, जो चिपचिपाहट में क्रमिक वृद्धि के परिणामस्वरूप, ठोस के यांत्रिक गुणों और तरल से संक्रमण की प्रक्रिया को धारण करता है। कांच जैसी अवस्था प्रतिवर्ती होनी चाहिए। किसी पदार्थ की कांच जैसी अवस्था के लक्षण स्पष्ट रूप से परिभाषित गलनांक, एकरूपता और आइसोट्रॉपी की अनुपस्थिति हैं। कई पदार्थ कांच जैसी अवस्था में प्राप्त किये जा सकते हैं।

ग्लास बिना किसी योजक के ग्लास बनाने वाले ऑक्साइड Si02, P205 और B203 बनाने में सक्षम है। हालाँकि, ज्यादातर मामलों में, ग्लास उत्पादन के लिए कच्चा माल एक बहुघटक मिश्रण होता है, जिसमें ग्लास बनाने वाले ऑक्साइड के अलावा, विभिन्न योजक होते हैं।

निर्माण में, सिलिकेट ग्लास का उपयोग लगभग विशेष रूप से किया जाता है, जिसका मुख्य घटक सिलिकॉन डाइऑक्साइड Si02 है।

ग्लास एक विशिष्ट रासायनिक संरचना वाला पदार्थ नहीं है जिसे रासायनिक सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है, इसलिए ग्लास की संरचना पारंपरिक रूप से ऑक्साइड के योग के रूप में व्यक्त की जाती है। बिल्डिंग ग्लास की संरचना, प्रकार और उद्देश्य के आधार पर, ऑक्साइड (वजन के अनुसार % में) शामिल हैं: Si02 - 64-73.4; Na203 - 10-15.5; K20 - 0-5; सीएओ - 2.5-26.5; एमजीओ - 0-4.5; ए1203 - 0-7.2; Fe203 - 0-0.4; S03 - 0-0.5; बी203 - 0-5.

प्रत्येक ऑक्साइड कांच के गुणों को बनाने के लिए पिघलने की प्रक्रिया में भूमिका निभाता है। सोडियम ऑक्साइड खाना पकाने की प्रक्रिया को तेज़ करता है, पिघलने बिंदु को कम करता है, लेकिन कांच के रासायनिक प्रतिरोध को कम करता है। पोटेशियम ऑक्साइड चमक बढ़ाता है और प्रकाश संचरण में सुधार करता है। कैल्शियम ऑक्साइड कांच के रासायनिक प्रतिरोध को बढ़ाता है। एल्यूमीनियम ऑक्साइड कांच की ताकत, थर्मल और रासायनिक प्रतिरोध को बढ़ाता है। बोरोन ऑक्साइड कांच के पिघलने की दर को बढ़ा देता है। ऑप्टिकल ग्लास और क्रिस्टल प्राप्त करने के लिए, लेड ऑक्साइड को चार्ज में पेश किया जाता है, जो अपवर्तक सूचकांक को बढ़ाता है।

कांच उत्पादन के लिए कच्चा माल

कांच उत्पादन के लिए कच्चे माल को बुनियादी और सहायक में विभाजित किया गया है।

मुख्य में खनिज कच्चे माल और कुछ औद्योगिक उत्पाद शामिल हैं: क्वार्ट्ज रेत, सोडा, डोलोमाइट, चूना पत्थर, पोटाश, सोडियम सल्फेट। इसके अलावा, विभिन्न उद्योगों से निकलने वाले कचरे का हाल ही में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा है - ब्लास्ट फर्नेस स्लैग, क्वार्ट्ज युक्त सामग्री, कैल्शियम टेट्राबोराइट, पुलिया, आदि।

खनिज कच्चे माल में, एक नियम के रूप में, बड़ी संख्या में अशुद्धियाँ और असंगत संरचना होती है। अशुद्धियों को पारंपरिक रूप से दो समूहों में विभाजित किया गया है:

कांच के पिघलने के गुण बिगड़ते हैं (लोहा, क्रोमियम, टाइटेनियम, मैंगनीज, वैनेडियम के ऑक्साइड);

कांच की संरचना के मुख्य घटकों (एल्यूमीनियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, पोटेशियम, सोडियम के ऑक्साइड) के अनुरूप।

पहले समूह की अशुद्धियाँ कांच को अवांछनीय रंग देती हैं और समावेशन के रूप में कांच में दोष भी पैदा कर सकती हैं। बैच रेसिपी की गणना करते समय आमतौर पर दूसरे समूह की अशुद्धियों को ध्यान में रखा जाता है।

कांच के पिघलने की गति बढ़ाने और उसे आवश्यक गुण प्रदान करने के लिए सहायक कच्चे माल (क्लीफायर, ओपेसिफायर, डाई इत्यादि) को चार्ज में पेश किया जाता है।

क्लेरिफ़ायर (सोडियम और एल्यूमीनियम सल्फेट्स, पोटेशियम नाइट्रेट, आर्सेनिक एनहाइड्राइड) ग्लास पिघल से गैस के बुलबुले को हटाने में मदद करते हैं।

साइलेंसर (क्रायोलाइट, फ्लोरस्पार, डबल सुपरफॉस्फेट) कांच को अपारदर्शी बनाते हैं।

रंग कांच को एक निश्चित रंग देते हैं - यौगिक: कोबाल्ट - नीला, क्रोमियम - हरा, मैंगनीज - बैंगनी, लौह - भूरा और नीला-हरा टोन, आदि।

कांच बनाने की मूल बातें

बिल्डिंग ग्लास के उत्पादन में निम्नलिखित मुख्य कार्य शामिल हैं: कच्चे माल का प्रसंस्करण; चार्ज तैयार करना, कांच पिघलाना, उत्पादों की ढलाई और उनकी एनीलिंग।

प्रसंस्करण में टुकड़ों (डोलोमाइट, चूना पत्थर, कोयला) के रूप में संयंत्र में प्रवेश करने वाली सामग्रियों को कुचलना और पीसना, गीली सामग्रियों (रेत, डोलोमाइट, चूना पत्थर) को सुखाना, सभी घटकों को एक दिए गए आकार की छलनी के माध्यम से छानना शामिल है।

चार्ज की तैयारी में औसतीकरण, खुराक और मिश्रण के संचालन शामिल हैं। चार्ज को उच्च गुणवत्ता वाला माना जाता है यदि निर्दिष्ट संरचना से इसका विचलन 1% से अधिक न हो।

ग्लास पिघलने का कार्य निरंतर (स्नान भट्टियां) या आवधिक (पॉट भट्टियां) संचालन की विशेष ग्लास पिघलने वाली भट्टियों में किया जाता है। जब चार्ज को 1100-1150 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, तो सिलिकेट बनते हैं, पहले ठोस रूप में और फिर पिघलकर। तापमान में और वृद्धि के साथ, सबसे दुर्दम्य घटक Si02 और Al203 इस पिघले हुए कांच के द्रव्यमान में पूरी तरह से घुल जाते हैं; यह द्रव्यमान संरचना में विषम है और गैस के बुलबुले से इतना संतृप्त है कि इसे कुकिंग फोम कहा जाता है। स्पष्टीकरण और समरूपीकरण के लिए, कांच के पिघलने का तापमान 1500-1600 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ा दिया जाता है। इस मामले में, पिघल की चिपचिपाहट कम हो जाती है, जिससे गैस समावेशन को हटाना और एक सजातीय पिघल प्राप्त करना आसान हो जाता है। कांच का पिघलना कांच के द्रव्यमान को उस तापमान तक ठंडा करके पूरा किया जाता है जिस पर यह कांच उत्पादों के उत्पादन के लिए आवश्यक चिपचिपाहट प्राप्त कर लेता है।

उत्पाद विभिन्न तरीकों का उपयोग करके बनाए जाते हैं: ड्राइंग, कास्टिंग, रोलिंग, प्रेसिंग और ब्लोइंग। शीट ग्लास का निर्माण पिघल से एक पट्टी को लंबवत या क्षैतिज रूप से खींचकर, रोल करके या फ्लोटिंग स्ट्रिप विधि (फ्लोट विधि) द्वारा किया जाता है। ड्राइंग विधि का उपयोग 2-6 मिमी की मोटाई वाले ग्लास का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। टेप को मशीन के घूमने वाले रोलर्स द्वारा एक नाव (एक अनुदैर्ध्य स्लॉट के साथ एक दुर्दम्य बीम) या ग्लास पिघल की मुक्त सतह (बोटलेस विधि) के माध्यम से ग्लास पिघल से खींचा जाता है।

फ्लोट विधि वर्तमान में ज्ञात सभी विधियों में सबसे उन्नत और अत्यधिक उत्पादक है। यह आपको उच्च सतह गुणवत्ता वाला ग्लास प्राप्त करने की अनुमति देता है। विधि की एक विशेषता यह है कि कांच की पट्टी बनाने की प्रक्रिया कांच के पिघलने के फैलने के परिणामस्वरूप पिघले हुए टिन की सतह पर होती है। शीट ग्लास की सतहें चिकनी और चिकनी होती हैं और इन्हें अधिक पॉलिश करने की आवश्यकता नहीं होती है।

उत्पादों के निर्माण में एनीलिंग एक अनिवार्य प्रक्रिया है। उत्पादों के आकार को ठीक करने के लिए तेजी से ठंडा करने के दौरान, उनमें बड़े आंतरिक तनाव उत्पन्न होते हैं, जिससे कांच उत्पादों का सहज विनाश भी हो सकता है।

टेम्परिंग - इस ऑपरेशन का उपयोग सामान्य ग्लास की तुलना में 4-6 गुना बढ़ी हुई संपीड़न शक्ति और 5-8 गुना बढ़ी हुई झुकने की शक्ति वाला ग्लास प्राप्त करने के लिए किया जाता है। ग्लास को प्लास्टिक अवस्था में लाकर और फिर सतह को तेजी से ठंडा करके टेम्परिंग की जाती है।

उत्पादों के अंतिम प्रसंस्करण में पीसना, पॉलिश करना और सजावटी प्रसंस्करण शामिल है।

कांच और कांच उत्पादों की संरचना और गुण

कांच के उत्पादन के दौरान और विशेष रूप से इसके ठंडा होने के चरण में, एक संरचना उत्पन्न होती है जिसे तरल पदार्थ के कणों के पूर्ण विकार और पदार्थ के कणों के पूर्ण क्रम के बीच मध्यवर्ती के रूप में वर्णित किया जा सकता है।
क्रिस्टलीय अवस्था. कांच में, कणों की व्यवस्था में केवल लघु-श्रेणी क्रम देखा जाता है, जो इसके गुणों की आइसोट्रॉपी निर्धारित करता है।

साधारण बिल्डिंग सिलिकेट ग्लास का घनत्व 2 ग्राम/सेमी3 है। विभिन्न योजकों की सामग्री के आधार पर, विशेष प्रयोजन के चश्मे का घनत्व 2.2 से 6.0 ग्राम/सेमी3 तक होता है।

हीट-इंसुलेटिंग ग्लास उत्पादों का घनत्व 15-600 किग्रा/एम3 की सीमा में भिन्न होता है।

कांच की मजबूती और विकृति। कांच की गणना की गई सैद्धांतिक तन्य शक्ति 12,000 एमपीए है, तकनीकी - 30-90 एमपीए, जिसे कांच में सूक्ष्म-असमानताओं, सूक्ष्म दरारें, आंतरिक तनाव, विदेशी समावेशन आदि की उपस्थिति से समझाया गया है 600-1000 एमपीए या अधिक हो सकता है। 4-10 माइक्रोन व्यास वाले ग्लास फाइबर की तन्य शक्ति 1000-4000 एमपीए तक पहुंच जाती है। विभिन्न रचनाओं के चश्मे का लोचदार मापांक (4.5-9.8)-104 एमपीए तक होता है। ग्लास में कोई प्लास्टिक विरूपण नहीं होता है।

कांच का मुख्य नुकसान नाजुकता है, जो प्रभाव का अच्छी तरह से प्रतिरोध नहीं करता है। प्रभाव झुकने के दौरान साधारण कांच की ताकत केवल 0.2 एमपीए है।

चश्मे के ऑप्टिकल गुण उनके महत्वपूर्ण गुण हैं और प्रकाश संप्रेषण (पारदर्शिता), प्रकाश अपवर्तन, प्रतिबिंब और फैलाव की विशेषता रखते हैं। पारंपरिक सिलिकेट ग्लास स्पेक्ट्रम के संपूर्ण दृश्य भाग को प्रसारित करते हैं और व्यावहारिक रूप से पराबैंगनी और अवरक्त किरणों को प्रसारित नहीं करते हैं। कांच के दिशात्मक प्रकाश संचरण का गुणांक 0.89 तक पहुँच जाता है।

कांच की तापीय चालकता 0.5-1.0 W/(m °C) की सीमा में संरचना के आधार पर भिन्न होती है। ऊष्मारोधी ग्लास उत्पादों की तापीय चालकता 0.032-0.14 W/(m °C) है। थर्मल विस्तार के कम गुणांक (9-10'6-15*10"6) के कारण, साधारण कांच में अपेक्षाकृत कम गर्मी प्रतिरोध होता है।

कमरे के तापमान पर कांच की ताप क्षमता 0.63-1.05 kJ/(kg °C) है।

कांच की ध्वनिरोधी क्षमता अपेक्षाकृत अधिक होती है। इस सूचक के अनुसार, 1 सेमी मोटा कांच आधी ईंट की दीवार - 12 सेमी से मेल खाता है।

कांच का रासायनिक प्रतिरोध उसकी संरचना पर निर्भर करता है। सिलिकेट ग्लास में हाइड्रोफ्लोरिक और फॉस्फोरिक एसिड के अपवाद के साथ अधिकांश आक्रामक वातावरणों के लिए उच्च रासायनिक प्रतिरोध होता है।

रसायन शास्त्र पर सार

विषय पर: "ग्लास"

परिचय

काँच ? - एक पदार्थ और सामग्री, सबसे प्राचीन में से एक और, इसके गुणों की विविधता के कारण, मानव व्यवहार में सार्वभौमिक।

इस सामग्री के नाम की अलग-अलग भाषाओं में अलग-अलग व्युत्पत्ति है। स्लाविक में (रूसी ग्लास, बेलारूसी ग्लास, यूक्रेनी ग्लास; पुराना स्लाव ग्लास, बल्गेरियाई ग्लास, मैसेडोनियन ग्लास, सर्बो-क्रोएशियाई ग्लास, स्लोवेनियाई स्टेकलो; चेक स्कोलो, स्लोवाक स्कोलो, पोलिश - szk ?o.

यह अपने अद्वितीय गुणों के कारण रोजमर्रा की जिंदगी, निर्माण और परिवहन में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्री है: पारदर्शिता, कठोरता, सक्रिय रसायनों के लिए रासायनिक प्रतिरोध और उत्पादन की सापेक्ष कम लागत। इसके बिना, ऑप्टिकल उपकरणों, टेलीविजन, अंतरिक्ष यान आदि का निर्माण करना असंभव है। सामान्य प्रयोजनों के लिए नई सामग्रियों के निर्माण में सफलताओं के बावजूद, पत्थर, कंक्रीट और धातु के बाद अकार्बनिक ग्लास, उनमें से एक मुख्य स्थान पर मजबूती से काबिज हैं। व्यवहार में प्रयोग किया जाता है।

कांच की बहुमुखी प्रतिभा क्या है?

जैसा कि आप जानते हैं, कांच रेत, चूने और सोडा से बनाया जाता है। लेकिन यह स्वयं नींबू, सोडा या रेत जैसा नहीं दिखता।

कांच पारदर्शी है. धातु, पत्थर, लकड़ी, हजारों अन्य पदार्थ - वे सभी दृश्य प्रकाश के लिए अपारदर्शी हैं।

कांच को आसानी से किसी भी रंग में रंगा जा सकता है। और इसके लिए आपको इसे पेंट से ढकने की बिल्कुल भी जरूरत नहीं है। आपको बस मिश्रण में, उदाहरण के लिए, एक चुटकी कोबाल्ट, या सेलेनियम, या कॉपर ऑक्साइड मिलाना होगा। अनुरोध पर हमें नीला, लाल, हरा ग्लास प्राप्त होगा।

समय के साथ ग्लास शायद ही बदलता है। समय के साथ लोहे में जंग लग जाती है, लकड़ी सड़ जाती है, पत्थर धूल में बदल जाता है।

काँच इतना कठोर, इतना मजबूत होता है कि इसे सुई, चाकू या आरी से भी खरोंचा नहीं जा सकता। इसे केवल हीरे या सुपर-हार्ड स्टील कटर से ही काटा जा सकता है।

हम कांच की विशेषताओं को सूचीबद्ध करना जारी रख सकते हैं। लेकिन जो कहा गया है वह काफी है. हर कोई सहमत होगा: कांच वास्तव में किसी अन्य चीज़ के समान नहीं है।

भौतिक-रासायनिक - अकार्बनिक पदार्थ, ठोस, संरचनात्मक - अनाकार, आइसोट्रोपिक; निर्माण के दौरान सभी प्रकार के ग्लास एकत्रीकरण की स्थिति में बदल जाते हैं - अत्यधिक तरल चिपचिपाहट से लेकर तथाकथित ग्लासी तक - शीतलन प्रक्रिया के दौरान कच्चे माल (चार्ज) को पिघलाने से प्राप्त पिघल के क्रिस्टलीकरण को रोकने के लिए पर्याप्त गति से। कांच के पिघलने का तापमान, 300 से 2500 डिग्री सेल्सियस तक, इन कांच बनाने वाले पिघलने वाले घटकों (ऑक्साइड, फ्लोराइड, फॉस्फेट, आदि) द्वारा निर्धारित किया जाता है। पारदर्शिता (मानव दृश्यमान स्पेक्ट्रम के लिए) प्रकृति और व्यवहार दोनों में मौजूद सभी प्रकार के ग्लास के लिए एक सामान्य संपत्ति नहीं है।

कांच के प्रकार

प्रयुक्त मुख्य ग्लास बनाने वाले पदार्थ के आधार पर, ग्लास ऑक्साइड (सिलिकेट, क्वार्ट्ज, जर्मेनेट, फॉस्फेट, बोरेट), फ्लोराइड, सल्फाइड, आदि हो सकते हैं।

सिलिकेट ग्लास के उत्पादन की मूल विधि क्वार्ट्ज रेत (SiO2), सोडा (Na2CO3) और नींबू (CaO) के मिश्रण को पिघलाना है। परिणाम Na2O*CaO*6SiO2 संरचना वाला एक रासायनिक परिसर है।

क्वार्ट्ज ग्लास उच्च शुद्धता वाले सिलिसियस कच्चे माल (आमतौर पर क्वार्ट्जाइट, रॉक क्रिस्टल) को पिघलाकर बनाया जाता है, इसका रासायनिक सूत्र SiO2 है। क्वार्ट्ज ग्लास प्राकृतिक उत्पत्ति का भी हो सकता है (ऊपर देखें - क्लैस्टोफुलगुराइट्स), जब बिजली क्वार्ट्ज रेत के जमाव पर हमला करती है (यह तथ्य प्रौद्योगिकी की उत्पत्ति के ऐतिहासिक संस्करणों में से एक को रेखांकित करता है)।

क्वार्ट्ज ग्लास को थर्मल विस्तार के बहुत कम गुणांक की विशेषता है और इसलिए इसे कभी-कभी सटीक यांत्रिकी भागों के लिए एक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसके आयाम तापमान परिवर्तन के साथ नहीं बदलना चाहिए। एक उदाहरण सटीक पेंडुलम घड़ियों में क्वार्ट्ज ग्लास का उपयोग है।

ऑप्टिकल ग्लास - लेंस, प्रिज्म, क्यूवेट आदि के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है।

रासायनिक प्रयोगशाला ग्लास उच्च रासायनिक और थर्मल प्रतिरोध वाला ग्लास है।

कांच के मुख्य औद्योगिक प्रकार।

मुख्य घटक के रूप में, ग्लास में 70-75% सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2) होता है, जो क्वार्ट्ज रेत से प्राप्त होता है, जो उचित दाने के अधीन होता है और किसी भी संदूषण से मुक्त होता है। इसके लिए, वेनेटियन पो नदी से शुद्ध रेत का उपयोग करते थे या इसे इस्त्रिया से भी आयात करते थे, जबकि बोहेमियन ग्लास निर्माता शुद्ध क्वार्ट्ज से रेत प्राप्त करते थे।

दूसरा घटक, कैल्शियम ऑक्साइड (CaO), कांच को रासायनिक रूप से प्रतिरोधी बनाता है और उसकी चमक बढ़ाता है। यह चूने के रूप में कांच पर चला जाता है। प्राचीन मिस्रवासियों ने इसे कुचले हुए समुद्री सीपियों से प्राप्त किया था, और मध्य युग में इसे पेड़ की राख या समुद्री शैवाल से तैयार किया गया था, क्योंकि चूना पत्थर अभी तक कांच बनाने के लिए कच्चे माल के रूप में नहीं जाना जाता था। बोहेमियन कांच निर्माता 17वीं शताब्दी में कांच के द्रव्यमान में चाक, जैसा कि तब चूना पत्थर कहा जाता था, को मिलाने वाले पहले व्यक्ति थे।

कांच का अगला घटक क्षार धातुओं के ऑक्साइड हैं - सोडियम (Na2O) या पोटेशियम (K2O), जो कांच को पिघलाने और बनाने के लिए आवश्यक हैं। उनकी हिस्सेदारी लगभग 16-17% है। वे सोडा (Na2CO3) या पोटाश (K2CO3) के रूप में कांच में जाते हैं, जो उच्च तापमान पर आसानी से ऑक्साइड में विघटित हो जाते हैं। सोडा सबसे पहले समुद्री शैवाल की राख को निक्षालित करके प्राप्त किया जाता था, और समुद्र से दूर के क्षेत्रों में, पोटेशियम युक्त पोटाश का उपयोग किया जाता था, जो बीच या शंकुधारी पेड़ों की राख को निक्षालित करके प्राप्त किया जाता था।

कांच के तीन मुख्य प्रकार हैं:

सोडा-चूना ग्लास (1Na2O:1CaO:6SiO2)

पोटाश-चूना ग्लास (1K2O:1CaO:6SiO2)

पोटेशियम-लेड ग्लास (1K2O:1PbO:6SiO2)

ग्लास प्रतिरोध निर्माण

कांचयुक्त एवं क्रिस्टलीय अवस्था

प्रकृति में पदार्थों की अनाकार अवस्था का मुख्य प्रकार कांचयुक्त अवस्था है। यह एक ठोस, सजातीय, नाजुक, कमोबेश पारदर्शी शरीर है जिसमें शंकुधारी फ्रैक्चर होता है। इसकी संरचना में, कांच जैसी अवस्था क्रिस्टलीय पदार्थों और तरल पदार्थों के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति रखती है।

आम तौर पर "ग्लास" की अवधारणा को केवल एक सामग्री के रूप में परिभाषित नहीं किया जाता है, बल्कि क्रिस्टलीय के विपरीत, ठोस, कांच जैसी कुछ विशेष अवस्था के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह ज्ञात है कि एक ही पदार्थ गैसीय, तरल और क्रिस्टलीय हो सकता है। ऐसी प्रत्येक स्थिति की विशेषता विशिष्ट लक्षणों के अपने समूह से होती है। दूसरी ओर, ग्लास को उसकी विशेषताओं की समग्रता के आधार पर उनमें से किसी के लिए भी पूरी तरह से जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है। आइए हम उन पदार्थों पर विचार करें जो पदार्थ बनाने वाले कणों (परमाणुओं, आयनों, अणुओं) की सापेक्ष व्यवस्था और एक दूसरे के साथ उनकी बातचीत के दृष्टिकोण से एकत्रीकरण की संकेतित अवस्था में हैं। बहुत अधिक तापमान पर, कई अकार्बनिक पदार्थ गैसों के रूप में मौजूद रहते हैं। गैस में पदार्थ के कण स्थित होते हैं और अनियमित रूप से गति करते हैं। कम दबाव, जैसे वायुमंडलीय दबाव, पर कणों के बीच परस्पर क्रिया बेहद कमजोर होती है। जैसे-जैसे तापमान घटता है, गैस संघनित होकर एक तरल पदार्थ में बदल जाती है, जो तापमान और कम होने पर क्रिस्टलीकृत हो जाता है। तरल पदार्थ और क्रिस्टल में, कण अतुलनीय रूप से अधिक सघन रूप से स्थित होते हैं, उनके बीच महत्वपूर्ण बल कार्य करते हैं, जो परमाणुओं या अणुओं की व्यवस्था में एक निश्चित क्रम बनाते हैं: क्रिस्टल में यह लगभग आदर्श होता है, तरल पदार्थ में यह बहुत कम पूर्ण होता है। क्रिस्टल की मुख्य विशेषता यह है कि इन्हें इकाई कोशिका को तीनों दिशाओं में दोहराकर प्राप्त किया जा सकता है। एक इकाई कोशिका में एक निश्चित संख्या में परमाणु (आयन, अणु) एक दूसरे के सापेक्ष कड़ाई से परिभाषित तरीके से व्यवस्थित होते हैं। एक इकाई कोशिका की इस पुनरावृत्ति को दीर्घ-सीमा क्रम कहा जाता है। द्रवों में ऐसी इकाई कोशिका में अंतर करना असंभव है। एक तरल पदार्थ के लिए, हम आत्मविश्वास से छोटी दूरी के क्रम के अस्तित्व के बारे में बात कर सकते हैं, यानी, केंद्रीय के आसपास के निकटतम पड़ोसी कणों के बारे में। इस प्रकार, एक तरल को छोटी दूरी के क्रम की विशेषता होती है, लेकिन लंबी दूरी के क्रम की नहीं। हम यहां कांच की व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली परिभाषा का उपयोग करेंगे: कांच एक अनाकार पदार्थ की एक अवस्था है जो एक अतिशीतित तरल के जमने पर प्राप्त होती है। ग्लास क्रिस्टलीय अवस्था के संबंध में संतुलन में नहीं है, जिसे समान संरचना और समान बाहरी परिस्थितियों में महसूस किया जा सकता है। कांच और क्रिस्टल के बीच का अंतर संरचना में आवधिकता की अनुपस्थिति, संरचना में लंबी दूरी के क्रम की अनुपस्थिति है।

कांच जैसी अवस्था में सभी पदार्थों में कई सामान्य भौतिक-रासायनिक विशेषताएं होती हैं। विशिष्ट कांचयुक्त शरीर:

आइसोटोप, यानी उनके गुण सभी दिशाओं में समान हैं;

गर्म करने पर, वे क्रिस्टल की तरह पिघलते नहीं हैं, बल्कि धीरे-धीरे नरम हो जाते हैं, भंगुर से चिपचिपे, अत्यधिक चिपचिपे और अंत में, एक बूंद-तरल अवस्था में बदल जाते हैं, और न केवल चिपचिपाहट, बल्कि उनके अन्य गुण भी लगातार बदलते रहते हैं।

वे विपरीत रूप से पिघलते और सख्त होते हैं। अर्थात्, वे पिघली हुई अवस्था में बार-बार गर्म होने का सामना करते हैं, और उन्हीं परिस्थितियों में ठंडा होने के बाद, वे फिर से अपने मूल गुणों को प्राप्त कर लेते हैं, जब तक कि क्रिस्टलीकरण या पृथक्करण नहीं होता है।

दबावों और गुणों की उत्क्रमणीयता इंगित करती है कि कांच बनाने वाला पिघला हुआ और ठोस कांच सही समाधान हैं, क्योंकि उत्क्रमणीयता एक सच्चे समाधान का संकेत है। सुपरकूल्ड तरल के रूप में कांच की परिभाषा कांच के उत्पादन की विधि से होती है। किसी क्रिस्टलीय ठोस को कांच जैसी अवस्था में बदलने के लिए, इसे पिघलाना होगा और फिर से सुपरकूल करना होगा।

तापमान घटने पर किसी पदार्थ का तरल से ठोस अवस्था में संक्रमण दो तरह से हो सकता है: पदार्थ कांच के रूप में क्रिस्टलीकृत या ठोस हो जाता है। लगभग सभी पदार्थ पहले मार्ग का अनुसरण कर सकते हैं। हालाँकि, क्रिस्टलीकरण पथ केवल उन पदार्थों के लिए सामान्य है, जो तरल अवस्था में होने के कारण कम चिपचिपापन रखते हैं और जिनकी चिपचिपाहट क्रिस्टलीकरण के क्षण तक अपेक्षाकृत धीरे-धीरे बढ़ती है। ऐसे पदार्थों में निश्चित रूप से बिस्मथ ऑक्साइड शामिल है, जो अपनी शुद्ध अवस्था में व्यावहारिक रूप से कांच नहीं बनाता है, इसलिए इसके आधार पर कांच बनाने वाली प्रणालियों का निर्माण लंबे समय से एक कठिन कार्य रहा है।

अवधारणाओं की तुलना संपत्ति-संरचना ग्लासी सिस्टम से पता चलता है कि अधिकांश गुणों को, पहले अनुमान के अनुसार, दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है - सरल और जटिल। पहले समूह में ऐसे गुण शामिल हैं जो दाढ़ संरचना पर अपेक्षाकृत सरल निर्भरता में हैं और इसलिए मात्रात्मक गणना के लिए उत्तरदायी हैं, उदाहरण के लिए: दाढ़ की मात्रा, अपवर्तक सूचकांक, औसत फैलाव, रैखिक विस्तार का थर्मल गुणांक, ढांकता हुआ स्थिरांक, लोचदार मापांक, विशिष्ट गर्मी, ऊष्मीय चालकता। दूसरे समूह में वे गुण शामिल हैं जो संरचना में परिवर्तन के प्रति अधिक संवेदनशील हैं। रचना पर उनकी निर्भरता जटिल है और अक्सर मात्रात्मक सामान्यीकरण के लिए उपयुक्त नहीं होती है। ये हैं: चिपचिपाहट, विद्युत चालकता, आयन प्रसार दर, ढांकता हुआ नुकसान, रासायनिक प्रतिरोध, प्रकाश संचरण, कठोरता, सतह तनाव, क्रिस्टलीकरण क्षमता, आदि। इन गुणों की गणना केवल विशेष मामलों में ही संभव है। पहले समूह के गुण विभिन्न घटकों द्वारा आनुपातिक तरीके से प्रभावित होते हैं, जिन्हें समान क्रम के कुछ मानदंडों द्वारा व्यक्त किया जा सकता है। दूसरे समूह के गुण निर्णायक रूप से क्षार की सांद्रता या किसी अन्य चयनित घटकों की सांद्रता पर निर्भर करते हैं।

गुणों के एक विशेष समूह में कांच की ताकत की विशेषताएं शामिल हैं। ग्लास फाइबर को छोड़कर, ग्लास उत्पादों की ताकत पर संरचना का प्रभाव आमतौर पर निर्धारित करना मुश्किल होता है, क्योंकि बाहरी प्रभावों के कारण अन्य कारक अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। आइए हम कांच के सबसे महत्वपूर्ण गुणों की सूची बनाएं, जिनमें से कई फ्लक्स के विकास और संश्लेषण में महत्वपूर्ण होंगे।

) नरम और पिघले हुए कांच के गुण:

श्यानता: तरल पदार्थ का वह गुण जो तरल के एक हिस्से की दूसरे हिस्से द्वारा गति को रोकता है। फ़्यूज़िबिलिटी: विभिन्न तापमानों पर कांच के नरम होने और ठोस सतह पर चिपचिपे पिघल के फैलने की दर को दर्शाने वाला एक व्यावहारिक मूल्य। फ़्यूज़िबिलिटी चिपचिपाहट, चरण सीमाओं पर सतह ऊर्जा, क्रिस्टलीकरण क्षमता, क्रिस्टलीकरण शुरुआत तापमान और संरचना घनत्व का एक जटिल कार्य है।

गीला करने की क्षमता: विभिन्न ठोस सतहों के संबंध में उन्हें गीला करने की पिघलने की क्षमता, और गीला करने के संपर्क कोण और फैलने और बहने के संपर्क कोण की विशेषता है।

) मोलर आयतन और घनत्व।

कांच का दाढ़ आयतन कांच की आणविक संरचना और उसके घनत्व के अनुपात के बराबर होता है। चूँकि कांच का आणविक भार कांच की संरचना की गणना करने की विधि पर निर्भर करता है, दाढ़ का आयतन भी एक सशर्त मूल्य है।

) कांच के ऑप्टिकल गुण।

अपवर्तक सूचकांक और फैलाव: कांच पर आपतित प्रकाश को अपवर्तित करने की क्षमता आमतौर पर हेस्लर ट्यूब में गरमागरम सोडियम वाष्प या हीलियम चमक द्वारा उत्सर्जित पीली किरण के लिए अपवर्तक सूचकांक द्वारा विशेषता होती है। इन मानों के बीच अंतर नगण्य है, क्योंकि तरंग दैर्ध्य बहुत करीब हैं।

फैलाव औसत फैलाव से एक कम अपवर्तक सूचकांक का अनुपात है।

सिरेमिक रंगों के उत्पादन के लिए अपवर्तनांक बहुत महत्वपूर्ण है। यह निर्धारित करता है कि सिरेमिक उत्पाद की सतह पर स्थित कांच जैसे पदार्थ की रंगीन फिल्म दृश्य प्रकाश को कितनी दृढ़ता से प्रतिबिंबित करेगी, और यह उत्पाद कितना सजावटी दिखेगा यह भी इस पर निर्भर करेगा।

चुंबकीय, मैग्नेटो-ऑप्टिकल, इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल, विद्युत गुण तकनीकी और ऑप्टिकल ग्लास से अधिक संबंधित हैं, और इसलिए इस कार्य में छोड़ दिए जाएंगे।

) यांत्रिक विशेषताएं।

लोच: भार हटा दिए जाने के बाद अपने मूल आकार को बहाल करने के लिए एक ठोस वस्तु का गुण। लोच की विशेषता लोच के सामान्य मापांक जैसी मात्राओं से होती है, जिसे यंग मापांक भी कहा जाता है, जो तन्य (संपीड़ित) भार के प्रभाव के तहत एक लोचदार विकृत शरीर में उत्पन्न होने वाले तनाव के परिमाण को निर्धारित करता है। नतीजतन, लोचदार मापांक जितना अधिक होगा, किसी दिए गए विरूपण के लिए आवश्यक बल उतना ही अधिक होगा या, दूसरे शब्दों में, किसी दिए गए विरूपण के लिए शरीर में उत्पन्न होने वाला तनाव उतना ही अधिक होगा।

आंतरिक घर्षण: ग्लासी सिस्टम, अन्य निकायों की तरह, यांत्रिक, विशेष रूप से, ध्वनि और अल्ट्रासोनिक कंपन को अवशोषित करने की क्षमता रखते हैं। कंपन का अवमंदन कांच में असमानताओं की संरचना पर निर्भर करता है और इसे आंतरिक घर्षण द्वारा समझाया जाता है। सिलिकेट ग्लास का आंतरिक घर्षण सी-ओ फ्रेम के प्राकृतिक कंपन और स्थिर संतुलन स्थितियों के बीच कुछ संरचनात्मक तत्वों और आयनों के कारण होता है।

) थर्मल विशेषताएं।

सिलिकेट प्रणालियों के तापीय गुण अध्ययन और सिरेमिक और कांच उत्पादों के निर्माण दोनों में सबसे महत्वपूर्ण गुण हैं। कांच और कांच जैसी प्रणालियों के मुख्य तापीय गुणों को कांच का तापीय विस्तार, तापीय चालकता और ताप प्रतिरोध कहा जा सकता है।

थर्मल विस्तार: वास्तविक एटी, या औसत एडीटी विस्तार गुणांक (सी.टी.आर.) द्वारा अनुमानित।

सत्य aT किसी दिए गए तापमान के अनुरूप बिंदु पर प्रयोगात्मक वक्र पर खींचे गए स्पर्शरेखा कोण के स्पर्शरेखा के बराबर है।

व्यवहार में, औसत गुणांक एडीटी आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जिसे 20 - 100°, 20 - 400°, 20 - टोट के अंतराल में मापा जाता है।

विशिष्ट ऊष्मा क्षमता:- वास्तविक CT और औसत CDT का निर्धारण कांच के एक इकाई द्रव्यमान को 1oC तक गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा Q की मात्रा से होता है।

थर्मल प्रतिरोध का एक माप तापमान अंतर डीटी है जिसे एक नमूना बिना नष्ट हुए तापमान के झटके के दौरान झेल सकता है।

कांच के थर्मल प्रतिरोध पर मुख्य प्रभाव थर्मल विस्तार का गुणांक है।

) रासायनिक प्रतिरोध

विभिन्न आक्रामक वातावरणों के प्रति उच्च रासायनिक प्रतिरोध कांच के बहुत महत्वपूर्ण गुणों में से एक है। हालाँकि, यदि हम संभावित ग्लासी प्रणालियों की पूरी श्रृंखला पर विचार करते हैं, तो उनकी रासायनिक स्थिरता परिमाण के कई आदेशों से भिन्न हो सकती है - अत्यंत स्थिर क्वार्ट्ज ग्लास से लेकर घुलनशील (तरल) ग्लास तक।

आक्रामक तरल पदार्थों में कांच को नष्ट करने की प्रक्रिया की जटिलता पर जोर देना उचित है। घटनाएँ दो मुख्य प्रकार की होती हैं - विघटन और निक्षालन।

घुलने पर कांच के घटक उसी अनुपात में घोल में चले जाते हैं जिस अनुपात में वे कांच में पाए जाते हैं। कई ग्लासी ग्लास सिस्टम हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड और केंद्रित गर्म क्षार समाधानों में अलग-अलग दरों पर घुलते हैं।

लीचिंग प्रक्रिया हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड को छोड़कर, पानी और एसिड के साथ कांच की बातचीत के तंत्र की विशेषता बताती है। लीचिंग के दौरान, मुख्य रूप से चयनित घटक घोल में चले जाते हैं - मुख्य रूप से क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के ऑक्साइड, जिसके परिणामस्वरूप कांच की सतह पर एक सुरक्षात्मक फिल्म बनती है, जो इसकी संरचना में कांच के पूर्व के जितना संभव हो उतना करीब होती है। .

लीचिंग से विघटन की ओर संक्रमण तब भी संभव है जब कांच पानी के साथ या एचसीएल, एच2एसओ4, एचएनओ3 आदि के साथ परस्पर क्रिया करता है। आदि, यदि कांच क्षार से अत्यधिक समृद्ध है।

कांच के रासायनिक प्रतिरोध को अक्सर एक निश्चित अवधि के लिए आक्रामक वातावरण में उपचार के बाद नमूने के वजन में कमी से आंका जाता है। हानियाँ mg/cm2 में व्यक्त की जाती हैं। एक अधिक सांकेतिक विधि उन घटकों का चयनात्मक निर्धारण है जो समाधान में पारित हो गए हैं। इस मामले में, नुकसान को कांच की सतह की प्रति इकाई समाधान में गए प्रत्येक ऑक्साइड के मोल की संख्या से व्यक्त किया जाता है। उच्च तापमान और दबाव की स्थितियों के तहत समाधानों में कांच की रासायनिक स्थिरता को चिह्नित करने के लिए, वजन घटाने के अलावा, नष्ट परत की गहराई और नष्ट सतह की प्रकृति का निर्धारण करना आवश्यक है।

कांच की संरचना

कांच की उपरोक्त परिभाषा, इसके उत्पादन की पारंपरिक विधि और इसकी संरचना के बारे में सामान्य जानकारी के साथ, कांच की अवस्था के सिद्धांत के विकास में दो अलग-अलग दिशाओं को जन्म देती है।

ए.ए. लेबेडेव ने सुझाव दिया कि कांच की संरचना सूक्ष्मदर्शी क्रिस्टल द्वारा बनाई गई है - क्रिस्टलीय एक दूसरे के सापेक्ष अव्यवस्थित तरीके से स्थित हैं।

क्रिस्टलीय परिकल्पना के अनुसार, कांच रासायनिक रूप से सजातीय होता है। एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण द्वारा चश्मे का अध्ययन कांचयुक्त अवस्था की प्रकृति को समझने में एक गुणात्मक छलांग थी।

प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, निम्नलिखित दिखाया गया था: 1) क्रिस्टलीय में 1-2 प्राथमिक कोशिकाएँ होती हैं, और फिर भी वे विकृत होती हैं, अर्थात, "क्रिस्टलीय" की अवधारणा का अर्थ खो गया था, 2) एक धारणा बनाई गई थी कांच की रासायनिक रूप से विषम संरचना के बारे में। ऐतिहासिक रूप से, क्रिस्टलीय परिकल्पना ने कांच जैसी अवस्था की प्रकृति को समझने में एक प्रमुख भूमिका निभाई, लेकिन अधिकांश कांच जैसे पदार्थों का वर्णन करने के लिए इसकी उपयुक्तता छोटी निकली।

ग्लास उन सभी अनाकार पिंडों को संदर्भित करता है जो पिघले हुए पदार्थ को सुपरकूलिंग करके प्राप्त किए जाते हैं, भले ही उनकी रासायनिक संरचना और जमने की तापमान सीमा कुछ भी हो, जो चिपचिपाहट में क्रमिक वृद्धि के परिणामस्वरूप, ठोस पदार्थों के यांत्रिक गुणों और एक तरल से संक्रमण की प्रक्रिया को धारण करते हैं। कांच जैसी अवस्था में होना चाहिए प्रतिवर्ती SiO2 का त्रिगुण गठन क्वार्ट्ज क्रिस्टल की तरह है: SiO2 की संरचना - क्वार्ट्ज ग्लास के रूप में।

चावल। 1अंजीर. 2

कांच जैसी अवस्था की विशेषता एक नियमित क्रम वाली संरचना के छोटे क्षेत्रों की उपस्थिति, एक नियमित स्थानिक जाली की अनुपस्थिति, आइसोट्रोपिक गुण और एक विशिष्ट पिघलने बिंदु की अनुपस्थिति है। एल.एल. लेबेदेव, कांच की एनीलिंग और टेम्परिंग प्रक्रियाओं का अध्ययन करते हुए, इस निष्कर्ष पर पहुंचने वाले पहले व्यक्ति थे कि कांच की संरचना में माइक्रोक्रिस्टलाइन संरचनाएं - क्रिस्टलीय - होती हैं (चित्र 1)। क्रिस्टलीयों के आंतरिक भाग में अपेक्षाकृत सामान्य क्रिस्टल जाली होती है, जिसमें SiO4 टेट्राहेड्रा के समूह होते हैं, लेकिन जैसे-जैसे वे परिधि के पास पहुंचते हैं, उनकी संरचना कम और कम व्यवस्थित होती जाती है, और क्रिस्टलीयों के बीच की परतों में एक अनाकार संरचना होती है। कांच की संरचना का क्रिस्टलीय सिद्धांत सोवियत वैज्ञानिकों के कार्यों में विकसित किया गया था जिन्होंने कांच की संरचना की "सूक्ष्मविषमता" दिखाई थी। इसके आधार पर, ग्लास-क्रिस्टलीय सामग्रियों का एक नया वर्ग बनाया गया - ग्लास सिरेमिक, जिसमें ग्लास और गैर-नाजुक सामग्री के सर्वोत्तम गुण हैं।

सिलिकेट ग्लास में, धातु धनायन को सिलिकेट ढांचे की संरचना को परेशान किए बिना नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए SiO4 टेट्राहेड्रा के बीच रखा जाता है (चित्र 1)।

ग्लासी अवस्था क्रिस्टलीय अवस्था की तुलना में कम स्थिर होती है और इसमें आंतरिक ऊर्जा की अधिक आपूर्ति होती है, इसलिए ग्लासी अवस्था से क्रिस्टलीय अवस्था में सहज संक्रमण केवल थोड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ संभव होता है। इसकी संरचना के कारण, कांच में कई विशिष्ट गुण होते हैं, जिनमें पारदर्शिता, नाजुकता, मौसम के प्रति उच्च प्रतिरोध और अचानक तापमान परिवर्तन के प्रति संवेदनशीलता शामिल है। यह सामग्री पानी और हवा के लिए अभेद्य है और इसमें कम विद्युत चालकता है।

क्रिस्टलीय ठोस पदार्थों के विपरीत (सभी परमाणु एक क्रिस्टल जाली में पैक होते हैं), कांच जैसी अवस्था में परमाणुओं की व्यवस्था में इतनी लंबी दूरी का क्रम नहीं होता है। ग्लास को एक पर्यवेक्षी तरल नहीं कहा जा सकता है, जिसमें केवल छोटी दूरी का क्रम होता है - केवल पड़ोसी अणुओं और परमाणुओं का पारस्परिक क्रम। चश्मे को परमाणुओं की व्यवस्था के तथाकथित औसत क्रम की उपस्थिति की विशेषता होती है - अंतर-परमाणु की तुलना में केवल थोड़ी अधिक दूरी पर।

कांच की रासायनिक संरचना और गुण

कांच बनाने वाले पदार्थों में शामिल हैं:

ऑक्साइड:O3O5

सोडा की तरह, कैल्शियम कार्बोनेट, जब रेत के साथ मिश्रित होता है, तो इसके साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे कैल्शियम सिलिकेट और कार्बन डाइऑक्साइड बनता है। जब सोडियम और कैल्शियम कार्बोनेट के मिश्रण को अतिरिक्त रेत के साथ मिलाया जाता है, तो कैल्शियम और सोडियम पॉलीसिलिकेट्स का एक सुपरकूल्ड पारस्परिक घोल प्राप्त होता है; यह साधारण खिड़की का शीशा है. किसी भी ग्लास का मुख्य गुण यह है कि यह अचानक तरल से ठोस में नहीं बदलता है, बल्कि धीरे-धीरे ठंडा होने पर गाढ़ा हो जाता है जब तक कि यह पूरी तरह से जम न जाए। काँच एक अनाकार पदार्थ है। अनाकार पदार्थ क्रिस्टलीय पदार्थों से इस मायने में भिन्न होते हैं कि उनमें मौजूद परमाणु क्रिस्टल जाली नहीं बनाते हैं। हालाँकि, चश्मे में परमाणुओं की व्यवस्था में एक निश्चित क्रम भी मौजूद है। फ़्यूज्ड क्वार्ट्ज़ और सिलिकेट ग्लास के लिए, सिलिकेट के क्रिस्टल रसायन विज्ञान के सामान्य नियम लागू रहते हैं; उनमें से प्रत्येक सिलिकॉन परमाणु टेट्राहेड्रल रूप से चार ऑक्सीजन परमाणुओं से घिरा हुआ है, लेकिन ये टेट्राहेड्रा एक दूसरे के साथ यादृच्छिक रूप से संयुक्त होते हैं, जिससे एक निरंतर स्थानिक नेटवर्क बनता है, जिसके रिक्त स्थान में धातु आयन भी यादृच्छिक रूप से स्थित होते हैं (चित्र)। इसके कारण, कांच के द्रव्यमान का एक "माइक्रोसेक्शन" उसके निकटवर्ती दूसरे से परमाणु संरचना में भिन्न होता है। यह कांच के लिए एक स्थिर पिघलने बिंदु की अनुपस्थिति और इसके ठोस से तरल अवस्था और वापसी में क्रमिक संक्रमण की व्याख्या करता है।

एक सामग्री के रूप में, कांच का व्यापक रूप से राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, उनके उद्देश्य के अनुसार, विभिन्न प्रकार के ग्लास ज्ञात होते हैं: खिड़की के बर्तन, कंटेनर, रासायनिक प्रयोगशाला, थर्मल, गर्मी प्रतिरोधी, निर्माण, ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिक वैक्यूम और कई। अन्य प्रकार के तकनीकी ग्लास। प्रत्येक प्रकार के ग्लास में इसकी किस्मों की एक विस्तृत विविधता होती है। प्रत्येक प्रकार और ग्रेड की सेवा शर्तों के आधार पर, ग्लास प्रासंगिक मानकों और तकनीकी विशिष्टताओं में तैयार किए गए गुणों के संबंध में कुछ आवश्यकताओं के अधीन है। कांच के भौतिक-रासायनिक गुण मुख्य रूप से इसकी संरचना से निर्धारित होते हैं।

कांच की संरचना में विभिन्न ऑक्साइड शामिल हैं: Si02l Na20, CaO, MgO, B2O3, Al2O3, आदि। अकार्बनिक ग्लास (बोरोसिलिकेट, बोरेट, आदि) के प्रकारों में, अभ्यास में एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण भूमिका के आधार पर जुड़े हुए ग्लास की है। सिलिका - सिलिकेट चश्मा। कांच की संरचना में कुछ ऑक्साइडों को शामिल करके, पूर्व निर्धारित भौतिक रासायनिक गुणों वाले चश्मे प्राप्त किए जाते हैं। सबसे सरल संरचना कांच है जिसे शुद्ध सिलिका को पिघलाकर कांच जैसा द्रव्यमान बनाकर प्राप्त किया जाता है। तथाकथित क्वार्टज़ कांच के बर्तन आमतौर पर ऐसे कांच से बनाए जाते हैं, जिसमें अत्यधिक थर्मल और रासायनिक प्रतिरोध होता है।

कांच के गुण आने वाले घटकों और मिश्र धातु में उनके अनुपात पर निर्भर करते हैं। कांच के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में इसका रासायनिक प्रतिरोध शामिल है।

रासायनिक प्रतिरोध आक्रामक वातावरण के विनाशकारी प्रभावों के प्रति कांच के प्रतिरोध को दर्शाता है। विभिन्न रासायनिक एजेंट कांच पर हमला करते हैं, इसके घटक भागों को विघटित करते हैं और संक्षारण पैदा करते हैं। कांच के लिए सबसे हानिकारक पदार्थों में से एक पानी है, जो सिलिकेट को क्षार में बदल देता है और इस तरह कई इंजेक्शन समाधानों के निर्माण में कठिनाइयाँ पैदा करता है। कांच के अलग-अलग घटकों को घोलने की पानी की क्षमता कमरे के तापमान पर भी, कांच के साथ जलीय घोल के संपर्क के पहले मिनटों में ही प्रकट होने लगती है और भंडारण के दौरान बढ़ जाती है। स्टरलाइज़ेशन का बहुत तीव्र प्रभाव होता है और pH बदल जाता है।

एम्पौल्स के ग्लास पर विभिन्न जलीय घोलों की क्रिया के परिणामस्वरूप होने वाली घटनाएं समझ में आ जाएंगी यदि हम मानते हैं कि ग्लास की सतह परत हमेशा क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के आयनों से संतृप्त होती है "उनकी उच्च गतिशीलता के कारण (और) टेट्रावैलेंट सिलिकॉन आयन के उच्च चार्ज की तुलना में छोटा चार्ज) इस कारण से, सोडियम आयन, कमरे के तापमान पर भी, अन्य आयनों के साथ मिलाया जा सकता है। क्षार धातु आयन आसानी से कांच की आंतरिक परतों से चले जाते हैं। प्रतिक्रियाशील आयन।

जब कांच एसिड समाधान के संपर्क में आता है, तो क्षार बेअसर हो जाता है, और यदि समाधान में अपेक्षाकृत अधिक मात्रा में एसिड (पीएच 3.0 और नीचे) होता है, तो कांच की सतह की लीचिंग हाइड्रोजन आयनों की एकाग्रता में ध्यान देने योग्य परिवर्तन के बिना होती है। यदि कांच को 3.0 से ऊपर पीएच वाले घोल और पानी के संपर्क में लाया जाता है, तो तटस्थीकरण प्रतिक्रिया हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता में बहुत स्पष्ट रूप से परिलक्षित होती है और पीएच तेजी से बढ़ जाता है। एसिड और पानी के घोल के संपर्क में आने पर, लीचिंग प्रतिक्रियाएं कांच की सतह पर एक हाइड्रेटेड सिलिसियस फिल्म के निर्माण के साथ होती हैं, जो कांच के क्षारीय पृथ्वी घटकों से समृद्ध होती है। इस फिल्म की मोटाई धीरे-धीरे बढ़ती है, जिससे क्षार धातुओं का कांच की भीतरी परतों से बाहर निकलना मुश्किल हो जाता है। इस संबंध में, लीचिंग प्रक्रिया, जो पहले तेजी से शुरू हुई, धीरे-धीरे फीकी पड़ गई, जैसा कि वक्रों से देखा जा सकता है, जो अधिकतम तक पहुंचने पर, फिर एब्सिस्सा अक्ष के समानांतर चलती है।

कांच की सतह पर क्षारीय घोल का प्रभाव अलग तरह से होता है। सबसे पहले, वे फिल्में नहीं बनाते हैं, लेकिन सतह की परत को विघटित और धो देते हैं, जिससे सी-ओ-सी बंधन टूट जाते हैं और सी-ओ-ना समूहों का निर्माण होता है।

रासायनिक प्रतिरोध का निर्धारण. कुछ मामलों में कांच का रासायनिक प्रतिरोध उसके स्वरूप से निर्धारित किया जा सकता है। भंडारण के दौरान, कांच पर नमी की एक फिल्म दिखाई देती है, जो धीरे-धीरे सिलिकेट को क्षार में परिवर्तित करती है। हवा में कार्बन डाइऑक्साइड क्षार के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे क्षारीय पृथ्वी धातुओं के कार्बोनेट बनते हैं, जो पानी की फिल्म सूखने के बाद नष्ट हो जाते हैं और एक गंदा अवशेष छोड़ देते हैं। इस प्रकार, कांच के पाइपों की सफाई उनकी अच्छी गुणवत्ता का पहला संकेत है। संदूषण कांच के कम रासायनिक प्रतिरोध को इंगित करता है। एम्पौल ग्लास की अच्छी गुणवत्ता निर्धारित करने की मुख्य विधियाँ रासायनिक हैं। इनमें से GOST 10780-64 द्वारा अपनाई गई विधि को आधिकारिक माना जाता है।

चयनित एम्पौल्स को गर्म पानी से अच्छी तरह से धोया जाता है, आसुत जल से दो बार धोया जाता है, नाममात्र क्षमता तक ताजा आसुत आसुत जल (पीएच 5.0-6.8) से भरा जाता है और सील कर दिया जाता है। एम्पौल्स को 2 एटीएम के दबाव पर 30 मिनट के लिए ऑटोक्लेव किया जाता है, और फिर, ठंडा होने के बाद, मूल आसुत जल के पीएच के सापेक्ष एम्पौल्स से निकाले गए पानी का पीएच बदलाव पीएच मीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। विभिन्न औषधीय पदार्थों के समाधान के कारण एबी-1 ब्रांड के ग्लास से बने एम्पौल के लिए पीएच शिफ्ट 2.9 से अधिक नहीं होनी चाहिए, एनएस-1 ब्रांड के लिए 1.3 से अधिक नहीं और एनएस-2 ब्रांड के लिए 2.0 से अधिक नहीं होनी चाहिए कांच के प्रति अलग-अलग आक्रामकता के कारण, उन औषधीय पदार्थों के साथ ampoules का परीक्षण करना बेहतर होता है जिनके लिए उनका इरादा है।

अन्य ज्ञात विधियों में, फिनोलफथेलिन विधि (डी.आई. पोपोव और बी.ए. क्लाईचकिना द्वारा प्रस्तावित) अपनी सादगी से प्रतिष्ठित है। एम्पौल्स को संकेतक के एक जलीय घोल (प्रति 2 मिलीलीटर पानी में फिनोलफथेलिन के 1% अल्कोहल घोल की 1 बूंद) से भरा जाता है, सील किया जाता है और तीन भागों में विभाजित किया जाता है: एम्पौल्स का एक हिस्सा 100 डिग्री सेल्सियस पर 30 मिनट के लिए निष्फल होता है। , दूसरा 120 डिग्री सेल्सियस पर 20 मिनट के लिए और तीसरा नियंत्रण के लिए छोड़ दिया जाता है। रासायनिक रूप से प्रतिरोधी ग्लास (एनएस-1) से बने एम्पौल्स में, ऑटोक्लेविंग के दौरान भी कोई लाल रंग नहीं देखा जाता है। यदि यह रंग ऑटोक्लेविंग के बाद दिखाई देता है, लेकिन 100 डिग्री सेल्सियस पर नसबंदी के बाद अनुपस्थित था, तो ऐसे एम्पौल्स को कम प्रतिरोधी (एचसी-2) माना जाता है। नसबंदी के दोनों मामलों में रंग ampoules (AB-1) के कम रासायनिक प्रतिरोध को इंगित करता है; वे केवल तेल के घोल से भरने के लिए उपयुक्त हैं। ampoules के रासायनिक प्रतिरोध का निर्धारण करते समय, उनके विशिष्ट सतह क्षेत्र को ध्यान में रखना आवश्यक है, अर्थात, ampoules की आंतरिक सतह और उसमें निहित मात्रा का अनुपात।

तापीय प्रतिरोध का निर्धारण. एम्पौल्स में न केवल रासायनिक, बल्कि थर्मल प्रतिरोध भी होना चाहिए, यानी अचानक तापमान में उतार-चढ़ाव से नष्ट नहीं होना चाहिए, खासकर नसबंदी के दौरान। थर्मल प्रतिरोध की जाँच इस प्रकार की जाती है: परीक्षण ampoules को आसुत जल से भर दिया जाता है, सील कर दिया जाता है और 30 मिनट के लिए 120°C पर आटोक्लेव में गर्म किया जाता है। यदि लिए गए नमूने की कम से कम 95% एम्पौल्स बरकरार रहती हैं तो एम्पौल्स के एक बैच को स्वीकार्य माना जाता है।

एम्पौल ग्लास की अच्छी गुणवत्ता का आकलन करते समय, इसकी व्यवहार्यता, रंगहीनता और पारदर्शिता का कोई छोटा महत्व नहीं है।

कांच की व्यवहार्यता. एम्पौल ग्लास पर्याप्त रूप से फ्यूज़िबल होना चाहिए ताकि एम्पौल की गर्दन को बर्नर की लौ में जल्दी से सील किया जा सके। व्यवहार्यता व्यावहारिक रूप से स्थापित है, क्योंकि मानक अभी तक विकसित नहीं हुए हैं,

कांच की रंगहीनता एवं पारदर्शिता. कांच के ये गुण इंजेक्शन समाधान (बाल, कांच के टुकड़े, फिल्टर सामग्री के टुकड़े) में यांत्रिक अशुद्धियों को बदलना संभव बनाते हैं, साथ ही समाधान के खराब होने के संकेत (गंदलापन, तलछट की उपस्थिति, समाधान का मलिनकिरण, आदि) . हमेशा नारंगी या अन्य रंग के ग्लास का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि ऐसे ampoules में समाधान (एड्रेनालाईन और कुछ अन्य) के रंग में परिवर्तन को नोटिस करना संभव नहीं है। इसके अलावा, साहित्य के अनुसार, कुछ मामलों में पीले कांच के ampoules (सोडियम एस्कॉर्बेट समाधान) का उपयोग हानिकारक है, क्योंकि नसबंदी के दौरान कांच से लोहे की अवशिष्ट मात्रा निकलती है। निष्कर्ष में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इंजेक्शन समाधान वाले ampoules को उन बक्सों में संग्रहीत किया जाता है जहां प्रकाश प्रवेश नहीं करता है।

रासायनिक प्रतिरोध। रासायनिक प्रतिरोध कांच की पानी, नमक के घोल, नमी और वायुमंडलीय गैसों के विनाशकारी प्रभावों को झेलने की क्षमता है। क्षार के प्रति कांच के प्रतिरोध को क्षार प्रतिरोध कहा जाता है, और अम्ल के प्रति इसे अम्ल प्रतिरोध कहा जाता है। कांच में क्षार ऑक्साइड (Na2O या K2O) की मात्रा में वृद्धि के साथ, कांच का रासायनिक प्रतिरोध कम हो जाता है। कांच की संरचना में जिंक, ज़िरकोनियम, मैग्नीशियम और बेरियम के ऑक्साइड का परिचय कांच के रासायनिक प्रतिरोध को बढ़ाने में मदद करता है।

कांच का रासायनिक प्रतिरोध परीक्षण से पहले और बाद में नमूने के द्रव्यमान में अंतर से निर्धारित होता है। परीक्षण के लिए, कांच का पाउडर या एक विशाल कांच का नमूना तैयार किया जाता है, तौला जाता है और फिर आक्रामक वातावरण में उबाला जाता है, अक्सर NaOH, Na2CO3, HCl और आसुत जल के घोल में। प्रयोग के बाद, नमूने को सुखाया जाता है और एक विश्लेषणात्मक तराजू पर तौला जाता है। कांच के द्रव्यमान में कमी इसके रासायनिक प्रतिरोध को दर्शाती है। रासायनिक प्रतिरोध का निर्धारण उस घोल का अनुमापन करके भी किया जाता है जिसमें परीक्षण ग्लास को एसिड (एचसीएल) से उपचारित किया गया था। इस मामले में, रासायनिक प्रतिरोध को अनुमापन पर खर्च किए गए एसिड की मात्रा से दर्शाया जाता है: अनुमापन पर जितना अधिक एसिड खर्च किया जाएगा, कांच का रासायनिक प्रतिरोध उतना ही कम होगा। खिड़की के कांच का क्षार प्रतिरोध ग्लास प्लेट के 1 डीएम2 से द्रव्यमान की हानि से निर्धारित होता है जब इसे 3 घंटे के लिए सोडियम कार्बोनेट के उबलते एक-एन समाधान में उपचारित किया जाता है, तो यह हानि सतह के 1 डीएम2 से 38 मिलीग्राम से अधिक नहीं होनी चाहिए।

पानी और अन्य आक्रामक समाधानों के विनाशकारी प्रभावों का सामना करने के लिए चश्मे की क्षमता के आधार पर, उन्हें हाइड्रोलाइटिक वर्गों में विभाजित किया जाता है, जो अनुमापन के लिए उपयोग की जाने वाली एचसीएल की मात्रा से निर्धारित होते हैं।

हाइड्रोलाइटिक वर्ग (एचसीएल खपत, एमएल): - जल प्रतिरोधी ग्लास - 0-0.32, - प्रतिरोधी ग्लास - 0.32-0.65, - हार्ड हार्डवेयर ग्लास - 0.65-2.8, - सॉफ्ट हार्डवेयर ग्लास - 2.8-6.5, - असंतोषजनक ग्लास - 6.5 और अधिक।

क्वार्ट्ज ग्लास में सबसे बड़ा रासायनिक प्रतिरोध होता है; यह हाइड्रोलाइटिक वर्ग I से संबंधित है, रासायनिक प्रयोगशाला ग्लास, एक नियम के रूप में, II से संबंधित हैं। अधिकांश औद्योगिक ग्लास सबसे व्यापक - III हाइड्रोलाइटिक वर्ग से संबंधित हैं, और उनमें से सबसे प्रतिरोधी - खिड़की और पॉलिश - इस वर्ग के पहले भाग से संबंधित हैं।

सिलिकेट ग्लास का रासायनिक प्रतिरोध मुख्य रूप से रासायनिक संरचना पर निर्भर करता है और उनमें सिलिका सामग्री द्वारा निर्धारित किया जाता है। SiO2 कांच के रासायनिक प्रतिरोध को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है, जबकि क्षारीय ऑक्साइड, एक नियम के रूप में, इसे कम करते हैं। अन्य ग्लास घटक विभिन्न अभिकर्मकों के प्रति अलग-अलग व्यवहार करते हैं। इसलिए, चश्मे की रासायनिक संरचना का चयन करते समय, उन्हें उन परिस्थितियों द्वारा निर्देशित किया जाता है जिनके तहत उनका उपयोग किया जाएगा।

रासायनिक संरचना के आधार पर कांच का घनत्व 22 से 70·102 किग्रा/घन मीटर तक भिन्न होता है। क्वार्ट्ज ग्लास का घनत्व न्यूनतम (22·102 kg/m3) होता है, और बड़ी मात्रा में लेड ऑक्साइड वाले ग्लास का घनत्व 70·102 kg/m3 तक पहुंच जाता है।

बढ़ते तापमान के साथ, सिलिकेट ग्लास का घनत्व प्रत्येक 100°C पर 15 kg/m3 कम हो जाता है। कांच को एनीलिंग करने से घनत्व प्रभावित होता है। इस प्रकार, समान रासायनिक संरचना वाले खराब एनील्ड ग्लास का घनत्व 10 ... 20 kg/m3 है, और टेम्पर्ड ग्लास का घनत्व एनील्ड ग्लास की तुलना में 80 ... 90 kg/m3 कम है। जैसे-जैसे कांच की रासायनिक संरचना बदलती है, उसका घनत्व स्पष्ट रूप से बदलता है, इसलिए व्यवहार में यह कांच की संरचना की स्थिरता को नियंत्रित करने के अप्रत्यक्ष साधन के रूप में कार्य करता है।

सभी पिघले हुए कांच के आधे से अधिक हिस्से को ग्लेज़िंग इमारतों के लिए शीट में संसाधित किया जाता है। फाइबरग्लास सामग्री (ग्लास ऊन, मैट, स्ट्रैंड इत्यादि) से बने उत्पाद, जो गर्मी और ध्वनि इन्सुलेटर के रूप में उपयोग किए जाते हैं, निर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। वे सड़ते या ढलते नहीं हैं, उनका आयतन भार कम होता है, अग्नि प्रतिरोध और कंपन प्रतिरोध होता है।

सभी ग्लास उत्पादों में से लगभग एक तिहाई सबसे विविध प्रकार, शैलियों और उद्देश्यों के बर्तन हैं। कांच के उल्लेखनीय सजावटी गुण (विभिन्न रंगों को देखने की क्षमता, प्रकाश के खेल को व्यक्त करना, क्रिस्टल पारदर्शिता से लेकर मैलापन की सभी डिग्री के माध्यम से पूर्ण अस्पष्टता तक संक्रमण में विविधता) ने उत्पादों के एक विशेष समूह के अस्तित्व को जन्म दिया, जो सामान्य रूप से एकजुट है। नाम "आर्ट ग्लास"। इसमें कलात्मक टेबलवेयर, स्मारकीय ग्लास उत्पाद (बेस-रिलीफ, फर्श लैंप, फूलदान, झूमर इत्यादि) और विभिन्न परिष्करण सामग्री (दीवारों, इमारतों के फर्श, कॉर्निस, फ्रिज़ आदि पर चढ़ने के लिए टाइलें और चादरें) शामिल हैं, ग्लास का उपयोग सना हुआ ग्लास खिड़कियों में)। कलात्मक कांच निर्माण की महत्वपूर्ण शाखाओं में से एक विस्तृत श्रृंखला के स्माल्ट (अपारदर्शी कांच) का उत्पादन है। इन ग्लासों का उपयोग सना हुआ ग्लास की तकनीक के समान, मोज़ेक पेंटिंग की तकनीक का उपयोग करके स्मारकीय दीवार पैनल बनाने के लिए किया जाता है।

कांच के इनेमल के रूप में, विभिन्न रंगों की अपारदर्शी पतली कांच की परतें, कांच का उपयोग एक सुरक्षात्मक कोटिंग के रूप में किया जाता है जो धातु उत्पादों को विनाश से बचाता है और उन्हें एक ऐसा रूप देता है जो परिचालन और सौंदर्य संबंधी आवश्यकताओं को पूरा करता है। ग्लास एनामेल्स का उपयोग रासायनिक और खाद्य उपकरण, टेबलवेयर, सैनिटरी उपकरण, पाइप, संकेत, टाइल्स और आभूषणों के निर्माण में किया जाता है।

ऑप्टिकल उद्योग और ऑप्टिकल ग्लास ने विभिन्न प्रकार और उद्देश्यों (नियमित चश्मा, माइक्रोस्कोप, दूरबीन, फोटोग्राफिक और सिनेमा कैमरे इत्यादि) में आधुनिक, अत्यधिक सटीक ऑप्टिकल उपकरण बनाना संभव बना दिया है।

विशेष रूप से शुद्ध क्वार्ट्ज ग्लास का उपयोग फाइबर-ऑप्टिक संचार लाइनें बनाने के लिए ऑप्टिकल फाइबर के निर्माण के लिए किया जाता है जो बड़ी मात्रा में सूचना के प्रसारण की अनुमति देता है। तथाकथित लेजर चश्मे से चश्मे का एक अलग वर्ग बनता है। ये नियोडिमियम से सक्रिय विभिन्न प्रकृति (सिलिकेट, फॉस्फेट, फ्लोरोबेरीलेट, बोरेट, टेल्यूराइट, आदि) के बहुघटक ग्लास हैं। लेजर लघु हो सकते हैं, जैसे कि दवा में उपयोग किए जाने वाले, या परमाणु संलयन में उपयोग की जाने वाली शक्तिशाली प्रणाली हो सकते हैं। लेजर का उपयोग वैज्ञानिक अनुसंधान, जियोडेसी और सटीक धातु प्रसंस्करण में भी किया जाता है।

कांच के अनुप्रयोग के क्षेत्रों के संक्षिप्त अवलोकन से, यह स्पष्ट है कि विभिन्न गुणों वाले चश्मे का उत्पादन करना आवश्यक है: विशेष रूप से रासायनिक रूप से प्रतिरोधी, विशेष रूप से यांत्रिक रूप से मजबूत, थर्मल विस्तार के कुछ गुणांक, निर्दिष्ट ऑप्टिकल और विद्युत स्थिरांक आदि। इसलिए , यह आश्चर्य की बात नहीं है कि शोधकर्ता इसके विभिन्न गुणों पर विभिन्न कारकों के प्रभाव को स्पष्ट करते हुए, प्रकृति ग्लास को समझने के लिए बहुत प्रयास कर रहे हैं।

निर्माण और इंटीरियर में ग्लास

बिल्डिंग ग्लास - निर्माण में उपयोग किए जाने वाले ग्लास उत्पाद।

बिल्डिंग ग्लास में (%) होता है: 75-80% SiO2, 10-15% CaO, लगभग 15% Na2O।

इसका उपयोग प्रकाश के उद्घाटनों को चमकाने, पारदर्शी और पारभासी विभाजन स्थापित करने, दीवारों, सीढ़ियों और इमारतों के अन्य हिस्सों को चमकाने और खत्म करने के लिए किया जाता है। बिल्डिंग ग्लास में ग्लास (फोम ग्लास और ग्लास ऊन) से बनी गर्मी और ध्वनिरोधी सामग्री, छिपी हुई विद्युत तारों के लिए ग्लास पाइप, पानी की आपूर्ति, सीवरेज और अन्य उद्देश्यों, वास्तुशिल्प विवरण, ग्लास-प्रबलित कंक्रीट फर्श के तत्व आदि शामिल हैं।

बिल्डिंग ग्लास के अधिकांश वर्गीकरण का उपयोग ग्लेज़िंग लाइट ओपनिंग के लिए किया जाता है: शीट विंडो ग्लास, मिरर किए हुए, नालीदार, प्रबलित, पैटर्न वाले, डबल-लेयर, खोखले ब्लॉक, आदि। ग्लास के समान वर्गीकरण का उपयोग पारदर्शी और पारभासी विभाजन के निर्माण के लिए भी किया जा सकता है। .

शीट विंडो ग्लास, जो निर्माण में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, पिघले हुए ग्लास द्रव्यमान से निर्मित होता है, मुख्य रूप से एक पट्टी के ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज निरंतर खिंचाव से, जिसमें से, जैसे ही यह ठंडा और कठोर होता है, आवश्यक आकार की शीट एक छोर से काट दी जाती हैं। शीट विंडो ग्लास का एक महत्वपूर्ण नुकसान कुछ लहरदारता की उपस्थिति है, जो इसके माध्यम से देखी जाने वाली वस्तुओं को विकृत कर देती है (विशेषकर एक तीव्र कोण पर)।

मिरर ग्लास को दोनों तरफ पीसकर और पॉलिश करके संसाधित किया जाता है, जिसके कारण इसमें न्यूनतम ऑप्टिकल विरूपण होता है। मिरर ग्लास के उत्पादन की आधुनिक सबसे आम विधि में दो शाफ्टों के बीच पिघले हुए ग्लास को क्षैतिज रूप से लगातार रोल करना, सुरंग भट्टी में ढली हुई पट्टी को एनीलिंग करना, मशीनीकृत और स्वचालित कन्वेयर सिस्टम पर पीसना और पॉलिश करना शामिल है। मिरर ग्लास 4 मिमी और उससे अधिक की मोटाई (विशेष मामलों में - 40 मिमी तक) के साथ बनाया जाता है, इसके उत्पादन के लिए उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री का उपयोग किया जाता है, इसलिए इसमें सामान्य विंडो ग्लास की तुलना में अधिक प्रकाश संचरण होता है; मुख्य रूप से सार्वजनिक भवनों, दुकान की खिड़कियों और दर्पणों के निर्माण में खिड़कियों और दरवाजों पर ग्लेज़िंग के लिए उपयोग किया जाता है; यांत्रिक गुण खिड़की के शीशे के यांत्रिक गुणों से थोड़ा भिन्न होते हैं।

रोल्ड पैटर्न वाले ग्लास में दो रोलर्स के बीच रोल करके प्राप्त एक पैटर्न वाली सतह होती है, जिनमें से एक नालीदार होती है; रंगहीन और रंगीन दोनों उत्पन्न होते हैं; ऐसे मामलों में उपयोग किया जाता है जहां विसरित प्रकाश की आवश्यकता होती है, फ्रॉस्टेड या फ्रॉस्टेड पैटर्न वाले पैटर्न वाले ग्लास का उपयोग आंतरिक विभाजन, दरवाजे के पैनल और सीढ़ियों की ग्लेज़िंग के लिए किया जाता है; इसे खिड़की या शीशे के शीशे की सतह को उपचारित करके बनाया जाता है। टेम्प्लेट के नीचे सतह को रेत के जेट से उपचारित करके मैट पैटर्न प्राप्त किया जाता है। कांच पर ठंढे पैटर्न की याद दिलाने वाला एक पैटर्न सतह पर पशु गोंद की एक परत लगाने से प्राप्त होता है, जो सुखाने की प्रक्रिया के दौरान, कांच की ऊपरी परतों के साथ निकल जाता है।

प्रबलित ग्लास की मोटाई में तार की जाली होती है; यह सामान्य से अधिक टिकाऊ है; जब प्रहार से टूट जाता है या आग के दौरान टूट जाता है, तो इसके टुकड़े बिखर जाते हैं, मजबूती से बंधे होते हैं; इसलिए, प्रबलित ग्लास का उपयोग औद्योगिक और सार्वजनिक भवनों, लिफ्ट केबिनों, सीढ़ियों और आग की दीवार के उद्घाटन में ग्लेज़िंग लालटेन के लिए किया जाता है। यह एक अलग ड्रम से लपेटकर तार की जाली को रोल करके रोल के बीच लगातार रोल करने की विधि द्वारा निर्मित किया जाता है। नालीदार प्रबलित ग्लास, जिसका आकार नालीदार एस्बेस्टस-सीमेंट शीट जैसा होता है, का उपयोग विभाजन, लालटेन बनाने और ग्लास गैलरी और मार्गों को कवर करने के लिए किया जाता है।

हवा या प्रकाश-प्रकीर्णन परत वाले डबल (बैच) ग्लास (उदाहरण के लिए, ग्लास फाइबर से बने) में अच्छे थर्मल इन्सुलेशन गुण होते हैं; एक फोल्डिंग फ्रेम के साथ 2 खिड़की के शीशों को चिपकाकर बनाया गया है। एयर गैप वाले डबल ग्लास की मोटाई 12-15 मिमी है। खोखले कांच के ब्लॉक दो कांच के आधे बक्सों को दबाकर और फिर वेल्डिंग करके बनाए जाते हैं; मुख्य रूप से औद्योगिक भवनों में प्रकाश के खुले स्थानों को भरने के लिए उपयोग किया जाता है; कार्यस्थलों पर अच्छी रोशनी प्रदान करें और उच्च थर्मल इन्सुलेशन गुण रखें। धातु से बंधे पैनलों के रूप में मोर्टार का उपयोग करके ब्लॉकों को खुले स्थानों में रखा जाता है। बंधन.

फेसिंग ग्लास (मार्बलिट) एक अपारदर्शी रंगीन शीट ग्लास है।

इसे समय-समय पर कास्टिंग टेबल पर पिघलाए गए ग्लास को रोल करके, उसके बाद सुरंग भट्टियों में एनीलिंग करके तैयार किया जाता है। इसका उपयोग आवासीय और सार्वजनिक भवनों के अग्रभाग और अंदरूनी सजावट के लिए किया जाता है। क्लैडिंग ग्लास में रंगीन धातुयुक्त ग्लास भी शामिल है।

क्वार्ट्ज ग्लास - इसमें कम से कम 99% SiO - (क्वार्ट्ज) होता है। क्वार्ट्ज ग्लास को क्रिस्टलीय क्वार्ट्ज, रॉक क्रिस्टल, वेन क्वार्ट्ज या शुद्ध क्वार्ट्ज रेत की शुद्धतम किस्मों से 1700 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर पिघलाया जाता है। क्वार्ट्ज ग्लास पराबैंगनी किरणों को प्रसारित करता है, इसका गलनांक बहुत अधिक होता है, और, इसके कम विस्तार गुणांक के कारण, अचानक तापमान परिवर्तन का सामना कर सकता है और पानी और एसिड के प्रति प्रतिरोधी होता है। क्वार्ट्ज ग्लास का उपयोग प्रयोगशाला के कांच के बर्तन, क्रूसिबल, ऑप्टिकल उपकरण, इन्सुलेशन सामग्री, चिकित्सा में उपयोग किए जाने वाले पारा लैंप ("पर्वत सूर्य") आदि के निर्माण के लिए किया जाता है।

ऑर्गेनिक ग्लास (प्लेक्सीग्लास) एक पारदर्शी, रंगहीन प्लास्टिक द्रव्यमान है जो मेथैक्रेलिक एसिड मिथाइल एस्टर के पोलीमराइजेशन के दौरान बनता है। यांत्रिक प्रसंस्करण के लिए आसानी से उत्तरदायी। इसका उपयोग घरेलू उत्पादों, प्रयोगशालाओं में सुरक्षात्मक उपकरणों आदि के निर्माण के लिए विमान और मैकेनिकल इंजीनियरिंग में शीट ग्लास के रूप में किया जाता है।

घुलनशील ग्लास - सोडियम और पोटेशियम सिलिकेट्स (या केवल सोडियम) का मिश्रण, जिसके जलीय घोल को तरल ग्लास कहा जाता है। घुलनशील ग्लास का उपयोग एसिड-प्रतिरोधी सीमेंट और कंक्रीट के उत्पादन के लिए, कपड़ों के संसेचन के लिए, अग्निरोधी पेंट, सिलिका जेल के उत्पादन के लिए, कमजोर मिट्टी को मजबूत करने के लिए, कार्यालय गोंद आदि के लिए किया जाता है।

रासायनिक-प्रयोगशाला ग्लास - उच्च रासायनिक और थर्मल प्रतिरोध वाला ग्लास। इन गुणों को बढ़ाने के लिए, जिंक और बोरान ऑक्साइड को कांच की संरचना में मिलाया जाता है।

फाइबरग्लास एक चिकनी सतह के साथ कड़ाई से बेलनाकार आकार का एक कृत्रिम फाइबर है, जो पिघले हुए कांच को खींचकर या तोड़कर प्राप्त किया जाता है। गर्म अम्लीय और क्षारीय समाधानों को फ़िल्टर करने, गर्म हवा और गैसों को शुद्ध करने, एसिड पंपों में स्टफिंग बॉक्स पैकिंग बनाने, फाइबरग्लास को मजबूत करने आदि के लिए रासायनिक उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

घर की साज-सज्जा में कांच का प्रयोग कम ही क्यों किया जाता है? शायद इसलिए क्योंकि अभी भी यह प्रबल पूर्वाग्रह है कि यह टिकाऊ नहीं है और नष्ट होने पर इसके नुकीले टुकड़ों के कारण खतरनाक है।

लेकिन ध्यान से देखें कि कितने ग्लास उत्पाद हमारे चारों ओर हैं और वर्षों तक हमारी सेवा करते हैं: दालान और बाथरूम में दर्पण, खिड़कियां, साइडबोर्ड और किताबों की अलमारी में।

उनमें से कितने टूट गए और आपको परेशानी हुई?

ऐसा लगता है कि नहीं, कम से कम अन्य घरेलू साज-सज्जा से अधिक नहीं।

कार्यालय स्थानों में कांच का प्रयोग अधिक साहसपूर्वक किया जाता है। व्यवसायी लोग लंबे समय से अन्य सामग्रियों की तुलना में कांच के लाभ की सराहना करते रहे हैं। यह उसकी क्षमता है कि किसी कमरे का पुनर्निर्माण करते समय रोशनी की मात्रा कम नहीं होती।

ग्लास वॉल्यूम को छिपाता नहीं है, और दर्पण इसे और भी बड़ा बनाते हैं, जो इंटीरियर को आराम और दृढ़ता देता है।

सामग्री प्रभाव शक्ति, संपीड़न, तनाव, झुकने पर अंतिम ताकत स्टील 200 एमपीए 200 एमपीए 200 एमपीए 200 एमपीए ग्लास 1500 एमपीए 50 एमपीए 20 एमपीए 6 एमपीए टेम्पर्ड ग्लास 1100 एमपीए 300 एमपीए 200 एमपीए 30 एमपीए

यह तालिका दर्शाती है कि अलग-अलग भार के तहत कांच की विशेषताएं कितनी भिन्न हैं। संपीड़ित होने पर कांच की ताकत अधिकतम होती है (स्टील से 7 गुना अधिक मजबूत!)। कांच का सबसे कमजोर बिंदु इसकी प्रभावों के प्रति प्रतिरोधक क्षमता है। लेकिन इस विशेषता को सख्त करके 5 गुना सुधारा जा सकता है। कांच को एक साथ चिपकाकर प्रभाव शक्ति को कई गुना अधिक बढ़ाएँ। एक "ट्रिप्लेक्स" प्राप्त करें। इस तकनीक का उपयोग करके ऑटोमोटिव ग्लास और बख्तरबंद ग्लास बनाए जाते हैं। नष्ट हो जाने पर भी यह अपनी भार वहन करने की क्षमता बरकरार रखता है। इस प्रकार कांच की कमियों की भरपाई करना और उसकी मजबूती को अन्य सामग्रियों के समान बनाना संभव है।

अन्य सामग्रियों की तुलना में कांच का सबसे महत्वपूर्ण लाभ इसकी पारदर्शिता है। आधुनिक वास्तुकला अब स्पष्ट रूप से अधिकतम प्राकृतिक प्रकाश और आसपास की प्रकृति के साथ न्यूनतम विरोधाभास के लिए प्रयास करती है। एकमात्र सामग्री जिसका उपयोग किया जा सकता है वह है कांच। इसीलिए इसकी इतनी सारी किस्में हैं. कांच को रंगीन किया जा सकता है, उस पर एक पैटर्न पेंट किया जा सकता है, उसे धूप से बचाने वाला या ऊर्जा-बचत करने वाला (बाहरी ग्लेज़िंग के साथ) बनाया जा सकता है। अंदरूनी सजावट करते समय, आप विभिन्न ग्लास प्रसंस्करण का उपयोग कर सकते हैं: किनारों को पॉलिश करना, बेवल लगाना, टिंटिंग, मोल्डिंग (गर्मी कक्ष में ग्लास झुकना), सैंडब्लास्टिंग और कई अन्य ऑपरेशन। किसी भी डिजाइनर के विचार को ग्लास में स्थानांतरित किया जा सकता है।

कांच का एक अन्य महत्वपूर्ण गुण इसकी पर्यावरण मित्रता है। कांच का आधार सिलिकॉन है। इसके यौगिक, सिलिकेट, प्रकृति में बड़ी संख्या में खनिजों में आम हैं। न तो कच्चा माल और न ही उत्पाद - कांच - प्रकृति को कोई नुकसान पहुंचाता है।

इंटीरियर डिज़ाइन एक जटिल रचनात्मक प्रक्रिया है जिसके लिए बहुत अधिक शक्ति, कल्पना और कौशल की आवश्यकता होती है। बेशक, आप एक पेशेवर इंटीरियर डिजाइनर की सेवाओं का उपयोग कर सकते हैं जो अपार्टमेंट या घरों के डिजाइन के संबंध में सभी बारीकियों और पहलुओं की त्वरित और कुशलता से योजना बनाने में आपकी सहायता करेगा। आज हम इंटीरियर डिजाइन में आधुनिक शैलियों की एक विशाल विविधता को जानते हैं, लेकिन उनकी विशेषताओं और अर्थ को जाने बिना, शैलियों में खो जाना बहुत आसान है। हाई-टेक, उत्तर आधुनिक, आधुनिक, क्लासिकवाद, अतिसूक्ष्मवाद और कई अन्य। नाम पढ़ने के बाद, यह बिल्कुल स्पष्ट नहीं है कि डिज़ाइन में यह या वह दिशा क्या है।

"हाई-टेक" शैली आज बहुत लोकप्रिय है; यह बिल्कुल भी आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि इंटीरियर में शामिल हिस्से और तत्व कांच, धातु और प्लास्टिक से बने होते हैं। समान शैली में बने कमरे में अक्सर कांच के फर्श और कांच के आंतरिक दरवाजे पाए जाते हैं। यह न केवल बेहद फैशनेबल और स्टाइलिश दिखता है, बल्कि अपार्टमेंट को कई उपयोगी सुविधाएं भी प्रदान करता है। कांच कमरे को अत्यधिक शोर और तापमान से बचाता है। अन्य बातों के अलावा, घर के आधुनिक कांच के तत्व इतने टिकाऊ होते हैं कि वे गुणवत्ता में लकड़ी और धातु से भी प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं।

इंटीरियर को सजाते समय रंगीन कांच भी कम आम नहीं है।

ठंडा होने के बाद साधारण कांच के द्रव्यमान में पीला-हरा या नीला-हरा रंग होता है। ग्लास को रंग दिया जा सकता है यदि चार्ज में, उदाहरण के लिए, कुछ धातु ऑक्साइड शामिल हों, जो खाना पकाने की प्रक्रिया के दौरान इसकी संरचना को बदलते हैं, जो ठंडा होने के बाद, बदले में ग्लास से गुजरने वाले प्रकाश के स्पेक्ट्रम से कुछ रंगों का उत्सर्जन करता है। लौह यौगिक कांच को रंगों में रंगते हैं - नीले-हरे और पीले से लाल-भूरे तक, मैंगनीज ऑक्साइड - पीले और भूरे से बैंगनी तक, क्रोमियम ऑक्साइड - घास-हरा, यूरेनियम ऑक्साइड - पीला-हरा (यूरेनियम ग्लास), कोबाल्ट ऑक्साइड - नीला (कोबाल्ट ग्लास), निकल ऑक्साइड - बैंगनी से भूरे-भूरे रंग तक, एंटीमनी ऑक्साइड या सोडियम सल्फाइड - पीला (कोलाइडल सिल्वर, हालांकि, सबसे सुंदर पीला रंग), कॉपर ऑक्साइड - लाल (सोने के माणिक के विपरीत तथाकथित तांबा माणिक, कोलाइडल सोना मिलाकर प्राप्त किया जाता है)। हड्डी का गिलास जली हुई हड्डी के साथ कांच के द्रव्यमान को ढककर प्राप्त किया जाता है, और दूध का गिलास फेल्डस्पार और फ्लोरस्पार के मिश्रण को मिलाकर प्राप्त किया जाता है। वही जोड़, कांच को बहुत मामूली मात्रा में पिघलाकर मैला कर देते हैं, जिससे ओपल ग्लास का निर्माण होता है। अन्य अनुप्रयोगों के अलावा, चित्रित ग्लासों का उपयोग रंग फिल्टर के रूप में किया जाता है।

टेम्पर्ड ग्लास भारी वजन का सामना कर सकता है, इसलिए इस सामग्री से बना फर्श लंबे समय तक चलेगा और साथ ही सबसे योग्य विशेषताओं को दिखाएगा। सबसे पहले, कांच के तत्वों की देखभाल करना बहुत सुविधाजनक है, यह विशेष ग्लास उत्पादों के साथ फर्श या दरवाजे को नियमित रूप से पोंछने के लिए पर्याप्त है जिसमें अपघर्षक पदार्थ नहीं होते हैं। कांच का फर्श चमकदार (चमकदार) कांच से बना हो सकता है, या यह मैट हो सकता है। यह उन कमरों के लिए भी बहुत विशिष्ट है जिनमें स्थान में दृश्य वृद्धि की आवश्यकता होती है। कांच के दरवाजे मैट या पारदर्शी चमकदार भी हो सकते हैं। आप विशेष रूप से लेजर द्वारा बनाए गए ग्लास पर आंतरिक पैटर्न के साथ एक अद्वितीय आंतरिक दरवाजा भी ऑर्डर कर सकते हैं। यह बहुत ही मौलिक और प्रभावशाली है.

कांच के बने पदार्थ

भोजन और पेय को "स्वीकार" करने और संरक्षित करने की क्षमता निम्नलिखित समूह संकेतकों द्वारा निर्धारित की जाती है: भोजन और पेय के लिए रासायनिक प्रतिरोध, वायुमंडलीय प्रभावों का प्रतिरोध, थर्मल प्रभावों का प्रतिरोध, यांत्रिक प्रभावों का प्रतिरोध। भोजन और पेय "देने" की क्षमता: वॉल्यूमेट्रिक-स्थानिक समाधान और बहुमुखी प्रतिभा की कार्यक्षमता।

एर्गोनोमिक गुण, सबसे पहले, कांच उत्पादों के उपयोग में आसानी और स्वच्छता को निर्धारित करते हैं। घरेलू बर्तनों का आराम रखने, ले जाने, भंडारण और धोने के कार्य करने में आसानी के साथ-साथ परिवहन और भंडारण में आसानी से निर्धारित होता है। स्वच्छ गुण मुख्य रूप से कांच की प्रकृति और गुणों से निर्धारित होते हैं और हानिरहितता और संदूषण जैसे समूह संकेतकों द्वारा इसकी विशेषता होती है।

कांच के यांत्रिक गुणों की विशेषता प्लास्टिक विरूपण की अनुपस्थिति, उच्च संपीड़न शक्ति (500-800 एमपीए) और कम तन्यता, झुकने (25-100 एमपीए) और विशेष रूप से प्रभाव शक्ति (15-20 एमपीए) है। ताकत रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है: यह कांच की संरचना में SiO2, Al2O3, B2O3, MgO की उपस्थिति के साथ बढ़ती है और क्षार ऑक्साइड, PbO की उपस्थिति के साथ घट जाती है। हालाँकि, कांच की आंतरिक संरचना, सतह की स्थिति और उस पर दोषों की उपस्थिति का निर्णायक प्रभाव पड़ता है। कठोरता, पिघले हुए लवणों में आयन विनिमय, सतह पर धातु ऑक्साइड कोटिंग लगाने और अन्य तरीकों से ताकत बढ़ जाती है।

कांच के तापीय गुणों की विशेषता बहुत कम तापीय चालकता, महत्वपूर्ण ताप क्षमता और तापीय विस्तार है। उत्पादों की तापीय स्थिरता कांच की यांत्रिक शक्ति, तापीय चालकता में वृद्धि और तापीय विस्तार और ताप क्षमता में कमी के साथ बढ़ती है। ऊष्मा प्रतिरोध का माप वह तापमान अंतर है जिसे कोई उत्पाद बिना नष्ट हुए झेल सकता है। क्वार्ट्ज ग्लास का थर्मल प्रतिरोध 1000 डिग्री सेल्सियस है, उच्च श्रेणी के ग्लास से बने टेबलवेयर का तापमान 95 डिग्री सेल्सियस है, ग्लास सिरेमिक से बने कांच के बर्तन का तापमान 300-600 डिग्री सेल्सियस है।

ऑप्टिकल ग्लास उच्च स्तर की एकरूपता के साथ किसी भी रासायनिक संरचना का पारदर्शी ग्लास है। इसमें 46.4% PbO, 47.0% Si0 और अन्य ऑक्साइड शामिल हैं; क्राउन - 72% SiO क्षारीय और अन्य ऑक्साइड।

ऑप्टिकल ग्लास का उपयोग लेंस, प्रिज्म, क्यूवेट आदि के निर्माण के लिए किया जाता है। ऑप्टिकल उपकरणों के लिए ग्लास का उत्पादन 18वीं शताब्दी में ही किया गया था, लेकिन ऑप्टिकल ग्लास के वास्तविक उत्पादन का उद्भव 19वीं शताब्दी की शुरुआत में हुआ, जब स्विस वैज्ञानिक पी. गिनीन ने पिघलने और ठंडा होने के दौरान कांच को पिघलाने के लिए यंत्रवत् हिलाने की एक विधि का आविष्कार किया - कांच में लंबवत रूप से डूबी हुई मिट्टी की छड़ की गोलाकार गति। यह तकनीक, जिसे आज तक संरक्षित रखा गया है, ने उच्च स्तर की एकरूपता के साथ ग्लास प्राप्त करना संभव बना दिया है। जर्मन वैज्ञानिकों ई. अब्बे और एफ.ओ. के संयुक्त कार्य की बदौलत ऑप्टिकल ग्लास का उत्पादन और विकसित हुआ। शॉट, जिसके परिणामस्वरूप 1886 में जेना (जर्मनी) में शॉट पार्टनरशिप की प्रसिद्ध ग्लास फैक्ट्री का उदय हुआ, जिसने पहली बार आधुनिक ऑप्टिकल ग्लास की एक विशाल विविधता का उत्पादन किया। 1914 तक, ऑप्टिकल ग्लास का उत्पादन केवल इंग्लैंड, फ्रांस और जर्मनी में ही होता था। रूस में, ऑप्टिकल ग्लास के उत्पादन की शुरुआत 1916 से होती है। इसके बाद ही यह महान विकास तक पहुंचा

महान अक्टूबर समाजवादी क्रांति सोवियत वैज्ञानिकों डी.एस. के कार्यों के लिए धन्यवाद। रोज़डेस्टेवेन्स्की, आई.वी. ग्रीबेन्शिकोवा, जी.यू. ज़ुकोवस्की, एन.एन. काचलोवा और अन्य।

ऑप्टिकल ग्लास के लिए मुख्य आवश्यकता उच्च स्तर की एकरूपता है। एकरूपता के अभाव के कारण प्रकाश किरणें अपने सही मार्ग से भटक जाती हैं, जिससे कांच अपने इच्छित उद्देश्य के लिए अनुपयुक्त हो जाता है। ऑप्टिकल ग्लास की एकरूपता रासायनिक और भौतिक कारकों से बाधित होती है। रासायनिक विविधता रासायनिक संरचना में स्थानीय परिवर्तनों के कारण होती है और खाना पकाने की प्रक्रिया के दौरान ऑप्टिकल ग्लास को हिलाने से समाप्त हो जाती है। भौतिक विषमता ऑप्टिकल ग्लास की शीतलन प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न तनाव के कारण होती है और सावधानीपूर्वक एनीलिंग द्वारा समाप्त हो जाती है। ऑप्टिकल ग्लास में कुछ निश्चित ऑप्टिकल गुण होने चाहिए - विभिन्न तरंग दैर्ध्य की किरणों के लिए अपवर्तक सूचकांकों के सटीक मान। विभिन्न अपवर्तक सूचकांकों और औसत फैलाव वाले ऑप्टिकल ग्लास का एक बड़ा वर्गीकरण ऑप्टिकल उपकरणों की गणना और डिजाइन में बहुत महत्व रखता है। सिस्टम अपने दोषों को कम करने के लिए, विशेष रूप से द्वितीयक स्पेक्ट्रम के हानिकारक प्रभाव को खत्म करने और छवि गुणवत्ता में सुधार करने के लिए।

कांच के प्रकाशिक गुण उसकी रासायनिक संरचना पर निर्भर करते हैं। ऑक्साइड के विविध संयोजन का उपयोग करके ऑप्टिकल स्थिरांक के आवश्यक मूल्यों के साथ ग्लास प्राप्त करना संभव है। उदाहरण के लिए, कुछ प्रकार के ऑप्टिकल ग्लास में सिलिका (किसी भी ग्लास का मुख्य घटक) नहीं होता है, अन्य में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले ऑक्सीकरण एजेंट होते हैं, लेकिन बहुत बड़ी मात्रा में। ऑप्टिकल ग्लास की पारदर्शिता अधिक होनी चाहिए, ग्लास में प्रति 100 मिमी बीम पथ पर लगभग 90-97%। ऑप्टिकल ग्लास को आर्द्र वातावरण की कार्रवाई और कमजोर एसिड की कार्रवाई के लिए रासायनिक रूप से प्रतिरोधी होना चाहिए, जो उनके "स्पॉटिंग" की विशेषता है, अर्थात। हाथ के स्पर्श के प्रति संवेदनशीलता.

ऑप्टिकल ग्लास का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाने वाला कच्चा माल अन्य प्रकार के ग्लास के समान ही होता है। हालाँकि, कच्चे माल की शुद्धता की आवश्यकताएँ बहुत अधिक हैं। विशेष रूप से हानिकारक अशुद्धियाँ लोहा और क्रोमियम यौगिक हैं, जो कांच को रंग देते हैं और इसके प्रकाश अवशोषण को बढ़ाते हैं। ऑप्टिकल ग्लास को एक और दो-पॉट भट्टियों में पिघलाया जाता है। ऑप्टिकल ग्लास के उत्पादन में सबसे महत्वपूर्ण ऑपरेशन पिघलने की प्रक्रिया के दौरान और विशेष रूप से शीतलन प्रक्रिया के दौरान ग्लास को हिलाना है।

ऑप्टिकल ग्लास को काटने के लिए तीन तरीकों का उपयोग किया जाता है:

) गिलास को बर्तन सहित ठंडा करना, उसके बाद उसे टुकड़ों में तोड़ना और इन टुकड़ों को गर्म अवस्था में ढालना;

) कास्टिंग ग्लास को लोहे के सांचे में पिघलाया जाता है;

) मेज पर रखे पिघले हुए कांच की एक शीट में लपेटना।

ऑप्टिकल ग्लास का उत्पादन ग्लास कारखानों द्वारा विभिन्न आकारों के आयताकार टुकड़ों "टाइल्स" के रूप में और रिक्त स्थान - "प्रेस" (लेंस, प्रिज्म) के रूप में किया जाता है। ऑप्टिकल ग्लास में सटीक प्रकाश फिल्टर के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले विशेष रूप से रंगीन ग्लास भी शामिल होते हैं, जो समतल-समानांतर प्लेटों के रूप में अक्सर ऑप्टिकल उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं और उनके माध्यम से गुजरने वाले प्रकाश की वर्णक्रमीय संरचना को बदलने के लिए काम करते हैं। ये रंगीन ग्लास ऑप्टिकल ग्लास कारखानों में ऑप्टिकल ग्लास के समान तकनीकों का उपयोग करके उत्पादित किए जाते हैं।

कांच का इतिहास

लंबे समय तक, मिस्र में कांच निर्माण की खोज में प्रधानता को मान्यता दी गई थी, जो निस्संदेह जेसर पिरामिड (27 वीं शताब्दी ईसा पूर्व) के आंतरिक आवरण की कांच-चमकदार फ़ाइनेस टाइलों से प्रमाणित थी; फ़ाइनेस के गहनों की खोज उससे भी पहले के काल (फ़राओ के पहले राजवंश) की है, यानी मिस्र में कांच 5 हज़ार साल पहले से ही मौजूद था। मेसोपोटामिया की पुरातत्व, विशेष रूप से प्राचीन सुमेर और अक्कड़ की, शोधकर्ताओं को यह विश्वास करने के लिए प्रेरित करती है कि कांच बनाने का थोड़ा कम प्राचीन उदाहरण मेसोपोटामिया में अश्नुनाक क्षेत्र में पाए गए एक स्मारक पर विचार किया जाना चाहिए - पारदर्शी कांच से बनी एक बेलनाकार मुहर, जो कि प्राचीन काल की है। अक्कड़ वंश का काल अर्थात् इसकी आयु लगभग साढ़े चार हजार वर्ष है। बर्लिन संग्रहालय में संग्रहीत लगभग 9 मिमी व्यास वाला एक हरा मनका कांच निर्माण के सबसे पुराने उदाहरणों में से एक माना जाता है। इसे इजिप्टोलॉजिस्ट फ्लिंडर्स पेट्री ने थेब्स के पास पाया था, कुछ विचारों के अनुसार यह साढ़े पांच हजार साल पुराना है; एन.एन. काचलोव ने नोट किया कि पुराने बेबीलोनियन साम्राज्य के क्षेत्र में, पुरातत्वविदों को नियमित रूप से स्थानीय मूल के धूप के बर्तन मिलते हैं, जो मिस्र के लोगों की तरह ही तकनीक का उपयोग करके बनाए गए हैं। वैज्ञानिक का दावा है कि यह विश्वास करने का हर कारण है कि "मिस्र और पश्चिमी एशिया के देशों में, कांच बनाने की उत्पत्ति ... लगभग छह हजार वर्षों के अंतराल से हमारे दिनों से अलग है।"

ऐसी कई किंवदंतियाँ भी हैं, जो प्रशंसनीयता की अलग-अलग डिग्री के साथ, प्रौद्योगिकी कैसे विकसित हुईं, इसके लिए संभावित पूर्वापेक्षाओं की व्याख्या करती हैं। एन.एन. काचलोव ने प्राचीन प्रकृतिवादी और इतिहासकार प्लिनी द एल्डर (पहली शताब्दी) द्वारा बताए गए उनमें से एक को पुन: प्रस्तुत किया है। इस पौराणिक संस्करण में कहा गया है कि एक दिन रेतीले तट पर फोनीशियन व्यापारियों ने, पत्थरों की अनुपस्थिति में, अफ्रीकी सोडा से एक चिमनी बनाई, जिसे वे ले जा रहे थे - सुबह में उन्हें चिमनी के स्थान पर एक कांच का पिंड मिला।

जो लोग इस सामग्री की उत्पत्ति के इतिहास का अध्ययन करते हैं, वे किसी दिन जगह के संबंध में - मिस्र, फेनिशिया या मेसोपोटामिया, अफ्रीका या पूर्वी भूमध्यसागरीय, आदि - और समय के संबंध में - "लगभग 6 हजार साल पहले" एकमत हो जाएंगे। लेकिन प्राकृतिक विज्ञान की घटना विज्ञान की विशेषता - "खोजों की समकालिकता", इस मामले में कुछ संकेतों द्वारा देखी जा सकती है, और सैकड़ों वर्षों का अंतर भी ज्यादा मायने नहीं रखता है, खासकर जब पुनर्निर्माण विधि में महत्वपूर्ण अंतर का पता लगाया जा सकता है कांच पिघलने का.

कांच निर्माण की उत्पत्ति के बारे में बताने वाली किंवदंतियों की प्रासंगिकता ऐतिहासिक और नृवंशविज्ञान संबंधी पहलुओं तक सीमित नहीं है, जो ज्ञान के सिद्धांत के दृष्टिकोण से केवल अप्रत्यक्ष रूप से महत्वपूर्ण हैं, लेकिन प्रौद्योगिकी की उत्पत्ति के लिए, जैसे कि अलग हो गए हों मिट्टी के बर्तनों के शिल्प की "यादृच्छिक" प्रक्रियाओं से, और जो नए गुणों के साथ एक सामग्री बनाने के लिए शुरुआती बिंदु बन गया, उन्हें नियंत्रित करने और उसके बाद संरचना को समझने का पहला कदम है।

अंग्रेजी शोधकर्ता ए. लुकास ने मिस्र के कांच निर्माण की तकनीक का अध्ययन करने में कुछ सफलता हासिल की। उनकी जानकारी "पुरातन" अवधि के दौरान मिस्र में कांच उत्पादन के विकास के बारे में निम्नलिखित विचार देती है, जो चौथी सहस्राब्दी ईसा पूर्व के साथ समाप्त होती है। इ।

तथाकथित "मिस्र फ़ाइनेस" (मोती, ताबीज, पेंडेंट, जड़ाई के लिए छोटी प्लेटें) हरे-नीले शीशे से लेपित एक उत्पाद है। उन्हें वर्तमान में "फ़ाइनेस" के साथ जोड़ना सही नहीं माना जा सकता है, क्योंकि इस श्रेणी के उत्पादों की मुख्य विशेषता - एक मिट्टी का टुकड़ा - गायब है। मिस्र के फ़ाइनेस को तीन प्रकार के "शार्कों" से जाना जाता है: साबुन का पत्थर, नरम क्वार्ट्ज आटा और ठोस प्राकृतिक क्वार्ट्ज। एक राय है कि सबसे शुरुआती नमूने स्टीटाइट से बने थे। यह खनिज संरचना में एक मैग्नीशियम सिलिकेट है, यह प्रकृति में बड़ी मात्रा में मौजूद है। सोपस्टोन के टुकड़े से काटे गए उत्पादों को शीशे का आवरण प्राप्त करने और आग लगाने के लिए इसकी संरचना में शामिल कच्चे माल के पाउडर मिश्रण के साथ लेपित किया गया था। यह शीशा, जिसकी रासायनिक संरचना कैल्शियम के एक छोटे से मिश्रण के साथ सोडियम सिलिकेट है, फ्यूज़िबल ग्लास से ज्यादा कुछ नहीं है, जिसे तांबे के साथ नीले और हरे-नीले टोन में चित्रित किया जाता है, कभी-कभी उचित मात्रा में लोहे के साथ।

मिस्र के कांच निर्माता मिट्टी के कटोरे में खुली आग पर कांच पिघलाते थे। पाप किए गए टुकड़ों को गर्म पानी में फेंक दिया गया, जहां वे टूट गए, और ये टुकड़े, तथाकथित फ्रिट्स, चक्की द्वारा धूल में पीस दिए गए और फिर से पिघल गए।

फ्रिटिंग का उपयोग मध्य युग के बाद लंबे समय तक किया जाता था, इसलिए पुरानी नक्काशी और पुरातात्विक खुदाई में हमें हमेशा दो भट्टियां मिलती हैं - एक पूर्व-पिघलने के लिए और दूसरी फ्रिट पिघलाने के लिए। आवश्यक प्रवेश तापमान 1450 डिग्री सेल्सियस है, और ऑपरेटिंग तापमान 1100-1200 डिग्री सेल्सियस है। मध्ययुगीन गलाने वाली भट्टी (चेक में "झोपड़ी") एक नीची, लकड़ी से बनी तिजोरी थी जहाँ कांच को मिट्टी के बर्तनों में पिघलाया जाता था। केवल पत्थरों और एल्यूमिना से निर्मित, यह लंबे समय तक खड़ा नहीं रह सका, लेकिन जलाऊ लकड़ी की आपूर्ति लंबे समय तक पर्याप्त नहीं थी। इसलिए, जब गुटा के आसपास के जंगल को काट दिया गया, तो इसे एक नए स्थान पर स्थानांतरित कर दिया गया, जहां अभी भी बहुत सारे जंगल थे। एक अन्य भट्टी, जो आमतौर पर गलाने वाली भट्टी से जुड़ी होती है, एनीलिंग भट्टी थी - तड़के के लिए, जहां तैयार उत्पाद को लगभग कांच के नरम होने के बिंदु तक गर्म किया जाता था, और फिर जल्दी से ठंडा किया जाता था, जिससे कांच में तनाव की भरपाई होती थी (क्रिस्टलीकरण को रोकना) ). इस रूप में, कांच पिघलाने वाली भट्टी 17वीं शताब्दी के अंत तक चली, लेकिन जलाऊ लकड़ी की कमी ने 17वीं शताब्दी में ही, विशेष रूप से इंग्लैंड में, कुछ लोगों को कोयले पर स्विच करने के लिए मजबूर कर दिया; और चूंकि कोयले से निकलने वाले सल्फर डाइऑक्साइड ने कांच को पीला रंग दिया, इसलिए अंग्रेजों ने बंद, तथाकथित ढके हुए बर्तनों में कांच को पिघलाना शुरू कर दिया। इसने गलाने की प्रक्रिया को और अधिक कठिन बना दिया और धीमा कर दिया, जिससे चार्ज तैयार करना इतना कठिन नहीं था, और फिर भी, 18 वीं शताब्दी के अंत में, कोयला दहन प्रमुख हो गया। कांच के इतिहास और इस तथ्य से संबंधित दिलचस्प जानकारी कि सामान्य अर्थ में, कांच, अपने अस्तित्व के दौरान, कई अन्य सामग्रियों के विपरीत, व्यावहारिक रूप से किसी भी बदलाव से नहीं गुजरा है (जिसे कांच कहा जाने लगा, उसके शुरुआती उदाहरण कांच से अलग नहीं हैं) प्रसिद्ध बोतल ग्लास; अपवाद, निश्चित रूप से, निर्दिष्ट गुणों वाले ग्लास के प्रकार हैं), लेकिन इस मामले में हम खनिज मूल के एक पदार्थ और सामग्री के बारे में बात कर रहे हैं जिसने आधुनिक अभ्यास में आवेदन पाया है।

चावल। 4 - डायट्रेटा। चौथी शताब्दी का उत्तरार्ध

चावल। 5 - स्किथोस। रंगीन कांच. पूर्वी भूमध्यसागर। प्रथम शताब्दी का पूर्वार्द्ध आश्रम

निष्कर्ष

इस तथ्य के बावजूद कि कांच को प्राचीन काल से जाना जाता है और मानव गतिविधि के लगभग सभी क्षेत्रों में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, कांच की अवस्था की प्रकृति और परमाणु-आणविक स्तर पर कांच के संक्रमण प्रक्रियाओं की समझ एक सिद्धांत बनाने से बहुत दूर है। कांच जैसी अवस्था, इसकी व्यापकता में क्रिस्टलीय अवस्था के सिद्धांत के समान। "ग्लासी अवस्था" की अवधारणा की परिभाषा पर गरमागरम चर्चाएँ हल की जा रही समस्या की जटिलता को दर्शाती हैं। सदी की शुरुआत की तुलना में, आज तक, कांच के अध्ययन के लिए संरचना-संवेदनशील तरीकों की तकनीक के विकास के साथ-साथ प्रयोगात्मक परिणामों की व्याख्या और नए मॉडल अवधारणाओं के निर्माण के लिए लागू सैद्धांतिक भौतिकी के कुछ वर्गों के कारण, वहां कांच पर विचारों में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। यह ग्लासी अवस्था का वर्णन करने के लिए गुणात्मक परिकल्पना (क्रिस्टलीय परिकल्पना और यादृच्छिक नेटवर्क परिकल्पना) से मात्रात्मक मानदंड के विकास में संक्रमण में व्यक्त किया गया है।

इसमें कोई संदेह नहीं है कि इस क्षेत्र में अनुसंधान का विकास दिए गए गुणों वाले चश्मे की संरचना, उनकी निर्माण प्रौद्योगिकियों, प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक अनुसंधान विधियों की भविष्यवाणी करने में और सुधार को प्रोत्साहित करेगा।

ग्रन्थसूची

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Glass और अन्य इंटरनेट संसाधन।

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