6.2.2.1. Стекла

Основными компонентами стекла являются окислы кремния SiO2, бора В2O3, а иногда фосфора Р2O5; затем идут окислы натрия Nа2О, калия К2О, алюминия Аl2O3, свинца РbО, а также кальция СаО, марганца МgO, бария ВаО, цинка ZnО и в специальных случаях некоторые другие. Чистый природный или плавленый кварц можно рассматривать как стекло, состоящее только из SiO2.

Различные упомянутые выше добавки придают стеклу определенные физические и химические свойства, как, например, определенный коэффициент теплового расширения, требуемые термомеханические характеристики, электрическое сопротивление, диэлектрическую проницаемость, химическую инертность (например, по отношению к влаге), тепловую стабильность, прозрачность в определенном диапазоне спектра излучения, коэффициент преломления света, а также стабильность аморфной структуры. Например, добавка Nа2O и СаО снижает температуру плавления стекла, добавка же Nа2О противодействует нежелательной кристаллизации (так называемому расстекловыванию) 1), СаО уменьшает растворимость стекла в воде, Аl2O3 и ZnО увеличивают химическую инертность и облегчают механическую обработку стекла, а коэффициент линейного расширения стекла уменьшается при добавлении SiO2 и особенно В2O3, который стабилизирует стеклообразное состояние.

1)Расстекловывание (девитрификация) — это переход стекла из аморфного состояния в кристаллическое вследствие кристаллизации одного или нескольких его составных частей (прежде всего SiO2 или СаSiO2). Расстекловывание может происходить как при изготовлении стекла, так и во время его обработки, если тепловые процессы ведутся неправильно. Особенно содействует расстекловыванию долгая выдержка стекла при высокой температуре. Часто во время обработки стекла происходит поверхностное расстекловывание, которое устраняется путем так называемого соления стекла, т. е. введения в пламя, в котором обрабатывается стекло, паров натрия (из поваренной соли или соды).