6.2.2.3. Характеристики стекол

Точкой размягчения (отвердевания) называется температура при которой даже небольшая стеклянная деталь заметно деформируется под действием силы тяжести.

Для механической обработки стекло нагревается до температуры размягчения (820—1070 К, кварцевое стекло — до 1770 К), при этом вязкость должна находиться в пределах между 108 Пз (при ручной обработке) и 102 Пз (при обработке в формах). Слишком длительное пребывание стекла при высокой температуре приводит к расстекловыванию.

При механической обработке стекла возникают внутренние напряжения. Процесс их снятия или уменьшения путем нагрева (без деформации) называется отжигом стекла.

Стекло при температурах отжига имеет такую вязкость, при которой существовавшие механические напряжения исчезают, а новые не возникают. Релаксация напряжений происходит тем быстрее, чем выше температура стекла. При температурах ниже температуры превращения напряжения возникать не могут, а существующие почти не снимаются.

Для вакуумной техники важными являются проницаемость стекол в отношении газов и способность их растворять, а также зависимость этих свойств от температуры. Как уже упоминалось, важным параметром стекла является коэффициент линейного расширения, имеющий большое значение для создания прочных и герметичных соединений стекол между собой, а также с другими материалами (металлами, керамикой).

Механическая прочность стекол на разрыв составляет 3—9 кГ•мм-2 (1 кГ•мм-2=107 Н•м-2), а на сжатие 80 — 110 кГ•мм-2. Для кварца эти характеристики соответственно равны 12 кГ•мм-2 и 150—200 кГ•мм-2.

Теплопроводность стекол вообще мала и составляет 0,002— 0,003 кал•см-1•с-1•К-1 (1 кал•см-1•с-1•К-1 = 420 Вт•м-1•К-1).

Теплоемкость стекол находится в диапазоне 0,1—0 4 кал•г-1•К-1, (1 кал•г-1•К-1= 4,2 Дж•г-1•К-1)

1) Среда имеет вязкость, равную 1 Пз, если для перемещения 1 см2 поверхности в этой среде со скоростью 1 см•с-1 параллельно неподвижной поверхности, находящейся на расстоянии 1 см, нужна сила в 1 дин (10-5 Н). Размерность пуаза (в системе СГС) дин•с•см-2. В Международной системе единиц СИ за единицу вязкости принимается вязкость среды, в которой для перемещения 1 м2 поверхности параллельно неподвижной поверхности, находящейся на расстоянии 1 м, нужна сила в 1 Н. Эта единица равна Н•с•м-2 = 10 Пз. — Прим. перев.

2) В окрестности температуры превращения Тпревр происходит быстрое изменение коэффициента линейного расширения стекла и других его характеристик.