Механічні властивості і характеристики стекол
Найважливішими механічними властивостями скла є пружність, твердість, крихкість і міцність. Одиниця виміру механічних властивостей - Па.
Пружні властивості скла характеризуються модулем пружності E, модулем зсуву G і коефіцієнтом Пуассона m, які пов'язані між собою співвідношенням
Під пружністю розуміють здатність тіла повертатися до своєї первісної форми після усунення зусиль, що викликали деформацію. Залежно від хімічного складу модуль пружності стекол коливається в межах (48-83) x 10 (3) МПа. Модуль пружності дещо підвищується при заміні SiO2 на СаО, В2О3, Аl2О3, МgО, ВаО, ZnО, РbО. Особливо сильно вплив СаО, В2О3 (до 12%), Аl203.
Коефіцієнт Пуассона дорівнює відношенню поперечної і поздовжньої деформацій тіла. Для стекол різних складів цей коефіцієнт дорівнює 0,11-0,3.
Модуль зсуву визначає здатність скла пручатися деформації зсуву або відколу і дорівнює відношенню дотичного напруження до кута зсуву. Модуль зсуву для скла становить (2-4,5) x 10 (4) МПа.
Міцність - це опір скла механічного руйнування. Залежно від руйнівних зусиль розрізняють межа міцності при розтягуванні, стисненні, вигині, ударі і вдавливании. Скло має порівняно високим межею міцності при стисненні і низьким - при ударі. Міцність скла залежить від стану його поверхні, хімічного складу, ступеня відпалу, однорідності, складу і температури навколишнього середовища. Межа міцності масивного скла при розтягуванні або вигині в залежності від складу і стану поверхні становить 25-100 МПа, при стисненні - 500-800 МПа, при ударному вигині - 15-20 МПа. У той же час теоретична міцність стекол набагато перевищує ці значення.
де Е - модуль пружності.
Для листового скла Е = 70 x 10 (3) МПа і обчислена за формулою теоретична міцність скла Е = 7000 МПа.
Основною причиною різкого відмінності теоретичної і реальної міцності скла є наявність тріщин, подряпин і неоднорідностей на його поверхні і в об'ємі.
Вирішальний вплив на міцність промислових стекол і скловиробів надає стан поверхні і наявність на ній дефектів. Так як при виготовленні скловиробів неможливо зберегти їх поверхню в бездефектної стані, міцність, незалежно від хімічного складу, має низьку величину і шляхом зміни хімічного складу істотно підвищити її не вдається. Міцність скла збільшують SiO2, Аl2О3, В2О3, МgО, ВаО, TiO2, зменшують лужні оксиди, РbО.
Міцність скла залежить від ступеня відпалу. Зі збільшенням залишкових напруг у склі в 1,5-2 рази опір вигину зменшується на 9-12%.
До способів істотного підвищення міцності виробів відносяться повітряна і рідинна гарт, травлення, ионообменное зміцнення в розплавах солей, нанесення на поверхню оксидно-металевих покритій.1 2 3
Журнал ВІКНА. ДВЕРІ. ВИТРАЖИ