Презентация "Стекла" по химии – проект, доклад

Стекла

выполнила: Чуркина Юлия 553гр.,ФМФ

Стекло известно людям уже около 55 веков. Самые древние образцы обнаружены у римлян. В Индии, Корее, Японии найдены стеклянные изделия, возраст которых относится к 2000 году до нашей эры. Раскопки свидетельствуют, что на Руси знали секреты производство стекла более тысячи лет назад. А первое упоминание о русском стекольном заводе (он был построен под Москвой возле деревни Духанино) относится к 1634 году. Несмотря на столь древнюю историю, массовый характер производства стекла приобрело лишь в конце прошлого столетия благодаря изобретению печи Сименса Мартина и заводскому производству соды. А технология изготовления листового стекла была разработана в прошлом веке.

из истории…

такое состояние аморфного вещества, которое получается при затвердевании переохлажденной жидкости. Пространственное расположение частиц вещества, находящегося в стеклообразном состоянии, является неупорядоченным, что подтверждается результатами рентгеноструктурных исследований.

стекло-это…

дифракция монохроматического рентгеновского излучения:

исследование структуры

электронная дифракция частично кристаллизованное стекло Fe88Hf10B2. В центре кристаллит, материал вокруг него находится в некристаллическом состоянии. 1- дифракционная картина от части структуры под этой же цифрой. 2-дифракционная картина от некристаллической структуры.

нет дальнего порядка, это аморфное состояние есть ближний порядок, атомы сгруппированы в небольшие кристаллические кластеры (в жидкости они непрерывно меняются), которые являются как бы «замороженными». Стекло- «замороженный» слепок структуры жидкости, которой жидкость обладала в начале стеклования не является равновесным изменение свойств при любой термообработке зависимость структуры и свойств от способа приготовления

отличие стеклообразного состояния от кристаллического:

элементарные: Si, Ge, Se, B, P оксидные: SiO2, GeO2, P2O5,B2O3 халькогенидные: GeS2, P4Se4, As4Te металлические: типа металл-металл типа металл-металлоид полимерные Оконное стекло явлю селикатным: 60-70% SiO2, а остальная часть: CaO, Na2O, Al2O3 и т.д.

классификация стекол

Переход из стеклообразного состояния в кристаллическое возможен, но связан с большими временами ожидания, а во многих случаях является практически не наблюдаемым

стеклование

органические полимерные жидкости из-за малой подвижности ее полимерных молекул, находящихся в сложном переплетении поддаются как кристаллизации, так и стеклованию – глицерин чистые металлы и различные сплавы низкая Тпл. – высокая вязкость

в каких веществах можно наблюдать стеклование

фазовый переход

однозначно определенная температура перехода

температура зависит от темпа охлаждения структура и свойства получающегося при переходе стекла зависят от темпа охлаждения переход в стекло и обратно обладает гистерезисными свойствами

поведение системы зависит от того, как в прошлом изменялось ее состояние

общие способы получения стекла

неупорядоченность структуры

необратимые атомные перестановки

структурная релаксация

изменение всех физических свойств стекол

плотность увеличивается на 0,5-1%

вязкость при одной и той же температуре в 100 тыс. раз

скорость СР т.о. является важнейшим параметром, характеризующим стабильность свойств стекла.

 оконные стекла в очень старых зданиях, возраст которых измеряется сотнями лет, заметно толще в нижней части. Стекло как бы медленно течет под действием земного притяжения.

Фурко до 90-ых гг.

производство стекла

первые попытки производства стекла

шлифование стекла

автоматизированный шлифовально-полировочный станок

народное хозяйство: строительная промышленность, производство стеклотары, стеклоаппаратов, химической посуды; электровакуумная промышленность, использование стекла в качестве декоративного материала, оптическая промышленность и приборостроение. "художественное стекло»: художественная столовая посуда, монументальные стеклянные изделия (барельефы, торшеры, вазы, люстры и др.) и разнообразные отделочные материалы (плитки и листы для облицовки стен, полов зданий, карнизы, фризы и др., использование стекла в витражах),производство смальт (непрозрачных стекол). стеклоэмали: защитное покрытие, предохраняющее металлические изделия от разрушения и придающее им внешний вид, удовлетворяющий эксплуатационным и эстетическим требованиям, при изготовлении химической и пищевой аппаратуры, посуды, изделий санитарной техники, труб, вывесок, облицовочных плиток, ювелирных изделий.

применение стекла

оптическая промышленность: современные точнейшие оптические приборы во всем разнообразии их типов и назначений (обычные очки, микроскопы, телескопы, фото- и киноаппараты и др.). лазерные стекла: это многокомпонентные стекла различной природы (силикатные, фосфатные, фторбериллатные, боратные, теллуритные и др.), активированные неодимом. Лазеры могут быть миниатюрными, как, например, используемые в медицине, и могут представлять собой мощные системы, применяемые в термоядерном синтезе. Лазеры применяются также в научных исследованиях, геодезии, при точной обработке металлов. кварцевое стекло: структурной основной единицей кварцевого стекла является кремнекислородный тетраэдр. В кварцевом стекле имеются свободные структурные полости, ограниченные в пространстве мостиковыми атомами кислорода кварцевое стекло обладает наиболее высокой газопроницаемостью (гелий, водород, неон) по сравнению с другими силикатными стеклами. Используется для изготовления оптического волокна

структура: выделяют одномодовое ОВ многомодовое ОВ применение: передача информации на большие расстояния (телефон, ТВ, Интернет),оптоэлектроника, передача световой энергии(лазерная техника, световоды)

оптическое волокно

n2 n1 n1< n2

это материал, структура которого характеризуется периодическим изменением коэффициента преломления не пропускает свет с длиной волны сравнимой с периодом структуры ФК обладает ОЧЕНЬ высоким коэффициентом преломления с общей точки зрения фотонный кристалл является сверхрешеткой (crystal superlattice) - средой, в которой искусственно создано дополнительное поле с периодом, на порядки превышающим период основной решетки. Для фотонов такое поле получают периодическим изменением коэффициента преломления среды - в одном, двух или трех измерениях

фотонные кристаллы

получение: заполнение водой опал гидрофан с помощью реплик («обратные кристаллы») с помощью оптической литографии

двуокись кремния реплика с покрытием

«дровяные поленницы»

(а) (б) (в)

ОП на основе ФК дырчатые волокна:

со сплошной световедущей жилой

с полой световедущей жилой

«+»

способны передавать гораздо большую оптическую мощность, чем обычные волокна. сверхпроводимость радиус изгиба волновода

Главным компонентом новинки, названной 'Blink', является жидкокристаллический полимер, благодаря которому стекло из прозрачного становится матовым и на нем, как на экране, можно демонстрировать презентацию или видео – стоит лишь замкнуть электрическую цепь.

"умное стекло"

Хоник В.А. Стекла: структура и структурные превращения // Соросовский Образовательный Журнал. 2001. №3.с.95-102 Черноуцан А.И. Физические свойства процесса стеклования // Соросовский Образовательный Журнал. 2001. №3.с.103 Шульц М.М. Стекло: структура, свойства, применение // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. №3.с.50-55 Internet

литература