ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механические свойства из "Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физико-химического эксперимента" Упругость. Упругостью называют свойство тела принимать свои первоначальные размеры и формы, измененные иод воздействием каких-либо внешних усилий, после снятия этих усилий. Однако это свойство проявляется у тел до тех пор, пока приложенные усилия не превышают некоторого предельного значения (предела упругости), при котором тела теряют способность быть упругими. [c.12] Потеря упругости у разных материалов проявляется по-разному одни после снятия усилия остаются деформированными (так называемая остаточная деформация) другие прп достижении предела упругости разрушаются. Первые материалы называются пластичными, вторые — хрупкими. Стекла относятся ко второй группе материалов. [c.12] Хрупкость. Хрупкость — состояние материла, в котором под действием внешних сил материал совсем не проявляет остаточной деформации (или последняя очень мала) и разрушается. Большая хрупкость стекла весьма ограничивает его применение. Хрупкость увеличивается, если стекло неоднородно по составу или тол-и ине, если в нем имеются вкрапления инородных тел, пузырьков воздуха, если поверхность его поцарапана. [c.12] Материал можно вывести из хрупкого состояния, изменив внешние условия. Например, хрупкое при обычных условиях стекло становится пластичным при нагревании. Другие материалы будучи пластичными при обычных условиях, становятся хрупкими при понижении температуры. Так, резина при охлаждении становится хрупкой и легко разбивается. Таким образом, одни и те же материалы при разных условиях могут находиться или в хрупком, или в пластичном состоянии. Этим пользуются при формовке и обработке стекла, при изготовлеиии из него разных деталей и приборов. Различные сорта стекла при этом требуется нагреть до разной температуры. [c.12] В зависимости от состава стекла делятся иа тугоплавкие (типа пирекс и кварцевые) и легкоплавкие (свинцовое, электродное, 23). При работе первые приходится нагревать до 1800°С и применять специальные паяльные горелки с подачей воздуха и даже кислорода в пламя, для обработки вторых иногда достаточно температуры пламени обычной газовой горелки. [c.12] Наиболее твердыми являются кварцевые стекла п стекла типа пирекс . [c.13] Прочность при сжатии и при растяжении. Прочность — сопротивление материала разрушению. Она характеризуется пределом прочности, который определяется наименьшим усилием, действующим на единицу площади, вызывающим разрушение материала. В единицах СГС эта величина измеряется в динах на квадратный сантиметр (дин/см ), в единицах СИ — в паскалях (Па) 1дин/см2 = 0,1 Па. [c.13] Предел прочности при сжатии определяется силой сжатия, предел прочности при растяжении — силой растяжения. [c.13] Предел прочности стекла при растяжении в 15—20 раз меньше предела прочности нри сжатии и составляет 3,5—10 кГ/мм (3,43-10 9,8-108 дин/см2 = 3,43-107 4-9,8-10 Па). [c.13] Прочность при изгибе. При изгибе стекло испытывает действие и растягивающих, и сжимающих сил. Прочность стекла при изгибе определяют, положив свободно концы стеклянного стержня на две опоры и постепенно повышая нагрузку в середине его вплоть до разрушения стержня. Прочность стекла при изгибе меньше прочности при растяжении (10- 25 кГ/см2 = 9,8Х X 10 24,5-10 Па), поэтому участки в местах изгибов трубок и отделки дна заготовок (плечики) должны быть утолщены. [c.13] Часто пригодность стекол для изготовления того или иного прибора, работающего в определенном интервале температур, оценивают по термическим свойствам стекол теплоемкости, теплопроводности, термическому расширению и термостойкости. [c.13] Теплоемкость. Теплоемкость материала равна отношению колп-чества теплоты, сообщенной ему, к происшедшему при этом изменению температуры материала. [c.13] Стекло плохо проводит тепло, его коэффициент теплопроводности равен 0,0017—0,0032 кал/(см-с-К) или 7—14 Вт/(м-К). Нагретые стекла очень медленно остывают, о чем следует помнить при обработке стекла. Кроме того, вследствие малой теплопроводности стекла при формовке из него деталей и найке на довольно небольших участках стеклянных изделий создается большой перепад температуры, а следовательно, в стекле возникают внутренние напряжения и хрупкость его значительно увеличивается. [c.14] Тепловое расширение. Все твердые тела при нагревании расширяются, т. е. увеличиваются в объеме. Стекло является изотропным материалом — при нагревании оно изменяется в объеме во всех направлениях одинаково. [c.14] Тепловое расширение обычно характеризуют коэффициентом теплового расширения (а). Под коэффициентом теплового расширения понимают увеличение длины образца при нагревании его на 1К, отнесенное к длине образца до нагревания. [c.14] При выполнении стеклодувных работ это свойство стекла следует учитывать. Например, нельзя спаивать стекла, значительно различающиеся коэффициентами термического расширения, так как спай ири охлаждении обязательно треснет. Особенно важно правильно подбирать стекло, если его надо спаять с металлом (см. гл. УП). В таблице 3 приведены значения коэффициентов термического расширения и других физических характеристик некоторых стекол, применяемых в стеклодувных работах. [c.14] Оптическим стеклом называют однородное, прозрачное, бесцветное или специально окрашенное неорганическое стекло. [c.15] Оптические свойства характеризуются показателем преломления и коэффициентом дисперсии стекла. Подробно со свойствами оптических стекол можно познакомиться, прочитав специальную литературу. Оптические стекла изготавливаются промышленным способом и в данной книге ни методы их получения и шлифовки, ни свойства не будут рассматриваться. В последующих главах будут описаны лишь приемы впаивания оптических стекол в соответствующие стеклянные лабораторные приборы и их детали (гд. 1УиХП). [c.15] Стекло прп обычных условиях, т. е. в твердом состоянип, является изолятором, и эта его особенность широко используется. Например, металлические контакты — вводы — в приборах впан-вают непосредственно в стекло. Однако в расплавленном состоянии стекло проводит электрический ток. При повышении температуры по мере размягчения стекла электрическое сопротивление его уменьшается, причем у разных стекол по-разному. Наибольшим электрическим сопротивлением обладают стекла с небольшим содержанием ионов щелочных металлов (особенно натрия), а также стекла, содержащие малоподвижные ионы (свинец, барий). [c.16] Удельное электрическое сопротивление в едишщах СИ выражается в Ом-м (и в кратных им единицах). В таблнца.х чаше всего приводят удельное объемное сопротивление стекол при температурах 100, 250 п 350°С. Кроме того, приводят температуру, при которой удельное объемное сопротивление стекла становится равным 100 МОм-см (пли 1 МОм-м) условно эту температуру обозначают Г, —ЮО. [c.16] Вернуться к основной статье