Стеклообразное состояние. Фотохромные стекла

Содержание

Введение        3

Глава 1. Стеклообразное состояние вещества        4

1.1Общие понятия        4

1.2 Теоретические основы стеклообразования        4

Глава 2. Классификация неорганических стекол по химическому составу        6

2.1 Одноатомные стекла        6

2.2 Оксидные стекла        6

2.3 Галогенидные стекла        12

2.4 Халькогенидные стекла        13

2.5 Металлические стекла        13

Глава 3. Структура стекол        14

3.1 Кристаллохимическое описание строения стекол        14

3.2 Валентно-химическое описание стекол        15

Глава 5. Фотохромные стекла        18

Заключение        19

Список литературы        20

Введение

Стекло, являясь одним из самых древних и универсальных материалов, занимает исключительное место в жизни человека. Существует несколько легенд, в которых излагаются предпосылки зарождения технологии стекла. Одна из них была поведана античным естествоиспытателем и историком Плинием старшим, жившим в I в.

Однажды, в давние времена, финикийские купцы везли по Средиземному морю груз природной соды, добытой в Африке. На ночлег они остановились на песчаном берегу и стали готовить себе пищу. Так как под рукой не было камней, они обложили костер большими кусками соды. Наутро, разгребая золу, купцы обнаружили чудесный слиток, который был тверд, как камень, горел огнем на солнце, был чист и прозрачен, как вода. Это и было стекло.  

Существует множество теорий о том, где впервые было открыто стеклоделие (Египет, Финикия, Древняя Месопотамия, Африка, Восточное средиземноморье и т. д.), однако все они совпадают во времени – около 6 тысяч лет назад.

То, что человек научился изготавливать стекло, сыграло большую роль в развитии культуры. Стекло очень широко распространено в нашем быту. Не найдется дома, в котором данный материал не присутствовал бы в качестве какого-либо необходимого предмета. Незаменимость стекла обусловлена такими его свойствами, как прозрачность и химическая устойчивость. К тому же, данный материал отличается своей дешевизной и эстетической привлекательностью. Поэтому значение изучения стекла чрезвычайно возрастало на протяжении столетий. В период технического прогресса было открыто много новых областей применения стекла. Современная электроника стала реальностью благодаря изобретению стеклянных вакуумных труб, которые содержатся в мониторах компьютеров и телевизорах. Создание стеклянных оптических волокон благоприятствовало развитию телекоммуникационной индустрии. А первым ученым, положившим основу научного подхода к исследованию и варке стекла, стал М. В. Ломоносов. Именно он провел технически систематизированные варки более 4 тысяч стекол. [2]

Любое стекло характеризуется стеклообразным состоянием. В данной работе оно рассмотрено в основном на примере силикатных стеклообразных систем, которые имеют большое значение в практике. Но для лучшего представления о возможных изменениях свойств также рассматриваются и другие классы стекол.

Глава 1.Стеклообразное состояние вещества

1. Общие понятия

Традиционно в природе выделяют три агрегатных состояния – твердое, жидкое и газообразное, но также к агрегатным состояниям причисляют плазму. Данные определения состояний не всегда являются строгими. Так, вещества, находясь в твердом состоянии при обычных температуре и давлении, могут иметь кристаллическое или аморфное строение. Наиболее распространенными в природе являются кристаллические твердые вещества, которые обладают стабильностью при обычных условиях и характеризуются наиболее низкой внутренней энергией. Кристаллическое состояние характеризуется наличием четких геометрических форм. Находясь в данном состоянии, вещества, в большинстве случаев, проявляют анизотропию, то есть их физические свойства (теплопроводность, показатель преломления, скорость растворения и образования кристаллов и др.) неодинаковы при измерениях в разных направлениях. [3]