Back Next

3.2.1.3. Sorturi de sticle

 

Compoziţia sticlei determină proprietăţile şi domeniile ei de utilizare, cunoscându-se astfel mai multe sorturi de sticlă.

·        sticla de cuarţ (de silice) cu un conţinut ridicat de SiO2, 96-99%. Are temperatura de înmuiere ridicată, 1700oC, coeficient de dilatare redus (rezistenţă la variaţii mari de temperatură), transparenţă pentru radiaţii ultraviolete (U.V). Se utilizează pentru fabricarea oglinzilor de precizie precum şi a lentilelor sau a prismelor optice şi a becurilor cu vapori de mercur.

·        sticla rubin,  se obţine prin dispersarea aurului coloidal în topitura de sticlă într-un procent de sub 0,1% şi se utilizează în fabricarea semafoarelor şi a semnalizatoarelor de cale ferată;

·        sticla optică, se caracterizată prin omogenitate fizico-chimică, transparenţă, indici de refracţie bine determinaţi, rezistenţă la acţiunea agenţilor fizico-chimici. Se utilizează pentru confecţionarea prismelor şi a lentilelor sub denumirea de sticle Crown având 3-15% PbO şi BaO şi sticlă flint cu 15-40% PbO.

·        sticlele filtrante, au proprietatea de a transmite selectiv radiaţiile luminoase, utilizându-se ca:

-         sticle de protecţie termică cu un conţinut de 1-2% FeO; ele opresc radiaţiile calorice din domeniul I.R.;

-         sticle permeabile pentru radiaţii U.V se numesc uviol;

-         sticle de protecţie împotriva soarelui reduc uniform transmiterea tuturor radiaţiilor şi conţin Fe2O3, NiO, CoO, Cr2O3;

-         sticle de protecţie pentru sudori, impermeabile pentru radiaţiile U.V., I.R. şi chiar vizibil conţin Al2O3, CaO, Na2O,  CoO,  CuO, NiO;

-         sticle împotriva strălucirii, conţin CdS, au nuanţa gălbuie şi se utilizează pentru confecţionarea parbrizelor în vederea protejării vederii conducătorilor auto;

-         sticle de protecţie împotriva radiaţiilor X, cu un conţinut mare de PbO şi WO2, utilizate ca ecrane de protecţie în  instalaţiile medicale sau unde se lucrează cu radiaţii X;

-         sticle pentru filtre optice ”didym” conţin oxizi de neodim, de ceriu, de uraniu sau de praseodim;

·        sticle cristal cu un conţinut mare de PbO (9-50%). Au densitate, strălucire şi indice de refracţie mare şi utilizări tehnice, pentru aparatură de laborator, obiecte casnice şi decorative

·        sticla calcosodică şi calcopotasică, sau sticla obişnuită este utilizată pentru corpuri de iluminat, pentru geamuri, sau pentru obiecte de uz gospodăresc;

·        sticla termo- şi chimic rezistentă, cu un conţinut mic de oxizi alcalini, mai bogată în oxizi de B, Al, Mg, Ca. Prezintă proprietăţi electroizolante ridicate, rezistenţă la variaţii de temperatură. Se utilizează pentru confecţionarea vaselor de laborator, a celor de uz gospodăresc, pentru tuburi electronice TV şi tuburi de raze X. După ţara de provenienţă se cunoaşte sticla Jena (Germania), Duran, Pyrex (Franta), Turdaterm (România);

·        sticle de siguranţă, previn formarea cioburilor periculoase în  cazul şocurilor mecanice. Sticlele securit şi vizurit (steclofon) se obţin prin prelucrarea termică a sticlei. Sticla securit se obţine prin răcirea rapidă în băi de ulei a sticlei înmuiate. După securizare sticla nu mai poate fi tăiată sau şlefuită. Sticla vizurit se deosebeşte de cea securit prin faptul ca în  partea centrală a plăcii de geam se găseşte o zonă circulară unde tensiunile sunt  diferit repartizate faţă de  restul câmpului. Din acest motiv dacă în  urma unui şoc se sparge zona centrală în  mici fragmente, zona adiacentă rămâne transparentă şi invers. Sticla triplex este tot o sticlă de siguranţă obţinută prin lipirea a două plăci, de geam din sticlă obişnuită, şlefuite şi polizate, cu liant organic transparent (celuloid sau răşini vinilice);

·        sticle fototropice, prin iradiere îşi schimbă transparenţa şi culoarea. Conţin substanţe care nu colorează sticla dar care se descompun reversibil sub acţiunea radiaţiilor, în substanţe care o colorează. De exemplu AgCl se descompune sub acţiunea radiaţiilor luminoase în  Ag metalic, care fiind fin dispersat în masa de sticlă o colorează în brun cenuşiu;

·        sticla armată, se realizează prin armare cu plase metalice în scopul măririi rezistenţei mecanice;

·        sticla spongioasă, caracterizată printr-o structură afânată, de burete, se obţine prin barbotarea aerului sau a altui gaz în  masa de sticlă topită. Se utilizează ca izolator termic şi fonic. Ea are densitate mică;

·        fire şi fibre de sticlă obţinute prin procedeul de trefilare, se folosesc pentru obţinerea vatei de sticlă, a ţesăturilor de sticlă pentru armare, în tehnica transmiterii informaţiei la distanţă (audio, video, computere), pentru fabricarea de compozite;

·        sticlele microcristaline au structura policristalină intermediară între sticlă şi ceramică şi prezintă proprietăţi asemănătoare cuarţului. Ele se obţin prin dirijarea procesului de devitrifiere a sticlei amorfe, în apropierea temperaturii de înmuiere, prin adăugare de agenţi de cristalizare (nucleere) ca Au, Pt, MgO, Li2O, TiO2, ZrO2 şi încălzire până la atingerea procentului dorit de cristalinitate.

Sticla amorfă utilizată pentru devitrifiere poate fi sticla de Li2O – Al2O3 – SiO2 sau de K2O – MgO – Al2O3 – SiO2. Acest sortiment se utilizează la obţinerea de generatoare cuanto-optice, a oglinzilor cu reflexie exterioară pentru telescoape etc. Dacă se realizează numai anumite porţiuni cristaline în matricea amorfă a sticlei, se obţine un material anizotrop, în care valorile coeficienţilor de transfer termic pe o direcţie (verticală de exemplu) sunt mult mai mari decât pe celelalte direcţii. Un astfel de material este şi cel folosit în fabricarea de dispozitive (plite) de încălzire.

În Tabelul 3.4 sunt prezentate comparativ proprietăţile esenţiale pentru domeniul lor de utilizare corespunzătoare câtorva tipuri de sticle; se pot observa coeficienţii de dilatare termică extrem de reduşi ai sticlelor microcristaline, de cca. 50 de ori mai mici decât valorile corespunzătoare sticlelor obişnuite respectiv de aproape 10 ori mai mici decât ai sticlelor termice.

 

Tabel 3.4  Proprietăţile unor sortimente de sticlă

Tip de sticlă

Obişnuită

Termo-rezistentă

Microcristalină

Microcristalină antişoc

Cuarţ

Compoziţie

Na2O,CaO, SiO2

B2O3, Al2O3, SiO2

Li2O, Al2O3, SiO2

TiO2, Li2O, Al2O3, SiO2

SiO2

a [oC-1]

10-5

3.10-6

1,2.10-6

0,6.10-6

0,5.10-6

Tşoc termic [oC]

80

270

670

1330

1600