המצב הזגוגי מתרחש בגופים שעברו הזמנה מולקולרית מהירה לנקוט עמדות מוגדרות, בדרך כלל בגלל קירור מהיר. לגופים אלה יש מראה יציב בדרגה מסוימת של קשיות ונוקשות, אם כי תחת יישום כוחות חיצוניים הם בדרך כלל מתעוותים באופן אלסטי.
זכוכית, שלא להתבלבל עם זכוכית, משמשת לייצור חלונות, עדשות, בקבוקים וכו '. באופן כללי יש לו מספר אינסופי של יישומים, הן לחיים ביתיים והן למחקר וטכנולוגיה; מכאן חשיבותו, וחשיבות הכרת תכונותיו ותכונותיו.
מצד שני, חשוב להבין שיש סוגים שונים של זכוכית, הן ממקור טבעי והן מלאכותי. באשר האחרון, סוגי הזכוכית השונים מגיבים לעתים קרובות לצרכים שונים.
לכן ניתן להשיג משקפיים העונים על תכונות מסוימות כדי לענות על צרכים טכנולוגיים או תעשייתיים מסוימים.
מאפיינים
בנוגע לתכונות האופטיות שלהם, גופי הזגוגית הללו הם איזוטרופיים (כלומר, תכונותיהם הפיזיקליות אינן תלויות בכיוון) ושקופות לקרינה הנראית ביותר, באותו אופן כמו נוזלים.
המצב הזגוגי נחשב בדרך כלל למצב אחר של חומר מעבר לשלושת המצבים הידועים, כגון נוזל, גז ומוצק, או חדשים שהתגלו בעשורים האחרונים, כמו פלזמה או עיבוי בוזה. אינשטיין.
עם זאת, חוקרים מסוימים מבינים כי המצב הזגוגי הוא תוצאה של נוזל תת-מקורר או נוזל בעל צמיגות כה גבוהה עד שהוא בסופו של דבר נותן לו מראה מוצק מבלי להיות למעשה כזה.
עבור חוקרים אלה המצב הזגוגי לא יהיה מצב חדש של חומר, אלא צורה שונה בה מופיע המצב הנוזלי.
בסופו של דבר, מה שנראה בטוח למדי הוא שגופים במצב הזכוכית אינם מראים סדר פנימי מסוים, בניגוד למה שקורה עם מוצקים גבישיים.
עם זאת, נכון גם שבמקרים רבים מה שמכונה הפרעה מסודרת מוערך. קבוצות מסודרות מסוימות נצפות המאורגנות במרחב באופן אקראי לחלוטין או חלקי.
סוגי משקפיים
כאמור, זכוכית יכולה להיות ממוצא טבעי או מלאכותי. דוגמא לגוף זגוגי המופיע באופן טבעי הוא אובסידיאן, הנוצר על ידי החום הקיים בתוך הרי הגעש.
מצד שני, שני חומרים ממקור אורגני וגם חומרים אנאורגניים עלולים לרכוש מצב זגוגי. חלק מהחומרים הללו הם:
- אלמנטים כימיים שונים, כמו Se, Si, Pt-Pd, Au-Si, Cu-Au.
- תחמוצות שונות, כמו SiO 2 , P 2 O 5 , B 2 O 3 וחלק מהשילובים שלהן.
- תרכובות כימיות שונות, כגון GeSe 2 , כפי 2 S 3 , P 2 S 3 , PbCl 2 , BEF 2 , אגי.
- פולימרים אורגניים, כגון פוליאמידים, גליקולים, פוליאתילן או קלקר וסוכרים, בין היתר.
דוגמאות
בין המשקפיים הנפוצים ביותר שניתן למצוא, יש להדגיש את הדברים הבאים:
סיליקה זגוגית
סיליקה היא תחמוצת סיליקון, שביניהן הידוע ביותר הוא קוורץ. באופן כללי, סיליקה היא מרכיב בסיסי בזכוכית.
במקרה של קוורץ ניתן להשיג זכוכית קוורץ על ידי חימום אותה לנקודת ההתכה שלה (שהיא 1723 ºC) ולהמשיך לקרר אותה במהירות.
זכוכית קוורץ היא בעלת עמידות מצוינת בפני הלם תרמי וניתנת לרחצה במים כשהיא חמה באדום. עם זאת, טמפרטורת ההתכה הגבוהה וצמיגותה מקשים על העבודה איתו.
זכוכית קוורץ זו מיושמת הן במחקר מדעי והן בשלל יישומים לבית.
משקפי סיליקון נתרן
ייצורו נובע מהעובדה שהוא מציע תכונות דומות לאלו של זכוכית קוורץ, אם כי משקפי נתרן סיליקט זולים בהרבה מכיוון שייצורם אין צורך להגיע לטמפרטורות גבוהות כמו במקרה של כוסות קוורץ.
בנוסף לנתרן, מתווספות מתכות אדמה אלקליות אחרות בתהליך הייצור בכדי לספק לזכוכית תכונות מסוימות מסוימות, כמו עמידות מכנית, אי-תגובתיות כנגד חומרים כימיים בטמפרטורת החדר (במיוחד נגד מים), בין היתר.
באופן דומה, בתוספת אלמנטים אלה, נועד גם שהם ישמרו על שקיפות אל מול האור.
תכונות זכוכית
באופן כללי, תכונות הזכוכית קשורות הן לטבע והן לחומרי הגלם המשמשים להשגתו, וגם להרכב הכימי של המוצר הסופי המתקבל.
ההרכב הכימי מתבטא בדרך כלל כאחוזים לפי המסה של התחמוצות היציבות ביותר בטמפרטורת החדר של היסודות הכימיים המרכיבים אותו.
בכל מקרה, כמה מהמאפיינים הכלליים של הזכוכית הם שהם לא מאבדים את תכונותיו האופטיות לאורך זמן, שהיא ניתנת לניגול בקלות בתהליך ההיתוך, שצבעו תלוי בחומרים שנוספים לו בתהליך ההתכה ושהם ניתן למחזור בקלות.
לזכוכית יש את היכולת לשקף, לשבור ולהעביר אור, בזכות תכונותיו האופטיות, מבלי לפזר אותו. לזכוכית המשותפת יש מדד שבירה של 1.5 וניתן לשנות זאת עם תוספים שונים.
באופן דומה, זכוכית נפוצה עמידה בפני קורוזיה ובעוצמת מתיחה של 7 מגה-מסקלים. יתר על כן, ניתן לשנות את צבע הזכוכית על ידי הוספת תוספים שונים.
מיחזור זכוכית
יתרון חשוב בזכוכית על פני חומרים אחרים הוא גם קלות המיחזור שלהן ויכולת המיחזור הבלתי מוגבלת שלה, מכיוון שאין הגבלה למספר הפעמים שניתן למחזר אותו חומר מזוגג.
בנוסף, בייצור זכוכית ממוחזרת חסכון באנרגיה בסדר גודל של 30% ביחס לעלות האנרגיה של ייצורו מחומרי גלם. חיסכון באנרגיה זו, יחד עם החיסכון בחומרי הגלם, פירושו בסופו של דבר גם חיסכון כספי משמעותי.
הפניות
- זכוכית (nd). בוויקיפדיה. הוחזר ב- 24 באפריל 2018 מ- es.wikipedia.org.
- אמורפי מוצק (nd). בוויקיפדיה. הוחזר ב- 24 באפריל 2018 מ- es.wikipedia.org.
- זכוכית (nd). בוויקיפדיה. הוחזר ב- 24 באפריל 2018 מ- en.wikipedia.org.
- אליוט, SR (1984). פיזיקה של חומרים אמורפיים. קבוצת לונגמן בע"מ.
- מבנה הזכוכית נקבע אטום על ידי אטום. Experientia docet. 24 באפריל 2018. ניגש ל -1 בפברואר 2016.
- טרנבול, "באילו תנאים ניתן ליצור זכוכית?", Physics Contemporary 10: 473-488 (1969)