1. Стекло – от древности до
наших дней
доцент Дроздов Андрей
Анатольевич,
Химический факультет МГУ им.
М.В. Ломоносова
2011

2. Неорганическое стекло – твердый
аморфный материал, получающийся в
результате переохлаждения жидкости
1) Отсутствие дальнего порядка
2) Изотропность
3) Нет температуры плавления
4) Раковистый излом
5) Термопластичность
6) Высокая прозрачность
7) хрупкость
Жидкое Tf Пластичное Tg Твердое
состояние состояние состояние
Tf – Tg = интервал стеклования (100 - 200°С)

3. Классификация стекол
1) Однокомпонентные (один
стеклообразующий компонент)
а) элементные (S, Se, C, Bi)
б) галогенидные (BeF2, ZrF4)
в) халькогенидные (As2S3)
г) оксидные (SiO2, B2O3, P2O5, Al2O3)
2) Многокомпонентные
халькогенидные 85%Te, 9% Se, 1% As, 2%Sb,
3%S
силикатные

4. Силикатные стекла
SiO2 кварцевое стекло
Na2O·CaO·6SiO2
Оконное стекло

5. Оконное стекло
SiO2 71,7 – 72,8 %
Al2O3 1,5 – 2,0 %
CaO 6,7 – 8,6 %
MgO 3,5 – 4,1 %
Na2O 13,4 – 14,6 %
K2O 0,1 – 1,3 %
SO3 0,3 – 0,5 %
Fe2O3 0,1 – 0,11 %

6. Древние стекла
• Неолит: примитивные стекловидные глазури
• с IV тыс до н.э. в Египте и Междуречье
имитация полудрагоценных камней
• Глазурирование кирпичей (Междуречье)
• Бусы, печати, амулеты, техника прессования в
форме
стеатит

7. Синее CaCuSi4O10
Белое Ca2Sb2O7
Желтое Pb2Sb2O7
Терракотовое Cu2O
С середины XV в до н.э. – первые
стеклянные сосуды, расширение состава
эмалей

8. Техника
сердечника

9. Окраска Содержание оксида, %
MnO CoO CuO Sb2O3 Fe2O3 PbO
красная 0,16 0,18 1,2 0,3 7,6
синяя 0,31 0,15 0,83 1,21
бирюзовое 0,02 1,51 1,37
белое 0,01 2,49
пурпурное 0,8
желтое 1,36

10. • Восточное средиземноморье, 6 – 4 вв до н.э.

11. Плиний Старший о стекле
«Рассказывают, что сюда пристал корабль торговцев нитром,
и когда они, рассеявшись по берегу приступили к
приготовлению еды и не оказалось камней под котлы.ю они
подложили под них куски нитра с корабля, которые
расплавились от огня, смешавшись с песком на берегу, и
потекли прозрачные ручьи новой жидкости, - таким было
происхождение стекла.» Ест. ист., кн. XXXVI, 192
«Для получения стекла тончайший белый
песок перетирают и смешивают с
тремя частями природной египетской
соды, добываемой на берегах озёр,
расположенных в ливийской пустыне».
У устья Белуса

12. Сырье
• 1) Песок
А) в устье реки Белус (Палестина):80% SiO2, 4%
Al2O3, 9% CaO, 0,12% Fe2O3 , остальное –
потери при прокаливании.Минеральный состав:
70-75% кварц, 16-18% кальцит, 4% полевой
шпат, 4% пироксены,1% ильменит.
Б) в Египте):60% SiO2, 2,25% Al2O3, 19% CaO,
1,7% Fe2O3 , 0,8% MgO, 0,3% Na2O, 0,74% K2O,
остальное – потери при
прокаливании.Минеральный состав: 50-
55% кварц, 30-33% кальцит, 5%
полевой шпат, 5% пироксены, 1%
ильменит.
• 2) Минерал трона или зола растений

13. Технология
1) Подготовка шихты
Состав шихты:
2) Выплавка в печи при 1000ºС 60 частей песка,
180 частей
золы, 5 частей
селитры и 2
части мела
Из ассирийской
клинописной
глиняной
таблички ок 650 г
до н.э.

14. Усовершенствования I тыс до н.э.
• 1) Прозрачное стекло (улучшение качества
шихты, стекловидные пигменты)
• 2) Бесцветное стекло
• 3) Новые техники – прессование, мозаичная
техника
• 4) Выдувание стекла в форму или без
формы (Финикия, 1 в до н.э.)

16. Средневековые
стекла
С XIII в – Мурано,
millefiori,
вннецианская нить

17. Аламбик, Бухара, XII в
Реторта
Алудель

18. Витражи

19. Слева вверху — покрытая
ямками поверхность
стекла из Аугсбургского
собора (ув. х 25). Справа
вверху — дно ямки, где
продолжается разрушение
стекла под действием
влаги (ув. х 1000). Слева
внизу — нижний,
испещренный бороздками
слой стекла из витража
монастыря в Лорше, ФРГ
(ув. х 10). Справа внизу —
глубокие трещины в
стекле из витража церкви
в Лаутенбахе (Франция).
Вверху этой фотографии
(справа) виден
неповрежденный участок
поверхности стекла (ув. х
600).

20. Травление
стекла

21. Золотой рубин

22. HAuCl4
+ N2H4, NaBH4, сахара

23. Расставьте коэффициенты
HAuCl4 + N2H4  Au + N2 + HCl

25. Органические стекла
H3COOC
COOCH3
H2C C H2C C
n
CH3 CH3
n
ПММА
CH3
n COCl2 + n NaO C ONa
CH3
CH3
O C O C + 2nNaCl
O CH3
n
поликарбонат

26. Типы современных стёкол
 энергосберегающие,
 солнцезащитные,
 ламинированные,
 армированные,
 закаленные,
 окрашенные в массе
стекла.

27. Ламинированное стекло

28. Закалённое стекло

29. Ситаллы
• Это стеклокристаллические материалы
• Получают направленной
кристаллизацией стекол при их
термической обработке
• Содержат кристаллические фазы (до
2000 нм), равномерно распределенные в
стекловидной матрице

30. Кордиеритовые составы (MgO-Al2O3-SiO2),
крист. Фаза – кордиерит
Обтекатели антенн, электроника
Сподумено-эвкриптитовые составы
(Li2O – Al2O3 – SiO2)
Оптически прозрачны, размер кристаллов
не превышает длины полуволны видимого
света, коэффициент термического
расширения равен нулю
Космическая и лазерная техника

31. Современные прозрачные материалы
Прозрачная
керамика
(MgAl2O4,
AlON, поликарбонат
Al2O3)
Термостойка,
ударостойка