ÜVEGES ÁLLAPOT: JELLEMZŐK, PÉLDÁK ÉS TULAJDONSÁGOK - KÉMIA - 2026

Az üveges állapot olyan testekben fordul elő, amelyek gyorsan molekuláris rendbe kerültek, hogy meghatározott pozíciókat kapjanak, általában a gyors lehűtés miatt. Ezeknek a testeknek szilárd megjelenése van, bizonyos fokú keménységgel és merevséggel járnak, bár külső erők hatására általában elasztikusan deformálódnak.

Az üveget nem szabad összekeverni az ablakokkal, lencsékkel, palackokkal stb. Általában végtelen számú alkalmazás van, mind a háztartásban, mind a kutatásban és a technológiában; ennélfogva fontossága, valamint a tulajdonságainak és jellemzőinek ismerete.

Másrészt fontos megérteni, hogy különféle üvegtípusok léteznek, mind természetes, mind mesterséges eredetű. Ami az utóbbit illeti, a különféle üvegtípusok gyakran megfelelnek a különböző igényeknek.

Ezért lehetséges olyan szemüveget kapni, amely megfelel bizonyos tulajdonságoknak, bizonyos technológiai vagy ipari igények kielégítésére.

jellemzők

Optikai tulajdonságaik szempontjából ezek az üveges testek izotropok (vagyis fizikai tulajdonságuk nem függ az iránytól) és átlátszóak a leginkább látható sugárzáshoz, ugyanúgy, mint a folyadékok.

Az üveges állapotot általában egy másik anyagállapotnak tekintik, amely túlmutat a három közismert állapoton, mint például a folyékony, a gáz- és a szilárd anyag, vagy az utóbbi évtizedekben felfedezett új állapotok, például plazma vagy Bose kondenzátum- Einstein.

Egyes kutatók azonban megértik, hogy az üveges állapot egy előhűtött folyadék vagy olyan nagy viszkozitású folyadék eredménye, hogy végül szilárd megjelenést kölcsönöz, bár valójában nem lenne egy.

Ezeknek a kutatóknak az üveges állapot nem új anyagállapot, hanem egy másik formája, amelyben a folyadék megjelenik.

Végül eléggé biztosnak tűnik az, hogy az üveges állapotú testek nem mutatnak bizonyos belső belső rendet, ellentétben azzal, ami a kristályos szilárd anyagokkal történik.

Ugyanakkor igaz az is, hogy sok esetben értékelik az úgynevezett rendezett rendellenességet. Megfigyelhetők bizonyos rendezett csoportok, amelyek térben teljesen vagy részben véletlenszerűen vannak elrendezve.

A szemüveg típusai

Mint fentebb említettük, az üveg lehet természetes vagy mesterséges eredetű. A természetben előforduló üveges test példája az obszidián, amelyet a vulkánok belsejében lévő hő hoz létre.

Másrészt mind a szerves eredetű, mind a szervetlen anyagok üvegszerű állapotba kerülhetnek. Ezen anyagok némelyike ​​a következő:

- Különböző kémiai elemek, például Se, Si, Pt-Pd, Au-Si, Cu-Au.

- Különböző oxidok, például SiO ₂, P ₂ O ₅, B ₂ O ₃ és ezek egyes kombinációi.

- Különböző kémiai vegyületek, így például a Gese ₂, As ₂ S ₃, P ₂ S ₃, PbCl ₂, BeF ₂, AgJ.

- Szerves polimerek, például poliamidok, glikolok, polietilének vagy polisztirolok és cukrok.

Példák

A leggyakoribb szemüvegek között a következőket kell kiemelni:

Üveges kovasav

A szilícium-dioxid egy szilícium-oxid, köztük a legismertebb a kvarc. Általában a szilícium-dioxid az üveg alapvető alkotóeleme.

Kvarc esetében kvarcüveget úgy kaphat, hogy melegíti az olvadáspontjába (amely 1723 ºC), és gyorsan lehűti.

A kvarcüveg kiválóan ellenáll a hőhatásnak, és vörösre melegítve is vízben fürdhető. Magas olvadási hőmérséklete és viszkozitása azonban megnehezíti a munkát.

Ezt a kvarcüveget tudományos kutatásban és számos otthoni alkalmazásban egyaránt használják.

Nátrium-szilikát szemüveg

Előállítása annak a ténynek köszönhető, hogy hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, mint a kvarcüveg, bár a nátrium-szilikát üvegek sokkal olcsóbbak, mivel ezek előállításához nem szükséges olyan magas hőmérsékletet elérni, mint a kvarcüvegek esetében.

A nátrium mellett más alkáliföldfémeket is hozzáadnak a gyártási folyamatban, hogy az üveg bizonyos bizonyos tulajdonságokkal rendelkezzen, mint például a mechanikus ellenállás, a szobahőmérsékleten (főleg a víz ellen) a vegyi anyagokkal szembeni nem reakcióképesség (különösen a víz ellen).

Hasonlóképpen, ezen elemek hozzáadásával azt is tervezik, hogy megőrizzék az átlátszóságot a fény ellen.

Üveg tulajdonságai

Általánosságban elmondható, hogy az üveg tulajdonságai mind a természethez, mind az előállításához használt alapanyagokhoz, valamint a kapott végtermék kémiai összetételéhez kapcsolódnak.

A kémiai összetételt általában az azt alkotó kémiai elemek szobahőmérsékleten a legstabilabb oxidok tömegszázalékában fejezik ki.

Mindenesetre az üveg bizonyos általános tulajdonságai az, hogy az idő múlásával nem veszíti el optikai tulajdonságait, hogy az olvasztás során könnyen megmunkálható, színe függ az anyagoktól, amelyek hozzá vannak adva az olvasztás során, és hogy ezek könnyen újrahasznosítható.

Az üveg optikai tulajdonságainak köszönhetően fényt képes visszaverni, törni és továbbítani, szétszórása nélkül. A közönséges üveg törésmutatója 1,5, amely különféle adalékanyagokkal módosítható.

Hasonlóképpen, a közönséges üveg korrózióálló és 7 megapascál szakítószilárdsággal rendelkezik. Ezenkívül az üveg színét különféle adalékanyagok hozzáadásával módosíthatjuk.

Üveg újrahasznosítás

Az üveg fontos előnye az egyéb anyagokkal szemben az újrahasznosítás könnyűsége és a korlátlan újrahasznosítási kapacitása, mivel nincs korlátozva annak száma, hogy egyazon üveges anyag újrahasznosítható legyen.

Ezen túlmenően az újrahasznosított üveg gyártása során az energiamegtakarítás 30% körüli, az alapanyagokból történő gyártás energiaköltségeihez viszonyítva. Ez az energiamegtakarítás és a nyersanyag-megtakarítás végül jelentős pénzügyi megtakarítást jelent.

Irodalom

1. Üveg (második). A Wikipediaban. Visszakeresve: 2018. április 24-én, az es.wikipedia.org webhelyről.
2. Amorf szilárd anyag (második). A Wikipediaban. Visszakeresve: 2018. április 24-én, az es.wikipedia.org webhelyről.
3. Üveg (második). A Wikipediaban. Visszakeresve: 2018. április 24-én, az en.wikipedia.org webhelyről.
4. Elliot, SR (1984). Amorf anyagok fizikája. Longman group ltd.
5. Az üveg szerkezetét atomról atomra határozzuk meg. Experientia docet. Hozzáférés módja: 2016. február 1.
6. Turnbull: "Milyen körülmények között lehet üveg létrehozni?", Contemporary Physics 10: 473-488 (1969)