szkło

  Szkła tradycyjne - tj. takie które w sposób naturalny przechodzą ze stopu do stanu szklistego posiadają w swojej budowie uporządkowanie bliskiego zasięgu - jest to jedna z przyczyn dużego wzrostu lepkości stopu w miarę zmniejszania się temperatury. Zjawisko to w efekcie prowadzi do tego, że materiał zastyga ""zamrażając" w sobie strukturę cieczy. Innymi słowy opory wewnętrzne są tak duże, że uniemożliwiają krystalizację. Żeby do niej doszło stop musi przebywać w warunkach, w których z termodynamicznego punktu widzenia krystalizacja jest możliwa i dodatkowo, kiedy lepkość stopu jest na tyle mała, aby ruchy molekuł były możliwe. Zdolność do krystalizacji (wzrostu kryształów) maleje tutaj wraz ze spadkiem temperatury. W przypadku metali aby uzyskać stan szklisty konieczne jest bardzo szybkie chłodzenie (mowa tu o ""szybkościach"" studzenia rzędu ok. 106K/s), które uniemożliwi utworzenie krystalicznej struktury.

Surowcem do produkcji tradycyjnego szkła jest piasek kwarcowy oraz dodatki, najczęściej: węglan sodu (Na2CO3) i węglan wapnia (CaCO3), topniki: tlenki boru i ołowiu (B2O3, PbO) oraz pigmenty, którymi są zazwyczaj tlenki metali przejściowych (kadm, mangan i inne). Surowce są mieszane, topione w piecu (tzw. wannie szklarskiej) w temperaturze 1200-1300°C (dzięki dodaniu węglanu sodu), po czym formowane w wyroby przed pełnym skrzepnięciem. Naturalne szkło, jak obsydian, wykorzystywano jako broń w Ameryce. Produkcja szkła znana była już ponad pięć tysięcy lat temu. W I w. p.n.e. znano metodę wytwarzania przedmiotów przez wydmuchiwanie, w XIX w. wynaleziono metodę odlewania. Po dodaniu do masy szklanej odpowiednich tlenków metali można otrzymać szkło barwne. Przykłady:

• szkło zielone zawiera związki żelaza(III) i chromu(III),
• szkło niebieskie zawiera związki kobaltu(II) i miedzi(II),
• szkło fioletowe zawiera związki manganu(VII),
• szkło żółte zawiera związki kadmu i siarki,
• szkło czerwone zawiera koloidalne cząsteczki złota.