1

SKLO

Skelný stav

2

Skelný stav

Vyznačuje se:Izotropie a homogenitaVyšší Gibbsův potenciál než krystalický stav

téže látky – metastabilní stavKrystalizace probíhá plynule – bez nukleace

a růstu zárodkůJe pro něj typická křehkost a tvarová stálostVšechny fyzikálně chemické vlastnosti se

mění spojitě

3

Druhy oxidických skel

Podle základního oxidu :

KřemičitáBorokřemičitáBoritáOstatní jen výjimečně

4

Druhy skel

1. běžná užitková skla – mají tři složky:sklotvornou - SiO2

tavicí a modifikační – snižuje teplotu tání a narušuje vznik krystalů SiO2 – Na2O nebo K2O

Stabilizační – zvyšuje chemickou odolnost – CaO nebo MgO

5

Druhy skel

2. Vodní sklo – má jen dvě složkySklotvorný oxid - SiO2

Tavicí a modifikační složku – zpravidla oxid alkalického kovu - Na2O

Stabilizační složka chybí – je rozpustné ve vodě

6

Druhy skel

3. Okrasná sklaMají všechny tři základní složky a kromě

nich ještě přídavek PbO (olovnatý křišťál), který zlepšuje optické vlastnosti (lesk) a zpracovatelnost

Přídavky dalších kovových oxidů lze sklo barvit

7

Druhy skel

4. Technické sklo – musí mít malou roztažnost a vysokou chemickou odolnost – zpravidla borokřemičitá

5. Křemenné sklo – téměř čistý SiO2 – snese i teplotní šoky, má minimální tepelnou roztažnost a vynikající chemickou odolnost, ale obtížnou zpracovatelnost

8

Základní vlastnosti

vysoká pevnost a tvrdostvysoký E – zanedbatelná deformovatelnostnení schopné plastické deformacenesnáší rázové zatíženíPři pokojové teplotě elektrický izolátor, s

rostoucí teplotou však vodivost exponenciálně roste

9

Základní vlastnosti

Pevnost je silně odlišná pro různé druhy namáhání – běžné sklo pevnost v tahu asi 80 MPa, v tlaku 1000 MPa a v ohybu 100 MPa

pevnost v tahu skla silně závisí na rozměrech, roste u skleněných vláken

10

Kovová skla

Nazývají se také amorfní kovy, zachovávají si vzhled kovů, ale nejsou krystalické

Vyrábějí se technologií extrémně rychlého ochlazování taveniny – nemožnost vyrobit silnější profily (pásy několik setin mm, dráty několik mm) – vnitřní pnutí

11

Výroba kovových skel

Ochlazovací rychlost musí být tak velká, aby se zamezilo krystalizaci – u různých slitin nebo kovů jsou to hodnoty různé – od 1010 Ks-1 pro Ni až po zvládnutelnou 102 Ks-1 pro lehce sklotvorné slitiny

Teplotní stabilita – tj. odolnost vůči přechodu do krystalického stavu je dána při ohřevu teplotou krystalizace – je dána chemickým složením a vícesložkové soustavy ji zvyšují

12

Vlastnosti kovových skel

Vysoká pevnost (2 – 3 000 MPa)Vysoká tvrdost (1000 HV)Vysoká otěruvzdornostDobrá tažnost a tvářitelnostVysoká odolnost proti cyklickému

namáhání (vyskytuje se jen málo dislokací)

13

Vlastnosti kovových skel

Vysoká korozní odolnostNejvyšší skla s obsahem nad 3% Cr a

současně s obsahem P. Příznivě působí i obsah Ni a Mo, zvláště při současném obsahu Cr

Korozní odolnost skel je vyšší než téže látky v krystalickém stavu (homogennější struktura pasivační vrstvy)

14

Vlastnosti kovových skel

Možnost získat mimořádně magneticky měkké materiály

Vysoký elektrický odpor (výrazně se snižuje přechodem do krystalického stavu překročením teploty krystalizace

Změna E v magnetickém poli (až desítky %) – lze tím měnit rychlost šíření mechanických kmitů v širokých mezích

15

Vlastnosti kovových skel

U některých kovových skel anomálie teplotní délkové roztažnosti – koeficient může být i v širokém rozmezí teplot prakticky nulový

16

Použití kovových skel

Kovová skla se používají hlavně v elektrotechnice

Pozoruhodná je kombinace vysoké tvrdosti s magnetickou měkkostí, což v kombinaci s vysokou otěruvzdorností mnohonásobně zvyšuje životnost součástek s kovovými skly proti kovovým polykrystalickým materiálům (např. PY)