Явление рассеяния света относится к непрозрачным стеклам. В обычном прозрачном стекле рассеяния света практически не происходит. Пучок лучей света, направленный на матовую поверхность, выходит с другой стороны разбитым на множество направлений вследствие неодинакового преломления отдельных лучей на неровной (матовой) поверхности стекла.
В глушеных стеклах находятся угловатые или сферические частицы глушителей, отличающиеся показателем преломления от основной массы стекла. Лучи света, падающие на стекло, претерпевают многократное преломление и отражение, что и вызывает рассеяние света. Размеры частиц глушителей в стекле составляют 0,2-10 мкм.
С увеличением размера частиц рассеяние света стеклом возрастает.
Относительная прозрачность или пропускание Т стеклом видимого света и невидимых лучей (инфракрасных, ультрафиолетовых, рентгеновских, g-лучей) подчиняется общему закону Бугера-Ламберта-Бера.
где: I — интенсивность излучения, прошедшего через образец;
I0 — интенсивность излучения, входящего в образец;
е — основание натуральных логарифмов;
K — натуральный показатель поглощения;
l — толщина образца;
k — десятичный показатель поглощения (k = 0,434 К).
Относительное поглощение или абсорбция лучей связана с пропусканием зависимостью А = 1 – Т. Относительное пропускание Т или поглощение А обычно выражают в процентах. Мерой способности стекла поглощать излучение может также служить оптическая плотность D:
D = lg 1/Т = –lgТ = 0,434 Кl = kl .
Для окрашенных стекол степень поглощения света прямо пропорциональна концентрации С красителя и коэффициенту e, характеризующему удельное поглощение данного красителя; k = e С. Для выражения избирательного поглощения окрашенных стекол строят кривые зависимости Т, А, К и k от длины волны (рис. 1.7). Любая из этих зависимостей может служить спектральной количественной характеристикой цветных стекол. Величины Т и А часто относят к единице толщины стекла (Т/l и А/l). Кривые пропускания и оптической плотности являются обратными, но в то же время не являются точным зеркальным отражением друг друга.
Пропускание и поглощение стекол оценивают на спектрофотометрах с применением плоскопараллельных образцов стекла. Эта оценка имеет важное значение в производстве окрашенных стекол. Показатели пропускания (поглощения) в видимой области спектра важны для оценки цвета бытовых, сигнальных и других окрашенных стекол. Показатели пропускания (поглощения) в инфракрасной области спектра важны для варки стекла и формования изделий (теплопрозрачность стекол), а в ультрафиолетовой области спектра — для эксплуатационных свойств стекол (изделия из увиолевого стекла должны пропускать ультрафиолетовые лучи, а тарные стекла — задерживать их для сохранности содержимого тарных изделий).
При неравномерном охлаждении или нагревании в стекле возникают внутренние напряжения, вызывающие двойное лучепреломление. Стекло уподобляется двупреломляющему кристаллу, например, кварца, слюды, гипса и т.п. Луч, входящий в образец стекла, разлагается на два луча — обыкновенный и необыкновенный. Плоскости поляризации этих лучей взаимно перпендикулярны, а скорости распространения в стеклообразной среде различны. Двойное лучепреломление измеряется разностью хода обыкновенного и необыкновенного лучей (нм, на 1 см пути луча в стекле). Для контроля двойного лучепреломления в образцах любой формы наиболее удобны полярископы-поляриметры ПКС-250, ПКС-125. Принцип действия приборов основан на наблюдении двойного лучепреломления в исследуемом образце при интерференции лучей
Почему в домашнем интерьере мало применяется стекло? Наверное, потому, что еще сильно предубеждение, что оно не прочно и опасно своими острейшими осколками при разрушении. Но присмотритесь, сколько стеклянных изделий нас окружает и служит нам годами: зеркала в прихожей и ванной, окна, в серванте и книжном шкафу. Много ли из них у вас разбивалось и приносило неприятности? Думается, что нет, по крайней мере, ничуть не больше других предметов домашнего интерьера.
Более смело применяется стекло в офисных помещениях. Деловые люди давно оценили преимущество стекла перед другими материалами. Это его способность при перепланировке помещения не уменьшать количество света. Стекло не скрадывает объем, а зеркала делает его даже больше что придает интерьеру уют и солидность.
| Материал | Предел прочности | |||
| ударная прочность | сжатие | растяжение | изгиб | |
| Сталь | 200 МПа | 200 МПа | 200 МПа | 200 МПа |
| Стекло | 1500 МПа | 50 МПа | 20 МПа | 6 МПа |
| Стекло закаленное | 1100 МПа | 300 МПа | 200 МПа | 30 МПа |
Из этой таблицы видно, насколько разными характеристиками обладает стекло при различных нагрузках. Максимальную прочность стекло имеет при сжатии (в 7 раз прочнее стали!). Самое слабое место стекла - его невосприимчивость к ударам. Но эту характеристику можно улучшить в 5 раз закалкой. Повысить ударную прочность еще в несколько раз, склеивание стекла между собой. Получиться "триплекс". По такой технологии делается автомобильное стекло и бронестекло. Даже разрушившись, оно сохраняет свою несущую способность. Таким образом, можно компенсировать недостатки стекла и сделать его прочность подобным другим материалом.
Самое главное преимущество стекла перед другими материалами - это его прозрачность. Современная архитектура сейчас явно стремиться к максимуму естественного света и минимуму контрасту с окружающей природой. Единственный материал при этом можно использовать, это стекло. Потому и существует огромное количество его разновидностей. Стекло можно сделать цветным, навести на него рисунок, сделать солнцезащитным или энергосберегающим (при внешнем остеклении). При оформлении интерьеров можно использовать различную обработку стекла: полирование кромок, нанесение фацетов, тонирование, молирование (гибка стекла в термокамере), пескоструйную обработку и множество других операций. Любую идею дизайнера можно перенести на стекло.
Еще одно из важнейших свойств стекла - это его экологичность. Основой стекла является кремний. Его соединения, силикаты, распространены в природе в огромном количестве минералов. Ни сырье, ни сам продукт - стекло, не наносит природе ни какого вреда.
Глава 2: Разработка и изготовление установки для проверки стекла на прогиб.
2.1. Описание установки для проверки стекла на прогиб.
После изучения учебно-методической и научной литературы, а также после исследования способов крепления полок из стекла в корпусной мебели были выявлены 2 вида крепления: на 4 полкодержателя, на продольные рейки. Следовательно, при рассмотрении данных видов крепления были предложены 2 вида устройств, имитирующих эти крепления. Соответственно были разработаны 2 установки.
Первая установка состоит из платформы на подножках с двумя поперечными рейками, ширина которых соответствует ширине реек в корпусной мебели заводского производства.
Вторая установка состоит из платформы на подножках с четырьмя опорами, которые соответствуют полкодержателям в заводской корпусной мебели.
В ходе разработки были предложены три варианта изготовления установок:
1. Изготовление установки, в которой оба устройства последовательно сведены на одну платформу. Данный вариант предполагает громоздкую конструкцию, которая неудобна при транспортировке и размещению в лабораторном помещении.
2. Изготовление установок по отдельности. Данный вариант предполагает две компактные конструкции, которые могут использоваться как вместе, так и не зависимо друг от друга, однако данный вариант не предполагает комплексности исследования, что приводит к неполноте результатов.
3. Изготовление установки, в которой оба устройства установлены параллельно на одной платформе. Данный вариант предполагает достаточно компактную конструкцию, при использовании которой предполагается комплексное исследование.
В ходе анализа данных вариантов была выявлена наиболее удобная и практичная форма установки. Таковой является установка третьего варианта по причине ее компактности, удобстве в эксплуатации, а также возможности скрепления двух установок посредством стыкового соединения и фиксирования его общими подножками.
3.1. Исследование различных видов стекла на прогиб.
После изготовления установки были проведены исследования трех видов стекла на прогиб:
1. Стекло марки 4М4 производства объединения «Салават-стекло»;
2. Стекло марки 4М1 производства объединения «Салават-стекло»;
3. Стекло китайского производства.
Для проведения исследования были использованы образцы размера 100х300мм. Было использовано по три образца каждой марки стекла.
Для каждого из образцов были проведены исследования на двух установках, в ходе которых были получены следующие результаты:
1.Стекло, помещенное на реечное крепление. Стекло марки 4М4
| Вес | Прогиб при сосредоточенной нагрузке (мм) | Прогиб при распределенной нагрузке (мм) |
| 10Н | 0,5 | 0 |
| 15Н | 0,7 | 0,3 |
| 20Н | 1 | 0,6 |
| 25Н | 1,15 | 0,8 |
| 30Н | 1,2 | 0,9 |
| 35Н | 1,3 | 1 |
| 40Н | 1,5 | 1,1 |
| 45Н | 1,65 | 1,15 |
| 50Н | 2,0 | 1,2 |
| 55Н | 2,3 | 1,25 |
| 320Н | излом | --- |
| 425Н | --- | излом |