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ガラスの組成と用途(ほんの一部)

ガラスの組成について調べてみました。一番多いガラスは、たぶん窓などに使われているガラスであろう。むかしはなるべく熔かしやすい組成で、酸化ナトリウムなどが多く含まれていたか?それでも大きく変更はされていないと思われるかな?そんなことを考えながら、一覧表を作成してみました。いろんなガラス?製造し易い、耐熱性がある、熱ショックに強い、水や酸やアルカリに強いなどなど、いろんな性質を持っているガラスが数多く製造されているようです。高級レンズなどに使うガラスは一寸傍によけておいて、生活の中でよくみるガラスについてその組成を図にしてみました。やはりシリカ(SiO2)が最も多く含まれ、それ以外では酸化カルシウムやマグネシウム、ホウ酸や酸化アルミニウムなどが多く含まれ、融け易くするため酸化ナトリウムもそれなりに使用され、加えて、ガラス溶融における融剤にはソーダ灰や硼砂がよく使われているようです。
その内容を以下の図のように表してみました。glass composition
これで、一般に眼にするガラスの一部であることに驚きます。これ以外にも色々な成分が鼻薬として含まれ種々の用途に使用されているようですね。
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ガラスの中の水の量

ガラス中の水の量はどの程度なのだろう?
割れ難いコップなどに使っているガラスは0.1~0.5%ほど水を含み窓ガラスなど一般のガラスは0.5~1%程度水分を含んでいるようです。人の水分が70%キュウリの水分が95%なのから比べると少ないですが、結構水を含んでいるようです。これを体積割合で言えば約3倍程度になるようです。
ガラスの水分はガラスの品質とも係わり合いがあり、ガラス中の気泡や、透過してみる映像の歪みなどへも係わり合いがあるようで,,,,,。
ガラスもやはり瑞々しいほうがよさそうです。
いずれにせよ、水はガラスと結構強く結びついていることを改めて認識させられたしだいです。ガラス表面から水をなくすには、目的にもよりますが400℃まで過熱しないと駄目な場合も有るようです。

ガラス中の成分

一般のガラスは二酸化珪素が多く含まれて出来ています。ガラスの中に入る成分はそのほかにナトリウム、カルシウム、マグネシウム・・・・があるのかな。これらの中からガラスの外に出て行きやすいものは一番はナトリウムのようで、周りの雰囲気中に水分があったり炭酸ガスがあったりすると直ぐにくっ付き(反応)ガラスの中から逃げ出していきます。又、ストロンチウムやバリウムもガラスの外に出て行きやすいのです。かれらは、分子量(原子量)なるものがガラスの平均分子量より非常におおきくて、ガラスの中に居づらいといつも思っていて、何か外からちょっかいをかけられると、直ぐに外に出て行く浮気ものかもしれません。
例えばバリウムが多く含まれたガラスを酸洗浄すると、バリウムが多く外に出て行き洗浄液の中にバリウムが多く残ります。硫酸で洗浄すると硫酸バリウム(非常に重い)が多く洗浄層の底にたまり始め、びっくりすることがあります。硫酸バリウムは、胃の透視検査で呑まされる白い液体(最近はオレンジやイチゴ味等?)です。この写真は水分によりガラス表面の成分が外に出て行って乾燥したときのガラス表面の超拡大写真のようです。
強ヤケ拡大写真

プロフィール

Mr. Gt

Author:Mr. Gt
昭和生まれのチョット若そうに見えるけれど結構年取っているかも?
いつも真面目だけど、時々不真面目、これで奥さまに怒られている。酒も飲めるが雰囲気が好きなたち、ガラスの問題ばかり考えて半生を過ぎ反省少し。奥さん孝行しながら暮らしています。

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