Mehaničke osobine stakla

Prijelaz između taljevine i čvrstog tijela nije skokovit kao kod nastanka kristaličnih proizvoda, već je kontinuiran: temperaturno područje prijelaza je označeno kao transformacijsko područje.

Kod primjene stakla kao građevinskog materijala interesantna su samo svojstva u temperaturnim područjima prihvatljivim i karakterističnim za građevinarstvo, a to znači svojstva čvrstog tijela. Stakle se ponaša linearno-elastično sve do loma.

Optička svojstva

Bitno svojstvo stakla je njegova sposobnost propuštanja svjetla u optički vidnom spektralnom području ( optički vidni spektrum:λ= 400-760 ήm) .

Prodre li svjetlost u medij, onda medij apsorbira dio svjetlosne struje. Taj udio se kod izmjeničnog djelovanja svjetlosti pretvara zajedno s drugim poticajnim sastavnim dijelovima u druge oblike energije, npr. u toplinsku, električnu ili kemijsku energiju.

Najveće izmjenično djelovanje svjetlosti nastaje kada medij sadrži slobodne elektrone. Zato su metali za svjetlost nepropusni.

Staklo sadrži amorfno molekularnu strukturu bez graničnih slojeva i ponaša se optički izotopno ukoliko nema stanja vlastitog opterećenja ili vanjskog opterećenja.: staklo je međutim propusno samo za dio ukupnog svjetlosnog spektra.

Jedan dio svjetlosti se apsorpcijom zadržava u staklu, jedan dio se refleksijom vraća na površinu stakla. Za stupanj transmisije t, stupanj apsorpcije a i stupanj refleksije v vrijedi sljedeće:

t+a+v = 1

Kod uobičajenog kupovnog ravnog stakla stupanj transmisije iznosi, ovisno o debljini stakla, 83% do 90 %; kod vertikalnog pada svjetlosti se otprilike 8% svjetlosti reflektira na površini. Uobičajena kupovna stakla posjeduju indeks loma 1,5.

Razlog loma jeste izmjena brzine svjetlosti na graničnoj površini. Frekvencija svjetlosti ostaje konstantna, mijenja se uglavnom valna dužina.

Na sposobnost refleksije se može utjecati ciljano zaštitom koja ublažava refleksiju s definiranim indeksom loma ili finim nagrizanjem. Disperzija svjetlosti prelazi iz zrcalne refleksije u difuznu.

Sposobnost apsorpcije stakla jako ovisi o njegovom sastavu. Stakla su normalno u vidnom spektralnom području potpuno bezbojna.

Ukoliko staklo sadrži male količine sastavnih dijelova iz skupine sporednih elemenata ( Cu, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co ili Ni), tada kod svjetlosti male energije nastaju skokovi elektrona kod kojih se svjetlost apsorbira.

Staklo tako u vidnom području pokazuje obojenje koje ovisi o vrsti elementa. Specijalnim aditivima se taj efekat koristi za postizanje ciljanih boja stakla. Uobičajeno kupovno ravno staklo je zato u ultraljubičastom području (UV) nepropusno na svjetlost. U području valnih dužina λ = 150-250 ήm pokazuje se izražena granica apsorpcije.

Položaj granice apsorpcije se pomjera u ovisnosti o sastavu i alkalnom udjelu u dugovalnom području. U infracrvenom području (IR) se javljaju manje ili više izraženi apsorptivni snopovi zraka u spektru, koji su izazvani djelovanjem svjetlosti i sastavnih dijelova stakla.

Za infracrveno zraćenje valne dužine iznad λ = 5000 ήm su sva silikatna stakla nepropusna. Specijalni sastojci stakla ili zaštita mogu ciljano utjecati na sposobnost apsorpcije u određenim spektralnim područjima.

Primjer zato su stakla za zaštitu od solarnog zračenja s najmanjim mogućim vrijednostima transmisije u štetnom infracrvenom i ultraljubičastom spektralnom području.

]]>