Sklo

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Vltavín (moldavit), přírodní sklo, které vzniklo po dopadu meteoritu v Německu
Různě barevné sklo

Sklo bylo objeveno kolem roku 3000 př. n. l. v Egyptě, byla to jen glazura na keramiku – fajáns, která měla podobné složení jako sklo.[1] Zpočátku bylo velmi nečisté a bylo používáno na výrobu ozdob, šperků, amuletů a malých nádobek na vonné oleje. Obsahovalo oxid křemičitý, vápník a sodu, jednalo se tedy o sodno-vápenaté sklo.

Fyzikální vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Sklo je homogenní amorfní, tuhý materiál. Názor, že je sklo roztokem nebo má v dlouhodobém období chování kapaliny, je mylný.[2] Vyrábí se z viskózní skloviny roztavené ve sklářské peci. Materiál se rychle zchladí a nemá dost času na zformování regulérní krystalové mřížky, podobně jako když se konzumní cukr roztaví a rychle zchladí vylitím na chladný povrch. Výsledná tuhá látka je amorfní, s konchoidální strukturou, ne krystalická, jako byl cukr před roztavením.

Čisté sklo je transparentní (průhledný), relativně pevný materiál, odolný proti opotřebení, v podstatě inertní a biologicky neaktivní. Může být formováno do všech existujících tvarů. Tyto žádané vlastnosti jej předurčují k velkému množství použití ve většině oborů lidské činnosti. Sklo je však velmi křehké a rozbijí se na ostré střepy. Tyto vlastnosti mohou být modifikovány nebo i úplně změněny přidáním jiných sloučenin nebo tepelným zpracováním.

Sklo obsahuje především oxid křemičitý, který je obsažen v křemeni nebo křemičitém písku (též sklářském písku), ze kterého se vyrábí. Křemen má teplotu tání kolem 2000 °C (3632 °F), proto se při výrobě přidávají alkalické látky, jako je soda a potaš, které snižují teplotu tání na asi 1000 °C. Protože alkálie snižují odolnost skla vůči vodě, což je obvykle nežádoucí, přidává se také oxid vápenatý, který tuto odolnost zlepšuje.

Etymologie[editovat | editovat zdroj]

České slovo sklo, ruské stěklo a litevské stiklas ukazují na společný balto-slovanský slovní základ, který patrně souvisí s řeckým stalaktos (= odkapávající – odtud pojmenování krápníků: stalaktity a stalagmity), avšak je odlišný od západních (germánských a románských) jazyků. Anglické glass pochází z latinského glacies znamenajícího led. V němčině Glas, staré angličtině glaes. Germánské kmeny užívaly slovo glaes na popis jantaru, římským historikem byl zaznamenaný jako glaesum. Anglosasové užívali slovo glaer pro jantar. V latině existuje pro sklo také slovo vitrum, které se v češtině promítlo do slov vitrina a vitráž ale také do slova vitriol – skelný (vzhledem) olej. Z tohoto základu vychází italský výraz vetro.

Historie[editovat | editovat zdroj]

Lidé doby kamenné po staletí používali přírodně se vyskytující sklo na výrobu ostrých předmětů na řezání a pro limitované zdroje bylo toto sklo častým předmětem obchodu. Všeobecně archeologické nálezy předpokládají, že první skutečné sklo vyrobili na pobřeží severní Sýrie, Mezopotámie nebo v starobylém Egyptě. Nejstarší známé skleněné objekty z poloviny třetího tisíciletí před n.l. byly korálky, vyrobené pravděpodobně jako náhodný vedlejší produkt při zpracování kovové rudy nebo během produkce egyptského fajánsu, co je sklovitý materiál vyráběný v procesu podobném glazování.

Vybraná chronologie produkce skla[editovat | editovat zdroj]

  • 1226 – "Široká tabule" – "Broad Sheet" poprvé produkována v Sussexu, Anglie
  • 1330 – "Korunní sklo" – "Crown Glass" vyrobeno poprvé v Rouenu, Francie. "Broad Sheet" se též vyrábělo a obojí se produkovalo i na export
  • 1620 – foukané sklo – "Blown Plate" poprvé produkováno v Londýně, používalo se na zrcadla a dopravní tabule.
  • 1678 – korunní sklo ("Crown Glass") poprvé produkováno v Londýně, tento výrobní proces dominoval v 19. století
  • 1843 – ranní forma plovoucího skla "Float Glass", které vynašel Henry Bessemer ponořením skla do tekutého cínu, bylo drahé
  • 1888 – strojem rolované ("Machine Rolled") sklo uvedeno použitím vzorků

Přehled[editovat | editovat zdroj]

Jedna z nejobvyklejších charakteristik obyčejného skla je, že je transparentní (průhledné) pro viditelné světlo (ne všechny skleněné materiály jsou). Obyčejné sklo nepropouští světlo o vlnové délce nižší než 400 nm, též známé jak ultrafialové světlo nebo UV (UltraViolet), protože obsahuje příměsi, například sodu (uhličitan sodný).

Sklo vyrobené pouze z čistého oxidu křemičitého SiO2 (křemene) se nazývá křemenné sklo. Oproti běžným sklům má některé odlišné vlastnosti. Neabsorbuje ultrafialové záření a má velmi vysokou teplotu tání (kolem 1650 °C). Proto je užíváno tam, kde jsou tyto vlastnosti požadovány. Například pro baňky halogenových žárovek, které pracují při vysokých teplotách, nebo různé součásti ultrafialových světelných zdrojů. Křemenné sklo se díky své vysoké teplotě tání daleko hůře vyrábí a výroba spotřebuje více energie, proto je výrazně dražší než běžné sklo příměsové.

Křemenné sklo může být vyrobeno natolik čisté, že stovky kilometrů skla jsou transparentní na infračervených vlnových délkách, čehož se používá v optických vláknech. Výroba takto ultračistého skla je podobná přípravě ultračistých materiálů pro výrobu polovodičových součástek.

Sodík je obvykle užíván na snížení jinak vysokých teplot potřebných na práci se sklem. Další množství sody nebo potaše jsou někdy přidány na další snížení teploty tání.

Nejobvyklejší sklo má jiné ingredience přidané pro změnu jeho vlastností. Olověné sklo, také křišťálové sklo, je víc 'brilantní', protože zvýšený index lomu (refrakce) způsobuje mnohem víc odrazů, zatímco bor může být přidán pro změnu teplotních a elektrických vlastností, jako v Pyrexu. Přidání barya též zvýší refrakční (lomní) index. Oxid thoria dá sklu velmi vysoký refrakční index a je užíván k produkci vysoce kvalitních čoček. Větší množství železa jsou užívána ve skle, které absorbuje infračervenou energii, například pro tepelně absorbující filtry pro filmové projektory, kdežto cer může být použit pro sklo, které absorbuje ultrafialové záření vlnové délky (biologicky škodlivá ionizující radiace).

Kovy a oxidy kovů jsou přidány do skloviny během výroby pro změnu barvy skla. Mangan může být přidán v malých množstvích na odstranění zeleného odstínu od železa, nebo ve vyšších koncentracích na dodání ametystové barvy. Jak mangan, tak selen může být použit v malých koncentracích na dekolorizaci skla nebo ve vyšších koncentracích na dodání červené barvy. Malé koncentrace kobaltu (0,025–0,1 %) dávají modré sklo. Oxid cínu s oxidy antimonu a arzénu produkuje neprůhledné bílé sklo, poprvé použité v Benátkách k výrobě imitace porcelánu. Použití dvou až tří procent oxidů mědi produkuje tyrkysovou barvu. Čistá kovová měď dává velmi tmavé červené, neprůhledné sklo, které je někdy užívané jako náhrada za zlaté rubínové sklo. Nikl, podle koncentrace, produkuje modré, fialové nebo i černé sklo. Přidáním titanu vzniká žluto-hnědé sklo. Zlato ve velmi malých koncentracích (kolem 0,001 %) tvoří silně rubínově zbarvené sklo, kdežto nižší koncentrace produkují méně intenzivní červenou, často marketingově označovanou jako „brusinka“. Uran (0,1–2 %) může být přidán na dodání fluorescentní žluté nebo zelené barvy. Uranové sklo typicky není dost radioaktivní, aby bylo nebezpečné, jeho prášek, např. při leštění brusným papírem, pokud je inhalován (vdechnut), může být karcinogenní. Stříbrné sloučeniny (zejména dusičnan stříbrný) mohou produkovat rozsah barev od oranžově červené po žlutou. Metoda, jakou je sklo zahřáto a zchlazeno, může signifikantně ovlivnit barvy produkované těmito sloučeninami. Chemické vlastnosti skla nejsou v současnosti kompletně a dostatečně prozkoumány. Často se proto objevují nová zbarvení skla a nová využití vlivem nově prozkoumaných vlastností.

Sklo je někdy v přírodě tvořeno z vulkanické taveniny. Toto sklo je nazýváno obsidián. Obsidián byl dlouho užíván k výrobě extrémně ostrých nožů použitím jednoduchých nástrojů. Vulkanické materiály se dají vyžít pro výrobu užitkového skla, takovým materiálem může být například znělec, ze kterého se dá vhodným postupem vyrobit tmavé znělcové sklo.

Rozfoukáním tekoucí skloviny je získávána skleněná vata, používaná např. jako tepelná a požární izolace, z odpadu vzniklého při výrobě a recyklace skla se může vyrábět i pěnové sklo.

Výroba[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Výroba skla.

Rozdělení[editovat | editovat zdroj]

Podle použití[editovat | editovat zdroj]

Podle způsobu výroby[editovat | editovat zdroj]

  • foukané
  • lisované
  • lité
  • tažené

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Literatura[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. KINDERSLEY, Dorling. 1001 otázka a odpověď. 1. vyd. Bratislava : TIMY spol. s.r.o., 1996ne. ISBN 80-88799-24-4. S. 32 a 60.  
  2. E. D. Zanotto: "Do cathedral glasses flow?" American Journal of Physics, 1998

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]