Теория строения стекла

Известный русский учёный Менделеев обосновал представление о стекле как о сплаве окислов некоторых химических элементов. Он уподобил стекло переохлаждённой жидкости находящейся в твёрдом состоянии.

Позже в 1921 г. академик Лебедев, изучая изменение показателя преломления стекла в зависимости от температуры, показал, что до температур этот процесс обратимый, после быстрого охлаждения стекла с более высоких температур значение показателя преломления резко изменяется, и процесс теряет обратимость – в стекле произошли структурные изменения. Создано представление о микрокристаллической природе стекла как о сцеплении чрезвычайно мелких деформированных кристаллов силикатов и кремнезёмов. Они объединены в структуру, в которой нет полного взаимного проникновения разнородных молекул, а имеется преимущественное взаимодействие однородных молекул с образованием малых самостоятельных структурных микро групп. Такую структуру называют микрогетерогенной (неоднородной). Кристаллит представляет собой зародыш деформированного кристалла, центральная часть, которая имеет упорядоченное строение, а периферия является микро областью переходной к другому химическому составу. Между микро областями нет границ раздела, что было подтверждено экспериментами.

Позже академик Гребенщиков показал, что при обработке образца стекла уксусной, соляной и др. кислотами выщелачивается натриево- и калиевоборатная составляющая и остаётся 9-5 %-е кремнезёмное стекло. Размеры и формы образца не изменяются.

В начале 30-х г. Захариазин выдвинул теорию строения стекла получившую известность под названием теории непрерывной сетки. По этой теории координационные полиэдры окислов способны затвердеть в виде стекла и создавать прочную увязанную структурную сетку. В этой сетке центральный ион-атом стеклообразователя окружён ионами-атомами кислорода и другого двухвалентного элемента расположенными в общих вершинах тетраэдра. Некоторые ионы-атомы связаны только с двумя центральными атомами и не образуют связей с другими катионами. По этой теории окислы типов дают стеклообразования, а окислы типов не образуют стекла.