2.2. Основные физико-химические свойства стекол

2.2.1. Вязкость

2.2.2. Поверхностное натяжение

2.2.3. Показатель преломления

2.2.4. Термическое расширение

2.2.1. Вязкость

Вязкость – это свойство жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой. Согласно постулату Ньютона сила F, необходимая для поддержания постоянной разницы скоростей между двумя движущимися параллельно слоями жидкости, равна

(2.1),

где η – динамическая вязкость, S – поверхность раздела, — градиент скорости, т.е. изменение скорости на единицу расстояния. Кроме динамической вязкости существует понятие кинематической вязкости, которая записывается как

(2.2),

где -плотность.

Скорость течения жидкостей, подчиняющихся закону Ньютона (ньютоновские или нормальные жидкости), пропорциональна давлению, и при ламинарном потоке pt=const, т.е. вязкость ньютоновских жидкостей не зависит от давления, оказываемого на жидкость. Для коллоидных растворов и суспензий ή уменьшается с ростом давления, что обусловлено связями между дисперсными частицами.

Изменения вязкости жидкости нормальных жидкостей от температуры выражается уравнением Френкеля – Андраде:

(2.3),

где — энергия активации процесса течения, R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31´10³ дж/(кмоль×град)=1,987 ккал/(моль×град). Величина энергии активации отражает силу взаимодействия между атомами и определяется работой, которую надо затратить атому, чтобы перейти из одного положения в другое. В отличие от кристаллических тел в стеклах энергия активации не является постоянной величиной, а изменяется с изменением температуры стекла, как это видно из таблицы 2.2.

Таблица 2.2 Изменение энергии активации кварцевого и боратного стекол.