Сергей Песков - История стекла. От стеклянного оружия до стекол иллюминаторов космических кораблей

Электрохромные стекла изготавливают по двум типам технологий – PDLS и SPD – используя три варианта смарт-полимеров:

LC (PDLC)тип изменяет прозрачность стекла без влияния на светопроницаемость. Стекло может становиться матовым, но при этом сохраняется уровень естественной инсоляции помещения. Матовый эффект заметен с двух сторон – как изнутри, так и снаружи здания.

ECDтип полимеров, который может одновременно изменить прозрачность и светопропускную способность стекла. За счет напряжения можно добиться варьирования интенсивности пропускного потока.

SPDтип полимеров со свойствами, аналогичными ЕСD.

Структура жидких кристаллов пленки без напряжения не упорядочена, стекло при этом матовое. При подаче электрического тока кристаллы выстраиваются в четкие ряды и, тем самым, образуют значительные просветы – такое стекло становится прозрачным.

Жидкокристаллическая пленка часто входит в состав трехслойного триплекса, а также используется для изготовления пуленепробиваемых и противоударных стекол. Сфера применения этого типа остекления широка и не ограничивается фасадом здания. Его используют также в интерьере. Стекло, изменяющее прозрачность, становящееся то матовым, то полностью невидимым – эффектный прием организации пространства. Из такого материала изготавливают перегородки, хорошо зонирующие пространство. Кроме того, этим материалом можно заменить морально устаревшие жалюзи и шторы.

Смарт-стекло экономически выгодно. В холодное время года оно сохраняет в 4,5 раз больше тепла, чем обычный стеклопакет. При этом умная технология позволяет потреблять меньше электроэнергии и опустить пиковые нагрузки в сети. Таким образом, используя электрохромное стекло, можно на 51 % снизить затраты на освещение. Экономия на кондиционировании помещения достигает 49 %.

Область применения электрохромного стекла довольно широка. Его можно использовать не только в качестве панорамного в пассивных и обычных домах, но и в интерьере. О стекле, которое практически по щелчку становится матовым или прозрачным писали многие фантасты, а теперь это стало реальностью и можно отказаться от штор и жалюзи. Вообразите стеклянную перегородку, которая способна изменять степень прозрачности.

Затенять можно как все стекло, так и отдельные его участки. Зимой смарт-стекло сохраняет в 4,5 раза больше тепла, чем обычный стеклопакет, при этом потребляя мало электроэнергии. Результаты исследования электрохромного стекла показали, что его использование в оконном остеклении позволяет снизить затраты на освещение до 51 %; на кондиционирование до 49 %, а также опустить пиковые нагрузки в сети до 16 %.

Усовершенствование электрохромного стекла сегодня проводится исследовательскими центрами многих компаний, и это, несомненно, будущее остекления и оконных технологий. Но сфера его применения расширяется уже сейчас. Новые материалы используются сегодня для создания больших интерактивных проекционных экранов с диагональю 220, разрешением 32 000 точек и чувствительностью 100 PPS.

Еще одна сторона электронного стекла – возможность совместить его с охранной функцией.

Так, новая технология позволяет мгновенно превратить все стеклянные фасады здания в недосягаемые для злоумышленников. Стекла становятся непроницаемыми даже для приборов ночного видения, и при этом могут сигнализировать о нарушении их целостности.

Как материал для изоляторов стекло отличают высокая электрическая прочность, устойчивость к поверхностному пробою, сравнительно малые диэлектрические потери, термостойкость, газонепроницаемость материала и спаев, инертность, относительная прочность и высокая стабильность размеров, неизменность параметров во времени при соответствующем выборе режимов. Стеклянные изоляторы используются в высоковольтных линиях электропередач, в подавляющем большинстве электровакуумных приборов, корпусах конденсаторов, транзисторов, микросхем, индикаторов, реле и других электронных компонентов, особенно – ответственных исполнений. Известны конденсаторы в виде спечённого пакета металлических пластин, изолированных стеклом, и провода в жаростойкой изоляции из стекловолокна.

В зависимости от требований могут использоваться разные сорта стекол, от легкоплавких натриевых до тугоплавких кварцевых. Основной плюс стекла, помимо его термостойкости – прозрачность для видимого света (а кварцевое прозрачно еще и для ультрафиолета). Также немаловажный плюс – возможность визуально оценить целостность, трещины в стекле обычно видны.

Применение:

– корпуса радиоламп, осветительных ламп, предохранителей,

– кварцевые трубки – корпуса нагревателей, электрогрилей,

– корпуса маломощных полупроводниковых диодов, изоляторы выводов радиоэлементов.

Недостатки: хрупкое, не выносит ударов. Некоторые сорта стекла растрескиваются при резком неравномерном нагреве.

Сапфировое стеклоформально стеклом не является (оно не аморфное, как стекла, а кристаллическое), но, в силу внешнего сходства, так именуется. Сапфировое стекло – это тонкие пластинки лейкосапфира (чистый оксид алюминия). Лейкосапфир тверже обычных стекол, поэтому используется для защиты оптики от абразивного истирания песчинками пыли в военной технике, в дорогих устройствах бытового назначения. Стекло наручных часов из сапфира дольше останется нецарапанным. При этом получение сапфировых стекол большого размера по вменяемой цене затруднительно, поэтому планшеты с сапфировым стеклом мы увидим нескоро.

Закаленное стекло.Стекло хорошо сопротивляется сжатию и плохо – растяжению. Повысить механическую прочность стекла можно его закалкой – стекло разогревают до высоких температур и резко и равномерно охлаждают. В результате в стекле образуются механические напряжения, которые увеличивают механическую прочность. Чаще всего закалку стекла делают для безопасности. Обычное стекло, если в него кинуть камнем, разбивается на несколько довольно крупных осколков, которые могут нанести серьезную травму. Закаленное стекло при разрушении дает много мелких осколков, которые значительно безопаснее. Поэтому все (кроме лобового, иначе оно разрушалось от первого прилетевшего из под колес камушка. Лобовое стекло для безопасности трехслойное – средний слой из полимерной пленки с клеем. При ударе все осколки оказываются приклеенными к пленке) стекла в автомобиле, в торговых центрах, стеклянные полки мебели – закалены. Изделие из закаленного стекла обработке не подлежит, если попытаетесь стеклянную полочку для ванной подрезать, она с хлопком рассыпется в крошку, поэтому закалка производится после обработки. Классической демонстрацией свойств закаленного стекла являются батавские слёзки.