тшш ш

И. БОГУСЛАВСКИЙ, инженер, и С. СИЛЬВВСТЮВМЧ, квиди^

ИЗДАВНА понятие «хрупкий» связывалось со стеклом. Но здесь речь пойдет о стекле, которое по прочности превосходит многие марки стали. Как же удалось его получить? Чтобы ответить иа этот вопрос, сначала придется вспомнить, почему обычное стекло разрушается под воздействием самых незначительных усилий. Впрочем, это относится только к растягивающим и изгибающим нагрузкам. При сжатии стекло оказывается таким же прочным, как и сталь.

Малая механическая прочность при растяжении и изгибе—это особенность всвх материалов, ив обладающих правильным кристаллическим строением. Они называются аморфными. Таким материалом является и стекло. Но главная опасность, грозящая стеклу разрушением, — это ульт-рамикроскопические трещины иа вго поверхности. Когда стеклянную пластинку растягивают, поверхностные микро-трещины быстро «прорастают» внутрь, разрушая образец сразу во множества мест. Вот почему изменение состава стекла не повышает его механической прочности.

Сейчас получил значительное распространение способ упрочения стекла, называемый закалкой. Стекло, предав* рительио разогратоа до размягчвиия, быстро охлаждают воздушными струями. При этом происходит сжатив поверхностного слоя. Эакалеииов стекло — сталинит — гораздо прочнев обычного, но у него есть свои недостатки. 1сли посмотреть на лист такого стекла сбоку, то можно увидеть множество пятен, покрывающих всю его поверхность. Это результат неравномврного охлаждвния. Поэтому оптические свойства сталинита хуже, чем обычного стекла.

Существует и другой возможный способ упрочения стекла — «залечивание» микротрещии. Он получил иеава-нив повврхностиой цемвитации. «Лекарством» здесь долж-ны служить вещвства, способные не только «зашпаклевать» микротрещины, но и создать а них устойчивую, плотную структуру. Однако цемеитирующаа совдиивиив нв должно ухудшать прозрачность стекла. Способ этот предложил еща в тридцатых годах советский ученый профессор 1. И. Китайгородский. Но тогда не было ввществ, полностью отвечающих всем необходимым требованиям.

На помощь пришли кремиийорганические полимеры. Их молекулы построены иа. чередующихся атомов кремния и кислорода. Такие свяаи характерны, например, для кварца и песка, необычайно устойчивых к двйствию как высоких, так и низких твмпвратур. Это объясняется тем, что атомы кремния крепко связаны в них с атомами кислорода. Кремиийорганические полимеры содержат еще и группы иа атомов углерода, которые находятся в боковых цепях молекул. Их при* сутствие придает полимерам эластичность.

Исследователи, работающие с кремимйорганическими растворами, обратили внимание, что поверхность пробирок после выливания этих жидкостей становится несмачиваамой, водоотталкивающей. На поверхности стекла образуется пленка, по которой вода уже ие растекается, а собирается в капли подобно ртути.

Оказывается, образование кремиийоргаиической пленки увеличивает механическую прочность стекла. Это происходит потому, что полимер ие только ааполияет микротрещины, но и закрепляется на поверхности стекла благодаря

На вкладке вы видите срезы обычном стекла и стекла, обработанною кремнийорганическим полимером. Зле св условно изобрелwho молекулярное строение стекла и кремиийоргаиической пленки, цементирующей его поверхность (1). «Залечивание» микротрещин полимером значительно увеличивает пропускание света и уменьшает ею отражение (2). Новый сорт сверхпрочного стекла обладает высокой термостойкостью. Использование его в различных химических установках позволит сделать доступными для наблюдения процессы, протекающие при высоких температурах и больших давлениях (3),

В проводах напряженна, Напряженьа в груди.

Лвиии — это Движение, Наша гивмя в пути!

Тысячи и тысячи километров стальных путай пара* сакают ве всвя направлениях просторы нашей страны. И иа самых слажиыя, напряженных участиая трудятся вив* иомичиыа, мощные влвитреввзы с мерной «ВЛ» —> «Влади* мир Лвнии».

электрификация желвзиык дорог — важнейшая состав-нал часть лвнииснвгв плана, в помощь» которого ан иа* мвчал «сделать страну алактричееиоб». Ив случайна, иагда в 1932 году иа завада «Динамо» Выл построен первый электровоз оригинальной иеиструиции, ему присвоили имя гениельиого вождя и осиоватвля Советского государства.

С тая пар алаитравоа «ВЛ» заслужил иа путях страны славу лучшего лвномвтива современности.

Взгляните на ату иомпаитиую, динамичную машину. Трудно представить саба, что пе сваей мощности вив равна двум современным парововам. Но ате действительна так. Мощность «ВЛ-19», одного иа первых етачастваииыя аляитровозов, составляет 2 040 иат, а современного «ВЛ-23» - 3 1 SO иат.

Перед влвитротягеЯ большое Оудушее. Пв генеральному г ламу электрификации и 1070 году будет влвктрифициро* вано 41 тыс. им жвлваиых дорог. В конца самилвтии иа магистралях страны при памощи влвитрваазав Судет асу* щвствлвно 40-41% всего грузоеОарота.

umimtroMwmiim

химическому взаимодействию. Ведь молекулы ствкла, как и молекулы крамиийоргенических соадиивиий, состоят из червдующихся между собой атомов кислорода и кремния. В полимера атомы связаны а линейные цепочки, а для стекла характерно их пространственное соединение.

Но для значительного упрочения стекла простого хими* чоского сцоплаиия с кремнийоргаиичаским полимером недостаточно. Дальнейшее повышение прочности можно получить, увеличив аакреплоние полимера в микротрещинах. Для этого надо нагреть стекло до нескольких сот градусов. Чтобы добиться еща большого упрочения, решили совместить этот процесс с закалкой, то асть с последующим быстрым охлаждением стекла. Что же при атом происходит!

Стекло нагревают и погружают в ванну с кремиийоргаиической жидкостью. Соодиняясь с раскаленным стеклом, полимер наменяет свою структуру. Органическая его часть выгорает, и на поверхности стекла обраауется плотная крамиекислородная пленка, надежно цементирующая микротрещины. Она повышает прочность стекла в насколько раз и одновременно долаот ого термостойким.

В дальнейшем стекло охлаждается, и органическая часть полимера уже не выгорает. Поэтому сверху пленка становится не кремнекислородной, а кремиийоргаиической. Стекло оказывается одотым как бы в невидимую броню, делающую ого прочное стали.

Свойство водоотталкивания также очень важно: иесмачи-аающаяся поверхность стекла препятствует обледанеиию.

Термин «голубая оптика» известен многим, но не многие аиают, что улучшение оптических свойств стекла достигается нанесеиием на ого поверхность тонкой кремнеземистой пленки» Она-то и придает стеклу голубоватый оттенок. Термохимическая обработка кремнийоргаиическими полимера* ми также «просветляет» стекло. Это ценное сочетание свойств позволит, например, сделать тоньше смотровые стекла водолазных скафандров, батискафов, одновременно улучшив и их саетопропускаемость. И еще много других применений найдет себе новый сорт сверхпрочного стекла — втекла без пороков.

6