Прочность стекла повысили в 10 раз с помощью алюминия и железа

Исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали новый тип материала LionGlass. Он напоминает классическое стекло, но в 10 раз более устойчив к повреждениям. А производство этого материала приводит к меньшим выбросам углекислого газа и сокращает потребление электроэнергии.

Наиболее распространенная форма стекла, которая применяется в промышленном производстве, — натрий-кальций-силикатное стекло. Оно производится из расплавленных при температуре около 1 500 °С кварцевого песка, кальцинированной соды и известняка. Этот процесс очень энергоемкий, а плавление компонентов приводит к выделению углекислого газа.

Для производства LionGlass инженеры заменили в традиционной рецептуре кальцинированную соду на оксид алюминия или соединения на основе железа. При этом содержание диоксида кремния может варьироваться от 40% до 90% по массе. Полученные композитные материалы изготавливаются при температуре всего 400 °С, при этом потребление электроэнергии сокращается на 30%. 

Инженеры исследовали материал с помощью алмазного индентора Виккерса (усеченной квадратной пирамиды, предназначенной для измерения прочности). Анализ показал, что LionGlass не трескается даже при нагрузке 1 кг (обычное стекло начинает трескаться при нагрузке 0,1 кг). Вероятно, оно способно выдерживать и большую нагрузку, но проверить это не удалось из-за максимального ограничения испытательного оборудования.

Повышенная прочность открывает ряд преимуществ, полагают инженеры. Из такого стекла можно создавать более тонкие предметы с той же прочностью. А значит, для производства потребуется меньше не только электричества, но и сырья, кроме того, снизятся затраты на транспортировку.

Читать далее:

В «сердце» Млечного Пути нашли медленно вращающиеся древние звезды

Время в ранней Вселенной текло в пять раз медленнее, показывает анализ квазаров

Физики разработали метаматериал, который «умеет» считать

_{На обложке: образец стекла LionGlass. Фото: Adrienne Berard, Penn State, Creative Commons}