Приблизительно в 1957 году мы с Маргарет Паррат и Дэвидом Маршем провелиочень много времени за исследованиями поверхности стекла. Усовершенствовавметодику Андраде, Паррат научилась воспроизводить прекраснейшие образцытрещин на поверхности стекол всех сортов. Многие из этих трещин, пожалуй,большая их часть, представляли собой тончайшие волосовины. Плотность распределениятрещин очень хорошо увязывалась с прочностью образцов различных стекол.Вопрос теперь состоял только в том, чтобы выяснить, как же трещины возникалина поверхности стекол. Во многих случаях сомнений насчет природы трещинне оставалось: трещины оказались царапинами, нанесенными стеклу другимисоприкасавшимися с ним твердыми телами. Паррат сфотографировала такие типичныетрещины (рис. 19 и 20).
Рис. 19. Трещинывблизи царапины на поверхности стекла (7000).
Рис. 20. Царапина на предметном стекле микроскопа
Достаточно самого легкого прикосновения к стеклу чтобы создать на егоповерхности совершенно законченные образцовые трещины. Лишь в очень редкихслучаях стекло оберегается от подобных прикосновений с самого момента егоизготовления из расплавленной стекломассы.
Отнюдь не исключено, что это простое объяснение давало исчерпывающий ответ навопрос о происхождении трещин для большей части обычныхстекол. Высокую прочность тонких волокон можно отчастиобъяснить тем, что они очень легко гнутся и их проще изогнуть, чем поцарапать.Однако наблюдается ряд случаев, когда прочность стекла меняется, хотя егоповерхность сохраняется совершенно неповрежденной. Одна из причин этого былаизучена Маршем.
Когда жидкости затвердевают, они чаще всего кристаллизуются. Обычно кристаллыбывают плотнее исходной жидкости (хотя известны исключения из этого правила,например вода). В кристаллах атомы располагаются более упорядоченно и теснеедруг к другу, чем в жидкости. Стекла же в процессе затвердевания бываютстоль вязкими, что их молекулы не успевают рассортироваться так, чтобыобразовать кристаллы. Поэтому стекло – это переохлажденная и застывшаяжидкость, а не кристаллическое твердое тело.
Однако и в стекле существует тенденция к кристаллизации, и некоторыестекла со временем превращаются в кристаллические тела. Это явление называютрасстекловыванием. Поскольку стекла при расстекловывании дают усадку, этотпроцесс часто сопровождается разупрочнением, отчего стекла рассыпаютсяна кусочки. Обычно античные стекла доходили до нас в расстеклованном состоянии,ведь их, как правило, плохо варили. К тому же с тех пор прошло более чемдостаточно времени и они вполне успели закристаллизоваться. Правда, ставнепрочными, они не стали менее прекрасными. Как показал Марш, в некоторыхстеклах, даже самых свежих, расстекловывание происходит с самого начала.Ему удалось сфотографировать на электронном микроскопе крошечные кристалликии показать, что усадка в ходе их образования достаточна, чтобы зародиласьтрещина, бегущая затем по всему куску стекла (рис. 21). Надо подчеркнуть,что стекло в тонких волокнах от обычного стекла ничем особенно не отличается.Если поверхность толстого стекла сделать гладкой и постараться сохранитьее в таком виде, то по прочности это стекло не уступит тонкому волокну.Однако добиться этого на практике обычно очень трудно.
