|
|
|
Cостав и строение стекол. Стекла являются неорганическими аморфными термопластичными материалами (микроконгломератами), обладающими рядом специфических свойств. По своему строению и составу они представляют собой системы типа истинного затвердевшего раствора из химических соединений кислотных и основных оксидов. Имеется условное деление оксидов, входящих в стекло, на стеклообразовате-ли и модификаторы. Оксиды Si02, B2O3, Р2О5 относятся к стеклооб-разующим, поскольку каждый из них в чистом виде может самостоятельно образовать стекло; например, при 100%-ном содержании S1O2 можно получить кварцевое стекло, которое обладает наиболее высокой температурой размягчения (1250°С). Так называется температура, при которой абсолютная вязкость стекла составляет . 107—108 Пас. Введением оксидов-модификаторов (Na20, K2O, СаО BaO, MgO, PbO, AI2O3, ИегОз, SD2O3, ZnO и др.) существенно снижав ют температуру размягчения стекла и придают стеклу необходимые свойства. При нагревании шихты до температуры 1100—1150°С происходят химические процессы силикатообразования, а при дальнейшем повышении температуры — стеклообразования. Шихта превращается в однородную (гомогенную) стекломассу, но со значительным содержанием в ней газовых включений (НгО, СОг и др.). Осветление и дальнейшая гомогенизация стекломассы осуществляются при температуре 1500—1600°С, вязкость ее при этом уменьшается (до 10 Пас), что облегчает удаление газовой фазы. Последний этап варки стекла — охлаждение (студка) стекломассы. Чем медленнее происходит охлаждение стекломассы, тем больше вероятность перехода ее в кристаллическое состряние; чем выше скорость охлаждения, тем более высокой температуре соответствует «замороженное» состояние структуры. Для получения силикатного стекла шихту приготовляют из различных сырьевых материалов, содержащих необходимые оксиды: кварцевый песок, сода или сульфат натрия, поташ, известняк и мел, доломит, пегматит, каолин, полевой шпат и др. В малых количествах в составы вводят стеклянный бой, красители (оксиды меди, хрома, кобальта, марганца и др.), осветлители (триоксид мышьяка, селитру и др.), глушители и др. В последнее время используют отходы: доменные шлаки, кварцсодержащие материалы, тетраборат кальция и другие. Перемешивание измельченных компонентов в строго отдозированных количествах (согласно расчетам) производят в смесителях барабанного или тарельчатого типа. Готовую шихту загружают в ванную печь—бассейн, сложенный из огнеупорных брусьев, или в горшковую печь. Бассейны больших ванных печей вмещают до 2500 т стекломассы— пластичного расплава шихты, образующегося при температуре свыше 1000 С. Практически формовка стекла, отобранного из печи, может производиться при вязкости его не менее 100 и не более 105 Па-с. К концу формовки вязкость может быть до 108 Пас. У различных стекол зависимость вязкости rj от температуры различна ( 18.1). 1 — стекломасса длинная; 2 — стекломасса короткая 18. Характер зависимости вязкости стекломассы от температуры: Согласно другой гипотезе в структуре стекла имеется непрерывная беспорядочная пространственная сетка (трехмерная), В ее узлах расположены ионы, атомы или группировки атомов. Например, в кварцевом стекле ионы Si расположены в центре тетраэдров, в углах которых размещены ионы О. При соединении тетраэдров Si04 между собой (через один ион кислорода) вершинами образуется непрерывная пространственная сетка, или каркас стекла ( 18.2). В промежутках между тетраэдрами могут располагаться ионы металлов (флюсов), например в силикатных стеклах. Тогда возникают не только ковалентные, как в кварцевых стеклах, но и ионные связи, которые частично разобщают тетраэдры, уменьшают количество и силу поперечных связей ( 18.3), за счет чего уменьшается стабильность, характерная для структуры стеклообразных чистых оксидов, легче предотвращается кристаллизация, понижается температура плавления. Всякое силикатное стекло можно рассматривать как совокупность различных по составу и строению кремнекислородных комплексов. Кристаллитная гипотеза Лебедева и гипотеза неупорядоченной сетки Захариасена рассматривают стекло как полимерное образование в виде непрерывной пространственной сетки с различной степенью упорядоченности в расположении атомов. Максимально упорядоченные области — кристаллиты, т. е. предельно маленькие кристаллы, состоящие из очень небольшого числа элементарных ячеек. Например, стекла щелочные не только легкоплавкие, но и длинные. Введение CaO, MgO, А12Оз переводит щелочные стекла в более короткие. Готовые стеклянные изделия часто подвергают отжигу, т. е. нагреву до достаточно высокой температуры (температуры отжига) с последующим медленным охлаждением. Отжигом снимают внутренние температурные напряжения в отформованных изделиях, что предотвращает их трещинообразование. При необходимости стекло можно снова нагреть и расплавить, при этом оно приобретает первоначальные свойства стекломассы, и переформовать в новые изделия. В процессе производства стекла и особенно на стадии его охлаждения возникает структура, которая может быть охарактеризована как промежуточная между полной беспорядочностью частиц жидкого расплава и полной упорядоченностью частиц вещества в кристаллическом состоянии. Неорганические стекла — это по существу субмикрогетерогенные системы, что позволяет по одной из гипотез рассматривать их структуру как скопление микрокристаллических, а точнее — кристаллитных образований размером от 10 до 300 А. 18. Ионные связи в молекуле 18. Ионные связи в присутствии  Герметизация стыков наружных етен полносборных зданий. Гидравлические вяжущие вещества и их производство. Автоматизация и контроль за работой водоотводящих сетей - насосных станций и очистных сооружений. Гидроизоляционные материалы. Гигиена среды. Глиняная черепица. Графическое определение размеров лестничной клетки. Греющие опалубки. Индивидуальные очистные сооружения.Домой - Монтаж Вывоз мусора: www.lugr.ru, кузовные запчасти для иномарок |
