производство и поставка оборудования для механических испытаний, неразрушающего контроля, химического анализа и визуального контроля, диагностического оборудования, приборов визуального контроля, систем контроля доступа персонала, элементов систем умного производства. Испытательная лаборатория. Сервисный центр

Глава 12.2. Стекло / 12.2.2. Неорганическое стекло / 12.2.2.1. Строение и состав неорганических стекол

Строение и состав неорганических стекол. Вещества, образующие стекло (стеклообразующие), — это оксиды кремния, бора и фосфора, которые обладают очень высокой вязкостью в жидком состоянии. Вязкость стекол при температуре 1600 °С около 10 Па⋅с; для сравнения при комнатной температуре вязкость воды составляет 0,001 Па с, машинного масла — 0,1 ...0,6 Па⋅с, глицерина — 0,9 Па⋅с. Именно высокая вязкость, обусловленная значительными силами межмолекулярного воздействия, характерного для химических соединений, препятствует образованию кристаллической решетки, подавляя диффузионные процессы. Поэтому изготовление неорганического стекла не требует сверхвысоких скоростей охлаждения.

Производство {варка) стекла осуществляется в стекловаренных печах при температуре 1300... 2100 °С, летучие вещества (Н2О, СО2, SО3) при этом удаляются, а стеклообразующие вещества при охлаждении застывают в стекломассу.

Основным компонентом силикатных неорганических стекол (их доля в производстве стекла преобладающая) является оксид кремния, прочие стеклообразующие вещества также могут входить в состав стекол. Структурная единица стекол представляет собой тетраэдрическую ячейку оксида кремния SiО4 с ионным типом связи (тетраэдр — правильный многогранник с четырьмя треугольными гранями), образованную четырьмя анионами кислорода с расположенным внутри одним катионом кремния.

Структура стекла — это неправильная трехмерная сетка (каркас), образованная за счет соединения атомов кислорода, расположенных в вершинах тетраэдров; ее двухмерная модель представлена на рис. 12.4.

Рис. 12.4. Схема строения неорганического силикатного стекла

В состав неорганического стекла помимо основного стеклообразующего оксида кремния могут входить и оксиды других элементов.

Оксиды щелочных (Na2О, К2О) и щелочно-земельных (MgO, СаО) металлов являются модификаторами — они изменяют строение сетки. Большие ионы этих металлов не присоединяются к сетке, а располагаются в междоузлиях, где удерживаются ионными связями. Дополнительные атомы кислорода, напротив, присоединяются к сетке, но вследствие избытка отрицательных ионов часть связей разрывается (рис. 12.5, а), что ослабляет прочность сетки и, как следствие, приводит к уменьшению вязкости. Так, добавление к кремнезему 15 % оксида натрия Na2О и 10 % оксида кальция СаО снижает температуру размягчения (выше этой температуры стекло заметно течет под действием собственного веса) с 1600 до 700 °С.

К промежуточным компонентам относятся оксиды алюминия, железа, свинца, бериллия и др., которые в чистом виде самостоятельно не могут образовывать каркаса стекла, но способны частично замещать стеклообразующие оксиды. При этом они меняют структуру стекла, придавая ему нужные свойства. На рис. 12.5, б показана структура стекла, образованная глиноземом (Аl2O2) и кремнеземом (SiO2).

Рис. 12.5. Схема строения силикатного стекла: а — с модификатором; б — с промежуточным оксидом

Стекла классифицируют по материалу стеклообразующего вещества и содержанию модификаторов. По материалу стеклообразующего вещества стекла подразделяют на силикатные (Si02), алюмосиликатные (Al2O3 — SiO2), алюмоборосиликатные (Al2O3 — В2О3 — SiО2) и др. По содержанию модификаторов стекла делятся на щелочные (до 15% Na2О, К2О, СаО), бесщелочные (с содержанием щелочных модификаторов менее 5 %) и кварцевые (модификатор отсутствует, 99,5 % SiО2).

С 2011 года научно-производственное предприятие «УКРИНТЕХ» успешно работает и развивается в области контроля качества материалов и изделий.

Контакты

ООО НПП "Укринтех":
г. Харьков, ул.Ковтуна, д.50, корпус "А-5"

Для почты:
а/я 2304, Харьков-1, 61001, Украина

ООО НПП "Укринтех"
+38 (050) 499-09-89; +38 (067) 560-89-39
+38 (067) 575-45-10; +38 (057) 768-09-02

"ЦНИ Лаборатория"
+38 (098) 262-48-92

Компания

Производство и поставка
испытательного оборудования, оборудования для металлографии, приборов НК и др.

Сервисный центр
Ремонт, сервисное обслуживание и модернизация оборудования.

Центр независимых исследований
Аккредитованная испытательная лаборатория.