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 / 12.2.3. Ситаллы

Ситаллы (название образовано из слов «стекло» и «кристалл») получают из стекол путем регулируемой кристаллизации. Из аморфного стеклообразного состояния вещество стремится к равновесному кристаллическому состоянию. Этот переход может осуществиться только в результате диффузионных процессов, когда происходит зарождение центров кристаллизации и их рост. Однако при низких температурах, когда скорость диффузии весьма мала (практически равна нулю), кристаллизации не происходит. Кристаллизация может быть вызвана нагревом; именно таким образом — нагревом стекла — и получают ситаллы. Характерно, что процесс кристаллизации происходит в этом случае не при охлаждении жидкости, как это имеет место При формировании структуры металлов и сплавов, а при нагреве до температур значительно более низких, чем температура расплавления стекла. Относительно низкая температура превращения стекла в ситалл наряду с высокой вязкостью стекла обуславливают низкую скорость кристаллизации, что при наличии большого количества центров кристаллизации определяет весьма малый размер образующихся кристаллов (0,01 ...2,0 мкм).

Формирование структуры ситаллов происходит в две стадии. На первой стадии создаются центры кристаллизации, на второй — рост этих центров, т.е. завершение кристаллизации. По механизму образования центров кристаллизации ситаллы подразделяются на фотоситаллы и термоситаллы.

В фотоситаллах центры формируются облучением стекла ультрафиолетовым светом и последующим отжигом. В состав этих материалов вводят весьма малые добавки (0,01 ...0,001 %) соединений металлов платиновой группы (золота, серебра). При облучении образуются свободные электроны, которые восстанавливают часть ионов до металлического состояния. При отжиге эти атомы группируются и образуют центры кристаллизации. Плотность центров зависит от условий облучения — она будет высокой и однородной после интенсивного и однородного облучения. При несоблюдении этого условия в ситалле могут оказаться участки, не подвергнутые облучению, центры в них отсутствуют, и кристаллизации не происходит. Фотоситаллы получают из стекол литиевой группы.

Центры кристаллизации термоситаллов возникают в результате термической обработки — отжига. Термоситаллы получают из стекол систем MgO — Аl2O3— SiO2, СаО—Аl2O3—SiO2 с добавками оксида титана ТiO2 (наиболее используемый компонент, его количество от 2 до 20 %), сульфида железа FeS и др.

Регулируя температуру и время выдержки при отжиге, можно получать структуру с различной степенью кристаллизации и, следовательно, с необходимыми свойствами.

Свойства ситаллов определяются весьма малой величиной зерна. Мелкозернистая структура придает им беспористость и газонепроницаемость. Эта особенность позволяет значительно повысить механические свойства ситаллов по сравнению со стеклом. Предел прочности при растяжении повышается по сравнению с исходным стеклом до 70... 120 МПа. Модуль упругости некоторых ситаллов достигает 140 ГПа, что выше, чем у магниевых, алюминиевых и даже титановых сплавов. Большими прочностью и жесткостью обладают ситаллы с кремнеземом, самые непрочные — литиевые. Ситаллы являются хрупкими материалами, но их сопротивление ударным нагрузкам выше, чем у стекол. Твердость ситаллов колеблется в пределах 400...700 HV, что определяет их достаточно высокую износостойкость при истирании.

Температурный коэффициент линейного расширения ситаллов а изменяется в широких пределах. Ситаллы с малыми значениями а обладают высокой термостойкостью и не растрескиваются при закалке в воде от температуры 700 °С.

Электрические свойства ситаллов характеризуются высокими удельным электрическим сопротивлением и электрической прочностью. Высокое сопротивление в отличие от стекол сохраняется при нагреве до 400 °С.

Большинство ситаллов непрозрачны для видимого света, они окрашены в белый, серый или коричневый цвет. Исключение составляют литиевые ситаллы, так как размеры их кристаллов примерно в 2 раза меньше длины световой волны.

Ситаллы нашли широкое применение. Высокая химическая стойкость определяет их использование в химической промышленности для изготовления деталей, работающих в агрессивных жидкостях, в том числе с абразивами. Благодаря малому коэффициенту трения в паре с металлами (0,2...0,25), возможности работать без смазки и высокой износостойкости ситаллы используют в подшипниках скольжения в парах трения, работающих без смазки. Из них изготавливают фильеры для протягивания полимерных волокон. Ситаллы нашли применение также в электротехнической и радиопромышленности.

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.