Поверхностное натяжение стекол.
Поверх-е натяжение также как и вязкость обеспечивает формование стеклоизделия.
Поверх-е натяжение-это работа, которую нужно совершить для увел-я поверхности жидкости на единицу.
υ= w/Δs
Оно в значительно меньшей степени, чем вязкость зависит от темпер-ры. Так у расплавов промыш-х стекол в интервале 1000-1400 ºС пов. натяжение составляет 0,22-0,38 Н/м. Увел-ют пов. натяжение оксиды: Al2O3, MgO, CaO. Уменьш-ет K2O, PbO, B2O3. Особенно сильно снижают поверхностно активные оксиды: SO3, MoO3, WO3, Cr2O3, As2O3, V2O5. А также сульфиды и селениды. Пов. натяжение играет важную роль, так высокое натяжение препятствует на стадии осветления, удалению газовой фазы и гомогенизации стекломассы при варки. И наоборот при отливки изделия стекломассы с большим пов. натяжением образуют гладкую и блестящую пов-ть. Такие способы формования как вытягивание и выдувание свойственные только для стекла обязаны высокому пов. натяжению и вязкости.
Действие сил поверхностного натяжения проявляется на различных
стадиях технологического процесса. На стадии стеклообразования
зерна кварца растворяются в первичном расплаве силикатов. Скорость
растворения оказывается тем выше, чем ниже вязкость и поверхностное
натяжение. Провар шихты ускоряется при введении в ее состав веществ,
понижающих поверхностное натяжение расплава стекломассы,
например небольших количеств Na2S04.
, При осветлении из расплава стекломассы удаляются пузырьки газов,
образовавшиеся в результате термической диссоциации карбонатов,
сульфатов, нитратов и других солей на стадии силикатообразования. Для
ускорения осветления в состав шихты вводят нитраты, сульфаты,
хлориды, аммонийные соли, соединения мышьяка, сурьмы, церия. Они, снижая
поверхностное натяжение на границе раздела фаз газообразная фаза —
расплав, способствуют образованию крупных пузырей.
Среди пороков стекломассы наиболее распространенными являются
стекловидные включения. Вероятность растворения стекловидных
включений в стекломассе зависит от соотношения поверхностных натяжений
расплава и включения. Так, например, поверхностное натяжение
кремнеземистых свилей меньше, чем поверхностное натяжение стекломассы
Ссв<Ост, в результате чего свили растягиваются в виде пленки и
относительно легко растворяются. Поверхностное натяжение глиноземистых
свилей выше, чем у стекла, свили принимают шарообразную форму и
плохо растворимы в силикатных расплавах.
5 Классификация стекол по составу, области применения.
По типу соединений различают классы: 1) элементарные, 2) оксидные, 3) галогенидные, 4) халькогенидные, 5) металлические, 6) сульфатные, 7) нитратные, 8) корбонатные, 9) фосфатные и д.р.
Элементарные стекла способны образовывать лишь небольшое число элементов: сера, селен, мышьяк, фосфор, углерод.
Галогенидные стекла получаются на основе ВеF2 ,они так же содержат фториды алюминия, кальция, магния, стронция
Применение: благодаря высокой стойкости к действию жестких излучений, включая рентгеновские и γ – излучения, стойкие к агрессивным средам фтора и фтористого водорода.
Халькогенидные стекла получают в безкислородных системах типа: германий – мышьяк – Х; германий – сурьма – Х; Х – сера, селен, теллур. Они прозрачны в инфракрасной области спектра, имеют полупроводниковую проводимость, обнаруживают внутренний фотоэффект. Применяют в высокочувствительных камерах и ЭВМ в качестве запоминающих систем.
Оксидные стекла это самый многочисленный класс стекол. Наиболее легко стекла образовывают оксиды-стеклообразователи: оксиды кремния, бора, германия, мышьяка.
Самый обширный подкласс это силикатные стекла с добавками. В зависимости от основных стеклообразовательных оксидов стекла назыв.:- Al2O3; SiO2 – алюмосиликатное стекло- B2O3; Al2O3; P2O5 – бороалюмофосфатное стекло
- V2O3; P2O5 – фосфованадатное стекло
Кварцевое стекло на основе чистого оксида кремния явл. наиболее тугоплавким и наиболее простым по составу. Двухкомпанентные щелочесиликатные стекла – бинарные стекла – это так называемые растворимые стекла, на их основе изготавливают силикатный клей. Многокомпанентные оксидные стекла содержат как правило не менее 6, 7 оксидов.