Скорость охлаждения стекла от температуры закаливания весьма высока. 1 страница

Важнейшей особенностью режима закалки является кратковременность стадии резкого охлаждения, (обдувка в случае ВСУ), что должно в итоге привести к затвердеванию относительно тонких поверхностных слоев стекла (сверху и снизу листа).

С другой стороны, глубина поверхностного слоя, в котором доминируют напряжения сжатия, должна превосходить длину наиболее опасных поверхностных дефектов, которая для флоат-стекла близка к 100 нм.

Важнейшими технологическими параметрами закалки являются:

– скорость и равномерность нагрева стекла;

– максимальная температура нагрева (температура закалки);

– интенсивность и равномерность охлаждения (обдува).

Исключительное значение для качества закаленного стекла имеет температура закаливания. При принятых условиях охлаждения (обдува) стекла она, в первую очередь, определяет степень закалки. При повышении температуры закаливания в области размягченного состояния стекла степень закалки растет до определенного значения, после чего практически не меняется. Это обусловлено растущей скоростью релаксации напряжений в области повышенных температур, в результате чего они не «замораживаются» в стекле.

Температура закалки определяется экспериментальным путем, как температура, выше которой не наблюдается повышения степени закалки стекла (регулярная закалка). На практике предварительно определяется T_g стекла, после чего температура закаливания постепенно повышается (выше T_g) до получения максимальных значений / L. Получаемая температура Т_mах и является температурой закалки. Для традиционных условий закаливания листовых стекол часто используют следующее соотношение: Т_з = T_g + 80°С.

Температура закалки также зависит от химического состава стекла. Все оксиды, повышающие низкотемпературную вязкость стекол (SiО₂, Аl₂О₃, СаО, MgO и др.), повышают T_з, соответственно, такие оксиды, как Nа₂O, K₂O, РbО, понижают ее.

Применение ИК-нагрева вместо конвекционного позволяет существенно сократить время нагрева и достигать высоких температур нагрева стекла без его деформации.

Стадия резкого охлаждения. На этом этапе стремятся достичь максимальной интенсивности охлаждения, которая зависит от:

1) коэффициента теплоотдачи _т от стекла к охлаждающей среде

2) толщины изделия.

наиболее распространенной охлаждающей средой при получении закаленных стекол является воздух. Выбор конструктивных параметров решеток (диаметр сопел, форма насадок, расстояние между ними, степень приближения к поверхности стекла и др.) осуществляется экспериментально и базируется на оценке величины коэффициента теплоотдачи _т стекла при принятых условиях закаливания.

Наряду со скоростью охлаждения большое значение при производстве закаленных стекол имеет равномерность охлаждения стекла. Неравномерное охлаждение снижает выход годной продукции и качество стекла за счет деформации, появления «закалочных» пятен, оптических искажений. Для уменьшения неравномерности закалки обдувочные решетки приводят в колебательное или вращательное движение либо используют резиновые трубочки, которые при подаче воздуха совершают сложные движения с большой скоростью

Другим направлением интенсификации процесса закалки является применение воздушной подушки, основанием которой служит охлаждающий модуль, набираемый из большого числа элементов. Каждый из них имеет ниппель с несколькими отверстиямималого диаметра.

 

 

Типы обдувочных решеток:

1 – стекло; 2 – рольганг; 3 – подвеска

Воздушная подушка при этом служит и в качестве транспортирующего элемента закалочных установок.

во многих случаях предъявляются высокие требования к оптическим и поляризационно-оптическим свойствам закаленных стеклянных изделий, ограничивающие возможности применения воздушной закалки. Поэтому все большее развитие получает закаливание стекла в жидких средах, которое может осуществляться разными способами: погружением стекла в ванну с жидкостью (закаливание в жидкости в условиях свободной конвекции), двусторонним поливом жидкости на стекло (вынужденная конвекция), распылением закалочных сред при помощи различных форсунок (инжекционным способом и подачей жидкости под давлением). Применение этого способа особенно перспективно для закалки крупногабаритных изделий.

Технологический процесс производства закаленного листового стекла состоит из следующих операций:

– резки листового стекла на заготовки по шаблонам;

– обработки кромок;

– подготовки листов к закалке;

– нагрева и резкого охлаждения стекол;

– контроля готовых изделий.

Изготовление гнутого стекла включает еще одну операцию, предшествующую охлаждению стекла: моллирование или гнутье различными методами для придания требуемой формы.

Листы стекла после визуального просмотра транспортируют на стол, где вырезают заготовки, размеры которых на 30–40 мм превышают размеры готового изделия, а далее листы поступают на столы-автоматы для нареза формата. В настоящее время процесс порезки стекла может быть полностью автоматизирован за счет использования поточных линий, включающих столы точной и фигурной резки с программным управлением. В общий цикл при этом не входят операции подачи стекла на стол и отломки форматов. Надрез ленты стекла осуществляется режущими роликами из твердых сплавов с подачей расклинивающей жидкости (ПАВ). Рез по стеклу должен быть ровным, не иметь разрывов, образование стеклянной стружки должно быть минимальным.

Кромки изделий могут быть обработаны разными способами:

1) снятием острых граней на вращающемся влажном абразивном круге;

2) шлифовкой кромок абразивной суспензией на чугунной шайбе, абразивом служит кварцевый песок или средняя фракция наждачных порошков;

3) полировкой края после шлифовки твердыми абразивами, специально приготовленной суспензией пемзы и крокуса;

4) на ленточных стенках с наждачной лентой.

Современные линии обработки кромок позволяют получить обработанные изделия по всему периметру фацетивными станками и алмазными шлифовальными кругами с вертикальной и горизонтальной шлифовкой. Такая обработка существенно снижает потери продукции при термической обработке.

Изделия с обработанными краями промывают теплой водой в конвейерной моечной машине. Стекло моется при помощи роторных волосяных или капроновых вращающихся щеток. Для мало- и крупногабаритных изделий используют горизонтальные и вертикальные моечно-сушильные машины соответственно. После двусторонней промывки листы сушат горячим воздухом, подаваемым под углом 45° к поверхности листов и против движения конвейеров.

Поступающие на термообработку детали должны быть чистыми. Мыльные, крокусные или масляные пятна, при обнаружении их на поверхности заготовок, надо снять спиртом или ацетоном.

Следующим этапом является термообработка, которая включает стадии:

– нагрева стекла до температуры закалки (Т₃);

– выдержки стекла при температуре закалки;

– равномерного резкого охлаждения, или закалки, изделия.

При вертикальном способе закалки стекла изготавливают на закалочных установках вертикально-щелевого типа, состоящих из проходной электропечи сопротивления и обдувочного воздухоструйного устройства, над которым проходит монорельс для передвижения листов

 

 

 

Рис. 10.6. Поперечный разрез вертикально-щелевой печи для закалки листового стекла: 1 – каретка, 2 – сквозная щель, 3 – лист стекла, 4 – каркас печи, 5 – фасонный шамотный кирпич, 6 – теплоизоляция, 7 – нихромовая спираль, 8 – механизм откатывания

 

 

Обдувочная секция в качестве основного элемента содержит обдувочную решетку, подающую сжатый воздух под углом 90° к поверхности листа через круглые отверстия (сопла) малого диаметра (3–5 мм), расположенные в шахматном порядке на расстоянии 25–50 мм от стекла. Для более равномерного охлаждения стекла решетка приводится в возвратно-поступательное или вращательное движение. Сжатый воздух подается в решетку воздуходувками или вентиляторами. В обдувочных устройствах применяют решетки различного типа – коробчатые, трубчатые, ротационные, секционные (последние наиболее распространены).

Общий вид технологических линий по производству закаленного стекла вертикальным способом представлен.

 

 

 

 

Рис. 10.7.Технологические схемы получения плоского и гнутого закаленного стекла вертикальным способом: а – подготовка заготовок стекла; б – закаливание плоского стекла; в – закаливание и гнутье стекла способом вертикального прессования; 1 – загрузочный стол, 2 – станок вырезки фигурных заготовок, 3 – станок обработки кромки стекла, 4 – моечно-сушильная машина, 5 – заготовка стекла, 6 – зажимы, 7 – нагревательная электрическая печь, 8 – обдувочный механизм, 9 – устройство для контроля закаленного стекла, 10 – транспортирующая тележка, 11 – пресс для изгибания стекла

 

 

Недостатки данного способа закалки очевидны:

 

– при температуре закалки 625–650°С происходит пластическая деформация стекла ( 10⁹ Па^.с) под действием собственной массы (оттяжка, искривление листа);

– операции съема и подвески стекла практически не поддаются механизации, что ограничивает производительностъ закалочных установок;

– ограниченный ассортимент закаливаемых изделий;

– большие температурные градиенты по высоте печи из-за интенсивных конвективных потоков;

– неравномерный нагрев стекла приводит к снижению его прочности либо к разрушению в ходе охлаждения.

Прогресс в производстве закаленного стекла связан с горизонтальными процессами нагрева и охлаждения стекла при его непрерывном движении.

Установки этого способа получили наибольшее распространение из-за их простоты. Устройство закалки листового стекла содержит печь с нагревательными элементами и закалочную камеру, включающую дутьевой узел с соплами, регуляторами охлаждения и горизонтальными транспортировочными валками. Транспортирующие валки выполняют из различных материалов, в зависимости от температурных условий службы: на входе и на выходе линии – металлические; в высокотемпературной части – с чулками из кремнеземистой нити или керсиловые. Кремнеземистые чулки предохраняют поверхность стекла от дефектов (царапин, вмятин, потертостей и т. п.). В зоне закалки валы снабжены устройством для быстрого съема. Для устранения отпечатков и других дефектов на нижней поверхности стекла может быть использован асимметричный нагрев в зоне высоких температур, причем нагрев листа сверху больше, чем снизу. В результате стекло незначительно выгибается и упирается на валы лишь кромками. Для получения плоского листа применяют асимметричную обдувку; причем верхнюю поверхность охлаждают более интенсивно, чем нижнюю, в результате чего обе поверхности затвердевают одновременно и лист выравнивается.

Этот метод требует высокой точности регулирования режимов нагрева и закалки изделии.

 

Разновидностью горизонтальных закалочных установок на твердых опорах являются линии с реверсивным движением валов в печи, при котором лист совершает возвратно-поступательное движение, но шаг вперед несколько больше, чем шаг назад.

На рис. 10.9 представлена технологическая схема производства плоского закаленного стекла при горизонтальном способе закалки на твердых опорах.

Рис. 10.8. Схематическое изображение закалочной установки горизонтального типа на твердых опорах: 1, 2 – первая и вторая печные секции; 3 – закалочная секция; 4 – секция охлаждения; 5 – горизонтальные валки, вращающиеся возвратно-поступательно; 6 – нагревательные элементы; 7 – воздушные сопла; 8 – лист стекла

 

 

Использование способа закалки на газовой подушке предусматривает выполнение следующих условий:

– равномерность нагрева стекла по его площади;

– равномерное регулирование давления газовых струй на нижнюю поверхность стекла, исключающее его деформацию в размягченном со­стоянии при непрерывном перемещении в печи и закалочном устройстве;

– высокую интенсивность и равномерность охлаждения при закалке.

Для создания газовой подушки используются обдувочные решетки с соплами.

Линия горизонтальной закалки стекла на газовоздушной подушке включает приемный стол, печь на газовой подушке, закалочное устройство на воздушной подушке, закалочно-охлаждающее устройство на рольганге и выходной рольганг. На рис. 10.11 представлено схематичное изображение линии.

 

Рис. 10.11. Схематичное представление линии закалки листового стекла на газовоздушной подушке: 1 – загрузочный рольганг; 2 – печь; 3 –участок закалки стекла на воздушной подушке; 4 – участок закалки на рольганге; 5 – рольганг; 6 – транспортирующая цепь

 

Для фиксации листов относительно сопел газовоздушной подушки и их транспортировки с увеличенной скоростью использовано цепное устройство с захватами. Приемный стол, печь и закалочное устройство на воздушной подушке расположены под углом к горизонту, что облегчает транспортировку листов. Горячая газовая опора (подушка) создается множеством газовых струй, которые поддерживают стекло во взвешенном состоянии и одновременно нагревают его. При этом стекло нагревается снизу горячими струями газовой подушки, а сверху – инфракрасными горелками. Для закалки на воздушной подушке используют гребенчатые решетки, а на рольганге – трубчатые сопла. Указанный способ закалки требует точного соблюдения температурно-временного режима нагрева стекла. Характерным видом брака изделий является эффект «картинной рамки» – свисание кромок листа вследствие неодинаковых условий эвакуации отработанного газа в центральной части листа и на периферии.

Для гнутья задних и боковых автомобильных стекол разработаны методы роликового и вакуумного гнутья, гнутья на газовой подушке, а также моллирования, суть которого состоит в захвате нагретого листа вакуумным подъемником с последующим сбросом на форму из жароупорной стали.

 

 

31. Основы получения ситаллов. Объемная кристаллизация. Роль катализаторов кристаллизации и термообработки для получения ситаллов. Проектирование составов ситаллов на основе диаграмм состояния. Наиболее важные ведущие кристаллические фазы в ситаллах и их свойствах.

Ситаллом называют искусственный поликристаллический материал, полученный кристаллизацией стекла соответствующего химического состава и обладающий более высокими по сравнению с этим стеклом физико-химическими свойствами. Ситаллы состоят из множества более или менее мелких кристаллов, связанных между собой межкристаллической прослойкой.

Для превращения стекла в ситалл необходимы два условия: во-первых, стекло должно иметь нужный химический состав и во-вторых, процесс кристаллизации такого стекла должен осуществляться по особому методу. Первое условие обеспечивает образование таких кристаллических фаз, которые определяют свойства ситаллов. Второе условие относится, в основно, к режиму термической обработки исходного стекла при его превращении в ситалл. Термическая обработка позволяет образовать в стекле зародыши кристаллизации и обеспечить их превращение в микрокристаллы с переходом стекла в более или менее закристаллизованное состояние.

Ситаллы состоят из кристаллической и остаточной стекловидной фаз. Размер кристаллов, как правило, менее 1 мкм, а их концентрация может изменяться в значительных пределах.

После того, как было установлено, что стекло может при кристаллизации приобретать повышенные термомеханические свойства, началось массовое изготовление..

Ситаллы, стеклокристаллические материалы, неорганические материалы, получаемые в результате объёмной кристаллизации стекол и состоящие из одной или несколько кристаллических фаз, равномерно распределённых в стекловидной фазе. Подбором состава стекла, содержащего в большинстве случаев добавки, ускоряющие объёмную кристаллизацию (катализаторы, нуклеаторы), можно запроектировать соответствующие кристаллические и стекловидную фазы. Кристаллы запроектированных фаз возникают и растут равномерно по всему объёму в результате термической обработки. С. были впервые изготовлены в 50-х гг. 20 в. В большинстве С. размер кристаллов не превышает 1 мкм, а количество кристаллической фазы колеблется от 20 до 95% (по объёму). Материалы, подобные С., за рубежом называется пирокерамом, девитрокерамом, стеклофарфором и т. д.

Свойства С. определяются свойствами как кристаллических, так и стекловидной фаз. Например, С., содержащие муллит, имеют повышенную жаропрочность и хорошие электроизоляционные свойства; если в качестве кристаллической фазы С. содержит b-сподумен, то он может иметь низкий (нулевой и даже отрицательный) температурный коэффициент расширения. С. характеризуются отсутствием пористости, нулевыми водопоглощением и газопроницаемостью, высокой термостойкостью, малой теплопроводностью. Плотность С. составляет 2400—2700 кг/м3, прочность на изгиб 100—200 Мн/м2, прочность на сжатие 500—1000 Мн/м2. С. — хорошие диэлектрики. Большинство их непрозрачны, но существуют С., в которых размеры кристаллов малы по сравнению с длиной волны в видимой части спектра. Такие С. прозрачны, и их интегральное пропускание при толщине 10 мм достигает 70—80%. Свойства С. не изменяются при длительном хранении.

Технология производства изделий из С. незначительно отличается от производства изделий из стекла. В некоторых случаях изделия можно формовать методами керамической технологии (см. Керамика). Иногда для зарождения кристаллов в состав стекла вводят фоточувствительные добавки. Для производства отдельных видов С. используют шлаки (см. Шлакоситаллы). С. применяют для спаивания и герметизации электровакуумных приборов, в оптике, из С. изготовляют электрические изоляторы, посуду и т. д

Направленная кристаллизация стекла, используемая для получения стеклокристаллических материалов типа ситаллов и шлакоситаллов, состоит в следующем.

В стекломассу, обладающую оптимальной склонностью к объемной кристаллизации, вводят интенсифицирующие процесс кристаллизации добавки – катализаторы. Введение небольших количеств катализаторов приводит при соответствующей тепловой обработке к образованию в стекле центров кристаллизации, способствующих получению тонкокристаллической структуры в материале при последующей объемной кристаллизации стекла при более высоких температурах.

Таким образом, превращение стекла в ситалл предусматривает:

1) что стекло должно иметь нужный химический состав (обеспечивать образование таких, например, кристаллических фаз, как кордиерит, сподумен, муллит, волластонит);

2) процесс кристаллизации такого стекла должен осуществляться по особому методу (термическая обработка должна обеспечить образование зародышей кристаллов и их превращение в микрокристаллы с переходом стекла в более или менее закристаллизованное состояние).

Важной стадией превращения стекла в ситалл является процесс образования центров кристаллизации. Они могут возникнуть самопроизвольно (гомогенный механизм) или в результате внесения посторонних частиц извне (гетерогенное зародышеобразование).

Процесс зародышеобразования по гомогенному механизму объясняют на основе теории флуктуаций. Образование зародышей связано с особым состоянием охлаждаемой жидкости, когда возрастает вероятность возникновения микроскопических сгустков молекул. Эти флуктуации плотности могут давать такие сочетания молекул, которые способны стать зародышами новой фазы.

Работа образования зародыша в значительной степени зависит от поверхностного натяжения на границе «зародыш – жидкость». В связи с этим существенное значение могут иметь добавки, влияющие на поверхностное натяжение.

Вещества, инициирующие процесс зарождения центров кристаллизации, называют катализаторами (инициаторами, нуклеаторами). Катализатор кристаллизации стекла выступает и в роли ускорителя, и в роли участника процесса.

Требования к катализаторам следующие:

катализатор должен иметь неограниченную растворимость в стекле при высоких температурах и ограниченную растворимость при низких температурах;

катализатор должен обладать низкой энергией активации при образовании центров кристаллизации из расплава в области пониженных температур;

ионы или атомы катализатора должны иметь повышенную скорость диффузии при низких температурах по сравнению с основными компонентами стекла;

граница «зародыш кристалла – стекло» должна иметь низкую поверхностную энергию, чтобы обеспечить смачивание кристалла стеклом;

параметры кристаллической решетки катализатора и выделяющейся кристаллической фазы должны быть близки и не отличаться более чем на 10-15 %.

В качестве катализаторов применяют металлические (Сu, Ag, Au, Si, Pt), оксидные (TiO2, P2O5, Cr2O3, ZrO2, ZnO, SnO2, WO3, MoO3 и др.) и комбинированные (As2O3 + MoO3, TiO2 + MeF2, AgCl + SnO2) вещества.

О механизме действия катализаторов существуют разные гипотезы. Представление о катализаторе, который при известных условиях сам образует зародыши будущих кристаллических зерен главной фазы, справедливо применительно к катализатором металлического типа (золото, серебро и т. д.). Что касается катализаторов оксидного типа (оксида титана, циркония, фосфатов и др.), то вопрос о механизме их действия не может в настоящее время считаться решенным. Имеются основания считать, что оксидные катализаторы способствуют ликвации стекол на две фазы, и это обусловливает появление центров кристаллизации и облегчает рост кристаллических зерен. Причиной резкого увеличения скорости зародышеобразования вследствие ликвации может быть развитие поверхности между стеклообразными фазами и приближение химического состава микрофаз к составу будущих кристаллов, повышающее скорость их кристаллизации.

Ситаллы получают из расплавов, застывающих в стекловидной форме и способных при повторном нагревании выделять определенные кристаллические фазы, или применяют порошки, но не кристаллические, а стекловидные, которые при нагревании кристаллизуются и спекаются в монолитный материал поликристаллического строения.

Отличительная особенность технологии ситаллов состоит в ее генетической связи с технологией стекла. Технологическая схема производства стекла (получение шихты, варка стекла, формование изделий и отжиг изделий) дополняется еще одним этапом – кристаллизацией, которая может идти за формованием, минуя отжиг, или осуществляться после отжига.

Специфическими элементами технологии ситаллов являются следующие:

Шихта содержит катализатор кристаллизации.

При использовании летучих катализаторов (фториды, сульфиды) приходится прибегать к специальным мерам по предупреждению потерь этих компонентов, т. к. количество катализатора должно быть определенным. Например, при варке стекол, содержащих сульфидную серу, во избежание ее выгорания недопустимо присутствие кислорода в газовом пространстве. Варку проводят в восстановительных или нейтральных условиях. При использовании диоксида титана важно поддерживать определенные температурные и окислительно– восстановительные условия.

Многие ситаллы являются «короткими» и имеют узкий температурный интервал формования, к тому же он сдвинут в область повышенных температур. Область формования соответствует вязкости от 1 · 102 до 4 · 107 Па·с, поэтому чаще всего при формовании ситаллов применяют литье (чаще центробежное) и прессование.

При направленной кристаллизации стекла важное значение имеет режим термической обработки. В зависимости от состава стекла, типов кристаллизаторов и назначения ситаллов применяют одно-, двух- и трехступенчатые режимы кристаллизации.

На рис. 6.1 приведен двухступенчатый режим термической обработки, включающий следующие стадии:

а и б – охлаждение или нагревание стекла до заданной температуры первой ступени кристаллизации – I; на этой стадии образуются центры кристаллизации и создается кристаллический каркас будущего тела ситалла; эта стадия протекает при температуре 700-750 ºС и выдержке 0,5-1 ч;

в – медленное нагревание (3-7 град/мин) до температуры второй ступени кристаллизации – II; на этой стадии происходит выделение основной кристаллической фазы на основе образовавшихся ранее центров кристаллизации; вторая ступень кристаллизации протекает при температуре 900-950 ºС и выдержке в течение 1-1,5 ч;

г – медленное охлаждение закристаллизованного стекла до температуры окружающей среды.

 

Рис. 6.1. Температурный режим двухступенчатой кристаллизации

 

6.2. Свойства и применение технических ситаллов

Природа свойств ситаллов имеет много общего с природой тех же свойств исходного стекла и аналогичных керамических материалов, и в то же время превосходит по этим показателям исходное стекло и близкие виды керамики.

Ситаллы в несколько раз прочнее стекла, большинства керамических материалов и некоторых металлов. Их прочность при изгибе может достигать 2500-3000 кг/см2, а отдельных экспериментальных образцов – 4200 и 5600 кг/см2, т. е превышает прочность кварцевого стекла, нержавеющей стали и титана.

Плотная микрокристаллическая структура ситаллов обеспечивает им твердость при вдавливании, приближающуюся к твердости закаленных сталей и превышающую твердость плавленого кварца, латуни, чугуна, гранита и стекла. Микротвердость пирокерама 9606 (по методу Виккерса) составляет 640 кг/мм2, в то время как для закаленной стали она равна 550-580 кг/мм2.

Коэффициент термического расширения у ситаллов может варьироваться в очень широких пределах – от отрицательных значений (–10) до +130·10–7 град–1, что делает их пригодными для спаивания с тяжелыми металлами.

Кислотоустойчивость большинства ситаллов примерно такая же, как у боросиликатного стекла, а устойчивость к действию щелочей более высокая, ситаллы не окисляются даже при высоких температурах.

В большинстве ситаллы непрозрачны, однако получен ряд ситаллов, содержащих не менее двух кристаллических фаз, но полностью прозрачных благодаря отсутствию пузырей или пустот, малому размеру кристаллов или отсутствию светорассеяния на границах кристаллов, что требует хорошего совпадения показателей преломления кристаллов и стекловидной фазы.

Ситаллы обладают нулевым водопоглощением и газонепроницаемы, их можно применять в вакуумных приборах с высоким разряжением.

Плотность ситаллов колеблется в пределах 2,5-2,72 г/см3.

Ситаллы имеют плотную микрокристаллическую структуру, подобную структуре керамических материалов на основе чистых оксидов, характеризуемую весьма малыми размерами беспорядочно ориентированных кристаллов и отсутствием пористости. Размеры кристаллов у фосфатсодержащих ситаллов от 0,5 до 6 мкм (вместо 20-50 мкм для обычной керамики).

Технические ситаллы могут быть разбиты на подгруппы либо по составу (литийсодержащие или сподуменовые, свинецсодержащие, высококремнеземистые и др.), либо по ведущему свойству (термостойкие, прозрачные и т. д.), особую подгруппу составляют фотоситаллы.

Ситаллы сподуменового состава относятся к системе Li2O–Al2O3–SiO2. Стекла состава сподумена или эвкриптита могут быть закристаллизованы с образованием сподумена, эвкриптита, кварцеподобных твердых растворов и других фаз. В качестве катализатора обычно применяют 4-6 % TiO2. Термическая обработка при кристаллизации двухступенчатая: первая ступень – при 700-900 ºС в течение 2 ч; вторая – при 1000-1150 ºС с выдержкой 2-4 ч.

В зависимости от соотношения фаз кристаллизации, одни из которых имеют отрицательный КТР (эвкриптит), другие положительный КТР – сподумен, твердые растворы, образуется ситалл с отрицательным, нулевым или положительным КТР.

Благодаря уникальным тепловым свойствам эти ситаллы находят применение во всех областях техники, где требуется высокая стойкость или полная нечувствительность к тепловому удару и пониженная тепловая деформируемость конструкционных элементов (термостойкие трубы, астрооптика, ракетная техника).