|
Физико-химические свойства и характеристики стекол
Совокупность физико-химических свойств и характеристик
стекол позволяет осуществлять технологические процессы варки стекла,
формования и обработки изделий, а также определяет внешний вид и эксплуатационную
надежность изделий. Физико-химические свойства и характеристики зависят
от химического состава стекол и могут быть определены расчетным путем. Страница 1 из 10 Просмотров: 53361 Вязкость
Вязкость является основным свойством стеклообразующего расплава. Вязкость
характеризует внутреннее трение, возникающее при перемещении одного слоя
расплава относительно другого. Вязкость выражается силой (на единицу площади
соприкосновения двух слоев), которая достаточна для поддержания определенной
скорости перемещения одного слоя относительно другого. Единица измерения
вязкости Па.с. Вязкость имеет важное значение для технологических процессов
получения стекла и изделий из него. Вязкость расплава во многом определяет
скорости варки, осветления и гомогенизации стекла. Скорость растворения
и химического взаимодействия компонентов в расплаве и диффузионных процессов
тем больше, чем меньше вязкость стекломассы. Скорость осветления, которая
выражается скоростью подъема газовых пузырей, также увеличивается с уменьшением
вязкости. Широкий диапазон изменения вязкости обеспечивает возможность
формования стекла различными способами. С вязкостью связаны процессы термической
обработки стеклоизделий. При отжиге вязкость определяет скорость снятия
внутренних напряжений. При закалке быстрое возрастание вязкости “замораживает”
определенное распределение напряжений и изделие приобретает повышенную
прочность.
Важнейшей технологической характеристикой является зависимость вязкости
стекла от температуры. Характер изменения вязкости стекла при изменении
температуры служит основой для определения температурных режимов варки,
формования и термообработки.
Как известно, по характеру температурной зависимости вязкости стекла различного
химического состава можно разделить на “длинные” и “короткие”. При одинаковых
рабочих интервалах вязкости температурные интервалы формования для этих
стекол будут различными: для “длинных” стекол — большими, для “коротких”
— меньшими (рис. 1.1 а).
Пусть рабочий интервал вязкости для принятого способа формования равен
h1–h2. Температурный интервал формования стекла 1 больше, чем стекла 2.
При одной и той же температуре начала формования стекло 2 быстрее достигнет
вязкости, соответствующей концу формования. Следовательно, стекло 2 “короче”,
чем стекло 1, что выражается в более крутом ходе температурной зависимости
вязкости. Примером “длинного” стекла может служить свинцовый хрусталь,
примером “короткого” — тарное стекло.
Из всех физико-химических свойств стекла вязкость особенно сильно зависит
от его химического состава.
К оксидам, повышающим вязкость стекла, относят кремнезем, оксиды алюминия
и циркония; к оксидам, понижающим вязкость, — оксиды натрия, калия, лития,
свинца, бария. Часто, особенно при высоких температурах, понижает вязкость
стекла оксид цинка. Оксид магния повышает вязкость стекла, но слабее,
чем, например, оксид алюминия. Весьма сложно влияют на вязкость борный
ангидрид и оксид кальция. Борный ангидрид значительно понижает вязкость
стекла при высоких температурах; при низких температурах при введении
приблизительно до 15% В2О3 вязкость стекол повышается, и только при дальнейшем
увеличении содержания В2О3 она уменьшается.
Оксид кальция при низких температурах повышает вязкость стекла; при высоких
температурах небольшое его количество (до 8-10%) снижает вязкость стекла,
при дальнейшем увеличении содержания оксида кальция вязкость стекла возрастает.
При замене оксида кальция оксидом магния вязкость стекла при высоких температурах
увеличивается.
Комментарии |
