Роль химических элементов в стеклообразовании

Страница 1 из 7
1846
При рассмотрении периодической таблицы системы элементов Менделеева, на первый взгляд, нет той связи, которая осветила бы влияние отдельных элементов на свойства стекол и их синтез. Так как стекло является неорганическим материалом, то в основу понятия роли химических элементов в стеклообразовании положены типы химических связей катионов с анионами в стекле с точки зрения их электронного строения.

В неорганических стеклах различают два типа электрохимических связей:

1. Ионные (электровалентные) связи.
При ионной связи элементы (I и II вертикальные ряды) приобретают структуру инертного газа, отдавая электроны и превращаясь в положительно заряженные ионы. Ионные связи характерны для элементов, которые в водных растворах легко образуют электролиты. Для нас важно, что в стекле ионная связь не участвует в образовании пространственной решетки.

2. Ковалентные связи.
Атомы могут приобрести структуру инертных газов также в случае наличия общих электронов. Такие связи называются ковалентными, они типичны для неэлектролитов. Разные виды стекла имеют особенность — в их структуре наличествуют ковалентные и ионные связи в различной комбинации в соответствии с количеством тех или иных отдельных элементов, что и определяет в итоге свойства стекла.
Первую группу элементов образуют элементы инертных газов (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон). Из них только гелий имеет 2 электрона, остальные редкие газы имеют по 8 электронов во внешней оболочке. Поэтому они и не проявляют стремления к образованию соединений и не являются составными частями структуры стекла.
Вторую группу образуют элементы, отличающиеся тем, что в своих внешних предвалентных сферах имеют два электрона как у гелия или 8 электронов как у последующих инертных газов, а поэтому мы называем их элементами, подобными инертным газам.
В природе они чаще всего образуют силикаты. Из них состоят также наши обычные технические и промышленные стекла. Только для этих элементов без больших отклонений справедливо правило аддитивности, и только для них мы можем рассчитать значения свойств по оксидному составу стекла.
Это возможно потому, что ионы этих элементов в стекле недеформированы соседними ионами кислорода, занимающими в решетке стекла шаровое пространство с малоизменяющимся ионным радиусом и не проявляющими полярности.
Между этими классическими стеклообразующими элементами различаем несколько категорий. Есть между ними анионы и катионы. Из анионов наибольшее значение имеет кислород, который является партнером для всех катионов, входящих в состав технического стекла. Почти такой же величины фтор может часто замещать кислород в стекле. Ион хлора гораздо больше иона кислорода, поэтому он не может служить строительным материалом в структуре оксидных стекол. Если мы осветляем стекло хлоридом, в оксидном стекле остаются только следы хлора, главным образом из-за наличия сырьевых материалов со связанной водой, вследствие чего осветление стекла хлоридами является выгодным, особенно в боросиликатных стеклах. Сера также является основной составной частью оксидных стекол, в которых содержание SO4” доходит обычно до 0,6%. Углерод в стекле представлен как СО2 в связанном виде, причем имеются только его следы. Азота в оксидной форме в стекле еще меньше. Таким образом, в оксидных стеклах любые анионы (за исключением фтора, главным образом из-за своего большего размера по сравнению с кислородом), не применяются в качестве структурообразующих составных частей.Между катионами этой группы находим, прежде всего, элементы, которые легко образуют ионы с одним или двумя зарядами (одновалентные и двухвалентные элементы). Эти элементы легко образуют электролиты в водных растворах. Это щелочные и щелочноземельные элементы. Обе группы применяются в стекловарении в качестве плавней. Оксиды этих одновалентных и двухвалентных элементов (Na2O, K2O) не могут сами образовывать одновалентные стекла. Их химические связи являются ионными связями (электровалентыми). Если мы изменим их количество и соотношение в стеклах, эти элементы изменят свойства стекла. Поэтому с точки зрения структуры называем их модификаторами.

1 2 3 4 Следующая

`Как заработать 2000?` или `Как покупать правильные окна?`
Форум: оконные системы
Наружное и внутреннее остекление и светозащитные устройства выставочного центра BMW Welt
Фоторепортаж
Глобальная энергоэффективность: опыт, цифры и факты
Отраслевая наука
Комментарии
E-Mail:
следить за ответами
Окна
Металлопластиковые окна
Алюминиевые окна
Деревянные окна
Стеклопакеты
Услуги
Ремонт окон
Утепление фасадов
Монтаж пластиковых окон
Устройство откосов
Аксессуары
Подоконники
Москитные сетки
Отливы
Вертикальные шторы-жалюзи
Двери
Входные двери
Межкомнатные двери
Противопожарные двери
Автоматические двери
Фасады
Светопрозрачные фасады
Зимние сады
Алюминиевые фасады
Навесные фасады
Системы (бренды)
Профили
Фурнитура
Оборудование
Стекло и заполнение
Армирующие профили
Уплотнители
Крепеж
Программное обеспечение
Энергоэффективность
Калькулятор энергоэффективности окон
Подбор окон по энергоэффективности
Статьи об энергоэффективности
Калькулятор окон
Расчет стоимости окон
Расчет ветровых нагрузок на окна
Расчет энергоэффективности
Добавить компанию
Объявить тендер
Рейтинг, Рейтинг сайтов
Акции и скидки
Видео
Выставки
Карты
Новости
Объекты
Профильные системы
© 2016 OKNA.ua, ООО «Экодар». Все права защищены. Пользовательское соглашение
Карта сайта okna.ua