Рейтинг компаний
Рейтинг сайтов
Цены по типам окон
Расчет цены на окна
Расчет прочности окон
Расчет энергоэффективности

Роль химических элементов в стеклообразовании

Страница 3 из 7

По требованиям, вытекающим из стереометрии, строение стекловидных материалов в группе элементов, подобных редким газам, могут создавать только упомянутые три элемента (кремний, бор, фосфор).
Из III группы элементов, отличных от инертных газов, удовлетворяет данному требованию германий, который по своим стеклообразующим свойствам в значительной степени уподобляется кремнию. В конце этой четырехчленной группы сеткообразователей, способных соединять свои структурные пространственные единицы (преимущественно тетраэдры, или у трехкоординационного бора треугольные пластинки) в связную сетку, стоят мышьяк и сурьма. Хотя эти два элемента по соотношению радиусов ионов не соответствуют вышеприведенному геометрическому правилу, в их оксидах, тем не менее, ионы кислорода размещены вокруг центрального катиона в двух случаях так, что уподобляются конфигурации кремния, и эта пространственная аналогия является причиной того, что оксид мышьяка известен как стеклообразующий. Однако эти оксиды не распределены по структуре силикатных стекол в более или менее заметной степени, имеются только следы их, так как они вводятся только для осветления.
Кремний окружен четырьмя ионами кислорода, образующими в пространстве тетраэдр. При таком расположении можно ожидать, что каждый двухвалентный кислород, находящийся в вершине тетраэдра, связанный одной валентностью с центральным кремнием, будет другой валентностью связан со следующим тетраэдром. Таким образом, он является мостом между двумя тетраэдрами: поэтому можно говорить о «мостовом» ионе кислорода.
Прочность связи между кремнием и кислородом очень велика (отсюда высокая температура плавления SiO2). При охлаждении изделия стекломасса в пластическом состоянии не успевает потерять эту прочную химическую связь и создать новую, упорядоченную, требуемую для кристаллизации. Структурное состояние пластического материала, приближающееся к состоянию жидкостей, «замерзнет».
Таким образом, в твердом состоянии, материал не перейдет в упорядоченное кристаллическое состояние, сетка SiO2 в стекле энергетически почти также стабильна, как и в кристаллическом упорядоченном состоянии. При обычной температуре образуется стабильное стекло, как это известно из повседневной практики.
Среди элементов-сеткообразователей особое положение занимает бор. Свойства боросиликатных стекол значительно меняется в зависимости от содержания B2О3 в стекле и прочих катионов, особенно щелочей.
По составу этих стекол нельзя заранее предугадать их свойства: правило аддитивности здесь не действительно. Это обстоятельство называется «борной аномалией» и имеет отношение к его положению в периодической системе, к его электронным оболочкам. С точки зрения классической химии бор стоит среди элементов, подобных редким газам; на границе между классическими элементами — металлами литием и бериллием и неметаллами (углерод и азот). Его атом имеет два электрона во внутренней сфере и три электрона в валентной сфере.
Однако «связь» бора с внешними валентными электронами не так мала, чтобы его типичной формой был трехвалентный катион В3+ (после утраты валентных электронов), и недостаточно велика, чтобы ион образовал устойчивое образование, в котором он был бы окружен восемью электронами (электронный октет).
Бор в стекле, в зависимости от обстоятельств, бывает окружен тремя ионами кислорода (такая конфигурация имеет относительно небольшую химическую устойчивость, снижает вязкость, повышает тепловое расширение) или четырьмя ионами кислорода, которые в этом случае окружают его в тетраэдре, подобном тетраэдру кремния (такая конфигурация имеет большую прочность химической связи, вязкость повышается, тепловое расширение уменьшается). Поэтому возникает большое различие в его влиянии на физические свойства стекла. Это проявляется в некоторых стеклах и является одной из причин, почему именно боросиликатные стекла имеют склонность к расслоению в определенном интервале низких температур (обычно между 500-780°С).

Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 Следующая

Форум: оконные системы
`Как заработать 2000?` или `Как покупать правильные окна?`
Фоторепортаж
Наружное и внутреннее остекление и светозащитные устройства выставочного центра BMW Welt
Отраслевая наука
Глобальная энергоэффективность: опыт, цифры и факты
Комментарии
Loading
E-Mail:
следить за ответами
Окна
Металлопластиковые окна
Алюминиевые окна
Деревянные окна
Стеклопакеты
Услуги
Ремонт окон
Монтаж пластиковых окон
Утепление фасадов
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
Библиотека
Объявления
Тендеры
Рейтинг, Рейтинг сайтов
Акции и скидки
Видео
Выставки
Карты
Новости
Объекты
Профильные системы
© 2018 OKNA.ua, ООО «Экодар». Все права защищены. Пользовательское соглашение
Карта сайта okna.ua