Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1.doc
Скачиваний:
77
Добавлен:
26.09.2019
Размер:
3.31 Mб
Скачать

«Силикатные (неорганические) стекла»

Неорганическое стекло — дешевый материал, так как его изготовляют из доступных веществ: кварцевого песка SiО2, соды Na2СОз, доломита CaCO3·MgCO3, мела СаСОз и некоторых других. Смесь этих веществ, взятых в определенном соотношении, называют шихтой. Загруженная в стекловаренную печь шихта при нагревании до 1350—1600 °С плавится, образуя жидкую стекломассу, из которой изготовляют различные стеклянные изделия.

Основным стеклообразующим веществом является кварцевый песок, который содержит 98 % SiО2. Практически стекло можно получать из одного кварцевого песка, однако расплавить его можно только при очень высокой температуре (около 2000 °С). Для этого необходимы дорогостоящие печи и другое сложное оборудование. Правда, чистые кварцевые стекла обладают рядом ценных свойств: очень высокими электрическими характеристиками, стойкостью к влаге (гидролитическая стойкость). Изделия из кварцевого стекла, нагретые до красного, каления и погруженные в холодную воду, не растрескиваются.

Некоторые термостойкие электроизоляционные изделия (небольшие изоляторы) изготовляют из чистого кварцевого стекла.

Для получения других видов стекла составляют шихту, в которую кроме кварцевого песка входят вещества, снижающие его температуру плавления (кальцинированная сода, мел, доломит и др.).

При нагревании шихты из нее вначале испаряется влага, улетучиваются газы в атмосферу, а оставшиеся оксиды натрия, калия, кальция и других веществ вступают в химические реакции с кремнеземом Si03, образуя сложные соединения, называемые силикатами. Поэтому неорганические стекла называют силикатными.

При температуре 1350—1600 °С силикаты плавятся, образуя вязкую стекломассу, из которой изготовляют различные стеклянные изделия. Так, выдуванием в металлические формы получают баллоны ламп, а прессованием — стеклянные изоляторы и другие изделия.

По химическому составу все силикатные стекла можно разделить на четыре группы: щелочные, щелочные с содержанием тяжелых оксидов, малощелочные и бесщелочные.

Щелочные стекла сравнительно легкоплавкие (1350 °С) и содержат большое количество щелочных оксидов. К этой группе принадлежат оконное, посудное и бутылочное стекло. Щелочные стекла обладают низкими значениями электрических характеристик и имеют большой коэффициент температурного расширения, что обусловливает их низкую термостойкость. Щелочные стекла с содержанием тяжелых оксидов обладают повышенными электрическими характеристиками. К этой группе относятся флинты и кроны, применяемые для изготовления электроизоляционных изделий (конденсаторов и др.).

Малощелочные стекла содержат щелочных оксидов не более 5 % и используются для изготовления стеклянных изоляторов высокого напряжения.

Бесщелочные стекла либо совершенно не содержат щелочных оксидов (например, кварцевое стекло), либо содержат их не более 2 % и служат для изготовления стеклянного волокна для электроизоляционных стеклотканей. Эти стекла отличаются сравнительно высокой температурой плавления, для понижения которой в состав шихты вводят борный ангидрид (до 10%).

До последнего времени все изоляторы изготовляли из электротехнического фарфора. Попытки применить для этой цели стекло оканчивались неудачей из-за недостаточной механической прочности и термической стойкости стеклянных изоляторов.

В настоящее время разработаны состав малощелочного изоляторного стекла и технология производства изоляторов из закаленного стекла. Согласно этой технологии стекломасса, поступающая из ванной печи, подается в чугунную пресс-форму автоматического пресса, где происходит прессование изолятора. Затем нагретый изолятор извлекается из формы и равномерно обдувается со всех сторон холодным воздухом, поступающим через сопла.

Механическая прочность закаленных стеклянных изоляторов в 2—3 раза выше, чем незакаленных, и выше, чем фарфоровых изоляторов. Поэтому размеры закаленных стеклянных изоляторов на 10—20 % (по сравнению с фарфоровыми) меньше.

Стеклянные изоляторы малых габаритов (штыревые на 10 кВ и некоторые другие) изготовляют не из закаленного, а из отожженного стекла. В этом случае изоляторы, отпрессованные на пресс-автоматах, отжигают в печах, медленно повышая, а затем медленно понижая до комнатной температуры. Такой отжиг снимает все внутренние напряжения, возникшие за счет неравномерного охлаждения при прессовании стеклянных изоляторов.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]