36. Стекла. Классиф., сырье. Стадии пр-ва, способы фомования.

Стекла - переохлажденные расплавы смесей оксидов и бескислородных соед-й с высокой вязкостью, обладающие после охлаждения мех. свойствами твердого тела. В стр-ре стекла сущ. аморфная и кристаллич. фазы, нах-ся в состоянии неустойч. равновесия. Стеклам присущи специфич. св-ва, характерные для аморфных тел: отсут-е четкой температуры плавл. и переход из ТВ. состояния в жид. в некотором интервале температур, кот. хар-ся температурой размягчения, а также изотропность оптич. св-в.

Состав силикатных стекол м.б.выражен общей формулой: n R₂O * m RO * pR₂O₃ * qRO₂.,

где n,m.p,q – переменные величины,а R₂O- оксиды щелочных металлов Na₂O,R₂O,Li₂O; R₂O –оксиды щелочноземельных и др. двухвалентных металлов CaO,BaO,MgO,PbO,ZnO,SrO,FeO;R₂O₃ – кислотные оксиды Al₂O₃,B₂O₃,Fe₂O₃; RO- оксид кремния, составляющий до 75% массы.

Общие св-ва стекол: прозрачность, низкая теплопроводность, диэлектрич. свойства, высокая хим. стойкость к разл. кислотным реагентам. По назначению стекла: строительное, тарное, бытовое, худож., хим., оптическое, стекла спец. назначения. Формула силикатного стекла: Be₂O *CaO * 6SiO₂

Сырье – разнообраз. прир. и синтетич. материалы:1. Стеклообразователи, создающие основу стекла: оксиды кремния и свинца, карбонаты Na, Ca, К; сульфаты натрия и бария, борная кислота, бура, оксид алюминия; 2. Красители, придающие стеклу необх. цвет: оксиды и соли металлов, образующие в стекле коллоизные р-ры: меди(1) , железа(2), кобальта(2), хрома(3), хлорида золота, сульфата меди и т.д.; 3.Глушители, делающие стекло матовым: оксиды мышьяка, олова; 4. Обесцвечиватели, устраняющие желтую окраску: оксид марганца; 5.Осветлители, удаляющие из стекломассы газовые включения: нитрат натрия, хлорид аммония, оксид мышьяка и т. д.

Схема пр-ва стеклянных изделий: Сырье – подготовка компонентов – пригот-е шихты - варка стекломассы – формование изделия – изделие.

Подготовка сырья вкл. операции промывки, сушки, измельчения, классиф. и брикетирования веществ. Материалы, смешанные т.о. для образования шихты, кот. поступает на варку стекла.

Варка стекломассы- совокупность сложных физико-хим. пр-в, протек-х в гетерогенной системе ч/з стадии варки, осветления массы и охлажд. Эти пр-сы нач-ся в тв. фазе и продолжаются в расплаве. Скорость варки зависит от скорости диффузии. В ТВ. фазе протекают р-и обр-я силикатов, в жид. при температуре1200-1240 ⁰С – процессы стеклообр-я. Последовательность пр-сов при варке:

Для варки исп. стекловаренные печи: ванные печи. Ванная печь состоит из: 1- варочный бассейн,2- зона варки печи, регенеративные продукты горения отводятся в 2 регенератора, накаливают в них насадку из огнеупорного кирпича, через 20мин. изменяют движение газов на противоположное, вводя в один регенератор горючий газ, а в др. –воздух, где они нагреваются перед смешением. Шихту засыпают в зону варки- 1200-1400 ⁰С. Стекломасса перемещается в зону осветления-3, с температурой 1500 ⁰С. Затем, стекломасса, охлаждаясь до 1200 ⁰ С, протекает в бассейн-4, откуда ее забирают на выработку изделий. 5- каналы, ведущие в регенераторы.

Методы формования стеклянных изделий из стекломассы зависят от их вида и назначения. В зав. от состава стекломассы формование производят в интервале температур 800-1100, при вязкости 10 ³-4*10 ² Па*с. Важн. методы формования:1.Вытягивание на машинах лодочного и безлодочного типа со скоростью 80-110 м/ч(листовое стекло). 2.Выдувание на прессвыдувочных машинах (тарная и хим.посуда) 3.Прессование (линзы,стеклянные блоки, бытовые изделия) 4.Отливка в формы (худож. изделия) 5.Прокат, с отжигом и шлифовкой (толстое листовое стекло). Спец. виды стекл. изделий:1.Небъющееся получают обработкой в печах с охлаждением его обдувкой воздухом; 2.Пеностекло получ. сплавлением стекл. порошка с пенообразователями при800 ^о С 3.Стекловолокно получают продавливанием стекломассы через фильтры или методом дутья.