Стекло и его свойства. Сырьевые материалы для стекловарения. Приготовление шихты - [2]

Шрифт
Интервал

Отличительным свойством кристаллических тел в отличие от стекловидных является и то, что они способны самоограняться в процессе своего образования и роста из расплава; стекловидные вещества этим свойством не обладают.

Имеются еще некоторые отличительные признаки между стеклом и кристаллами, которые проявляются при изготовлении стеклоизделий.

Стеклом называются аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплава независимо от их состава и температурной области затвердевания и обладающие в результате постепенного увеличения вязкости механическими свойствами твердых тел. Процесс перехода из жидкого состояния в стеклообразное является обратимым.

В состав стекла входят кремнезем, оксиды алюминия, бора, калия, кальция, магния, натрия, свинца и др. Каждый оксид придает стеклу определенные свойства. В состав современных стекол вводят 3-10 и более оксидов, так как к стеклам предъявляются самые разнообразные требования. Например, художественное стекло для декоративной обработки должно быть чистым, прозрачным, отлично преломляющим световые лучи, окрашивающимся в разные цвета. В настоящее время в производстве стекла нашли применение большинство элементов периодической системы Д.И.Менделеева.

Составы стекол выражают в процентах по массе оксидов, входящих в данное стекло.

Знание основных структурных характеристик стекла позволяет разрабатывать составы стекол, обладающих определенными свойствами, изменять эти свойства в нужном направлении, управлять процессами варки, формования и обработки стеклоизделий.

Свойства расплавов стекол

К свойствам расплавов стекломассы относятся вязкость, связанная с ней скорость твердения, поверхностное натяжение и кристаллизация, а также теплоемкость, теплопроводность, электрическая проводимость. Значение этих свойств при производстве стекла очень велико, их необходимо знать для правильной обработки изделий из стекла.

Следует иметь в виду, что выделившиеся в стекломассе кристаллы являются следствием нарушения технологического режима и приводят к браку стеклоизделий.

Вязкость (внутреннее трение) – свойство жидкостей (расплавов) и газов оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

При движении слоев жидкости между ними образуются силы, замедляющие движения одних слоев относительно других, которые пропорциональны площади соприкосновения слоев и разности скоростей их передвижения. Коэффициент пропорциональности называют коэффициентом внутреннего трения жидкости или вязкости. Вязкость измеряют в Па*с.

Свойство стекломассы постепенно увеличивать свою вязкость с уменьшением температуры позволяет изготовлять изделия самыми различными способами и разных конфигураций. Если в начале выработки стекло пластично и может принять при определенном усилии любую форму, то в конце вязкость его увеличивается и изделие затвердевает настолько, что способно сохранить свою форму при дальнейшей обработке. Именно способность стекла постепенно изменять свою вязкость в зависимости от температуры позволяет придавать стеклу различную форму при его обработке на стеклодувной горелке.

Вязкость играет большую роль на всех стадиях производства стеклоизделий. На рис.2 представлена технологическая шкала вязкости, из которой видно, при какой вязкости осуществляется тот или иной технологический процесс.

Вязкость в сильной степени зависит от температуры. На рис.3 приведена кривая изменения вязкости в зависимости от температуры.

В зависимости от скорости нарастания вязкости при понижении температуры в области формования различают «длинные» и «короткие» стекла. Область рабочей вязкости стекла для «длинных» стекол лежит в температурном интервале приблизительно 450-500 градусов С, для «коротких» – 220-250 градусов С. Температурная область формования имеет большое значение при стеклодувных работах. «Длинные» стекла, например, позволяют производить больше операций за определенный промежуток времени, так как они медленнее затвердевают.

Вязкость стекла зависит от химического состава стекла, хотя и в меньшей степени, чем от температуры. Щелочные и щелочноземельные окислы как правило понижают вязкость стекла при всех температурах, но некоторые повышают ее. Ряд окислов оказывает сложное влияние на вязкость стекла. К примеру, СаО при низких температурах повышает вязкость, а при высоких температурах в небольших количествах (до 8-10%) существенно снижает вязкость, а в больших количествах увеличивает ее. При замене СаО на MgO вязкость стекла при высоких температурах увеличивается. Оксид цинка ZnO, особенно при высоких температурах, часто понижает вязкость стекла. Сложно влияет на вязкость борный ангидрит, а именно: при низких температурах при введении примерно до 15 процентов ингредиента вязкость стекла повышается, при дальнейшем увеличении содержания борного ангидрита вязкость уменьшается; при высоких температурах борный ангидрит понижает вязкость стекла.

Скорость твердения. Скорость твердения стекол характеризуется изменением вязкости в зависимости от температуры и времени.

При выработке стеклоизделий большое значение имеет скорость твердения стекол. Технологический режим формования стеклоизделий строится так, чтобы процесс придания изделию геометрической формы происходил при пластичном состоянии стекла (соответствующих значениях вязкости), а к окончанию процесса формования необходимо, чтобы стекло затвердевало и без задержки можно было бы перемещать его на последующую обработку. Существует правило, что чем быстрее стекло затвердевает, тем быстрее его следует вырабатывать, и наоборот. Это правило лежит в основе выбора типа стекол для формования стеклоизделий различными способами.


Еще от автора Илья Валерьевич Мельников
Планировка дачного участка

«Итак, вы получили или купили земельный участок. И вас кроме сарайчика, в котором можно хранить только садово-огородный инвентарь, вам хочется иметь дом на дачном участке. Каким он будет? Все зависит от того, сколько средств, времени и труда вы решили на него затратить. Ведь очень многие горят желанием сделать что-то своими руками на своей земле, будь то маленький домик или настоящая усадьба. Хотя и маленькие домики могут быть настоящим уютным и комфортным жильем или местом загородного отдыха…»Каждый владелец дачного участка мечтает превратить его в райский уголок.


Новая энциклопедия для девочек

Двадцать первый век – век твоей молодости. Другая жизнь, другие требования, другие цели. Этот мир создан специально для тебя, но ты пока не подобрала к нему ключик. Поэтому тебе может казаться, что никто раньше не переживал того, что ты переживаешь сейчас, что твои эмоции уникальны, а проблемы – единственные в своем роде. Ты можешь чувствовать себя одинокой и непонятой, брошенной на произвол судьбы в бурном море житейских бурь и невзгод, тебе может казаться, что родители не хотят вникнуть в твои проблемы, друзья предают, а учителя попусту придираются.


Ковка

Книга посвящена художественной ковке – одному из древнейших способов обработки металлов.В книге представлена подробная информация о кузнечном ремесле, включающая его историю и развитие.Особое внимание здесь уделено кузнечным инструментам (опорным, ударным, вспомогательным и измерительным), изготовлению этих инструментов, а также разновидностям кузнечной рубки, отделке поковки, сборке кованых изделий и защите поверхностей кованого металла.


Рулетка. Выигрышные стратегии

Рулеточные системы, основанные на вероятностях, преследуют своей целью достижение положительного результата. Существует множество стратегий, при помощи которых можно добиться выигрыша. В этой книге описаны системы, которые помогут добиться успеха, а также системы, которые считаются ошибочными. Знание этих стратегий очень важно для игроков в рулетку, т. к. с помощью их Вы избежите типичных ошибок.


Коррозия и термическая обработка

Книга подробно расскажет о явлении коррозии металлов, о причинах ее возникновения и методах защиты от нее.Кроме того, в книге дана подробная информация о термической обработке металлов, о таких ее разновидностях, как отжиг, нормализация, закалка и отпуск, а также о химико-термической обработке черных металлов.


Опиливание

Немаловажную роль в художественной обработке металлов играет опиливание. В книге подробно изложена сущность процесса опиливания, детально рассмотрены типы напильников.Особое внимание в книге уделено опиливанию выпуклых поверхностей и мелких деталей, а также уходу за напильниками.


Рекомендуем почитать
Юный техник, 2015 № 04

Популярный детский и юношеский журнал.


Юный техник, 2015 № 03

Популярный детский и юношеский журнал.


Юный техник, 2014 № 02

Популярный детский и юношеский журнал.



Столярные и плотничные работы

Умение работать с благородным материалом – деревом – всегда высоко ценилось в России. Но приобретение умений и навыков мастера плотничных и столярных работ невозможно без правильного подхода к выбору материалов, инструментов, организации рабочего места, изучения технологических тонкостей, составляющих процесс обработки древесины. Эта книга покажет возможности использования этих навыков как в процессе строительства деревянного дома, так и при изготовлении мебели своими руками, поможет достичь определенных высот в этом увлекательном и полезном процессе.


Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. Федеральный закон № 123-ФЗ от 22 июля 2008 г.

Настоящий Федеральный закон принимается в целях защиты жизни, здоровья, имущества граждан и юридических лиц, государственного и муниципального имущества от пожаров, определяет основные положения технического регулирования в области пожарной безопасности и устанавливает общие требования пожарной безопасности к объектам защиты (продукции), в том числе к зданиям, сооружениям и строениям, промышленным объектам, пожарно-технической продукции и продукции общего назначения. Федеральные законы о технических регламентах, содержащие требования пожарной безопасности к конкретной продукции, не действуют в части, устанавливающей более низкие, чем установленные настоящим Федеральным законом, требования пожарной безопасности.Положения настоящего Федерального закона об обеспечении пожарной безопасности объектов защиты обязательны для исполнения: при проектировании, строительстве, капитальном ремонте, реконструкции, техническом перевооружении, изменении функционального назначения, техническом обслуживании, эксплуатации и утилизации объектов защиты; разработке, принятии, применении и исполнении федеральных законов о технических регламентах, содержащих требования пожарной безопасности, а также нормативных документов по пожарной безопасности; разработке технической документации на объекты защиты.Со дня вступления в силу настоящего Федерального закона до дня вступления в силу соответствующих технических регламентов требования к объектам защиты (продукции), процессам производства, эксплуатации, хранения, транспортирования, реализации и утилизации (вывода из эксплуатации), установленные нормативными правовыми актами Российской Федерации и нормативными документами федеральных органов исполнительной власти, подлежат обязательному исполнению в части, не противоречащей требованиям настоящего Федерального закона.


Варка. Способы обработки. Материалы и инструменты. Декоративное покрытие. Гравёрные работы

Книга подробно расскажет о процессе варки стекла, о способах обработки стекла, материалах и инструментах, применяемых для обработки стеклоизделий, декорировании выдувных изделий (гутном, рельефном, вплавлением различных материалов, с применением стеклянной крошки и проч.), а также о нанесении декоративных покрытий и гравёрных работах.