Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 282
Текст из файла (страница 282)
Прозрачное С.к. содержит 99,99 4 ЯО„обладает наименьшим среди силикатных стекол показателем преломления (ло!,4584) н высокой прозрачностью в УФ, видимой и ИК областях спектра. Изготовлупот его плавлением чистого горного хрусталя, кварца или синтетич. 8!О, в водородно-кислородном пламени, а также высокотемпературиьам парофазным гидролнзом или парофазным окислением ЯС14 в кислородном пламени или низкотемпературной плазме. Применяют для изготовления устройств УФ и ИК оптики (линзы, лампы, трубки излучения), лаб.
приборов, агшаратуры лля радиотехники и радиоэлектроники, стеклянных волокон, смотровых стекол, люков.и др. Непрозрачное С, к., содержащее большое кол-во растворенных в нем газовых пузырьков диаметром 0,03-0,30 мм, получают сплавленнем обогащенного кварцевого песка или жпльного кварца; содержит ЯО > 96,6%, А(,О < 0,6'А, Ре,О, < 0,025%, СаО с 0,1%, М8О < 0,06%.
Прйменяют для изготовления термо- и кислотостойкой хим. ашгаратуры, муфелей для электрич. печей, стеклобруса для кладки стекловаренных печей, чехлов для термопар и т. д. Л«м. см. прп сг. С»ассе и ргес«чсс с. Л.А Ор ма. 834 422 СТЕКЛО СТЕКЛО гП':ОРГАНЙЧЕСКОЕ, твердый аморфный материал, получающийся в результате переохлвжденйя жидкости (напр., расплава неорг. оксидов, водного р-ра солей, жидкого металлич. сплава).
Обладает мех. св-вами твердого тела, характеризуется термодинамич. мегастабильностью; при определенных условиях склонно к крисгаллизацви. Отличается от кристаллов и жидкостей: С.н. рентгеноаморфно вследствие неупорядоченного атомного строевив (в его струкФуре отсутствует дальний порядок), юотропиц, не имеет определенной т-ры затвердеваиия или плавления, т.е. прн охлаждении расплав переходит из жидкого состояния сначала в пластичное, а затем в твердое (процесс стекловання).
Процессы нагревания и охлахшения (если при оклажденни не происходит кристаллизации) обратимы. Температурный интервал Т вЂ” Т„ в пределах к-рого происходят этн процессы, наз. интервалом стеьлоаанив (Т~ — т-ра перехода ю югдкого состояния в пластичное, Т,-т-ра перехода ю пластичного состояшш в твердое). Интервал стеклования (обычно 100-200'С) зависят от хим. состава и скорости охлаждения С.н. и представляет собой переходную область, в пределах к-рой происходит резкое изменение его св-в. В С. н. существуют образования (рои, кластеры'или атомные комплексы) с размерами от 0,5 до 2 нм и разл. включения технол. или ликвационного происхождения от 5,0 до 100,0 нм.
Классифнкацвя стекол. С.н. различают по составу и назначению. По составу выделяют одно- нян многокомпонентные С.н., состоящие ю разл. элементов (металлы, неметаллы), галогенидов, халькогенидов, оксидой н др. Одиокомцонентные элементные С.н. способны образовывать небольшое число неметаллов-Я, Яе, Аз, Р, С и нек-рые металлы-ВЬ Са, Еп, Н1, У,.ХЬ, Та, Сг, Мо, Ж, Ее, Ре, Хь А1 н др. Однокомпонентные галогенидные С.
н. Ьолучвют гл. обр. на основе стеклообразующего компонента — ВеР,, ХгРв или Вар„многокомпонентиые сосзавы фторберилатных стекол содержат также фториды А1, Са, М8, Яг, Ва. Много- компонентные промышленные С. н. на' основе хлорндов, бромидов и иодидов разл. металлов могут иметь след. состав (вА по массе): КХ 0 — 24.0, РЬХ 0 — 24,0, ЯгХ 2,0-30,0, С4Х 34,0 — 53,0, ВаХ 8,0 — 40,0, РЬХ, 0 — 23,0 (Х = СЬ Вг, П. Халькогеиидные С.ц. содержат бескислородные системы типа Аэ-Х, Ое-Аа-Х, Ое-ЯЬ-Х, Ое-Р— Х, где Х = Я, Яе, Те.
Состав иром. халькогенидных С. н. (У0 по массе): Те 85,0-87,0, Яе 9,0-11,0, Аа 1,0-1,6, ЯЬ 2,0-3,0, Я 0,5 — 1,О. Оксидные С.н. образуют 810з, ОеОз, ВзОз, Р,О„АззОз. Большая труппа оксидов — ТеОз, Т(Оз, Ъ~оО,, %Оз, В(зСиз, А1зОз, ОазОз, УзОэ — образует С. н, при сплавленни с др. модифицируюпшми оксидамн, напр. СаО, ХазО и т.д. Оксидиые С.н. называют по виду стеклообразующего оксида: силикатные, боратные, фосфатные, германатные и т.д.
Из однокомпонеитных С.н. иаиб. значение имеет силикатное симкло кввриевое, из бинарных-шелочносилнкатные С. «. состава МзΠ— ЯЮз (М = Ха, К), т. иаэ. сглвкяо.ввсимовимвв, ю миогокомпонейтных — щелочноснликатные С. н., содержаздие оксиды Са, М8, А1. Хнм. состав нек-рых видов оксидных промьппленных С. н. приведен в таблице. По назначению промышленные С.н. разделяют на неся. видов: строительное (листовое — оконное, витринное, узорчатое, армированное; архитектурно-строительное-блоки, пакеты, профилнроваиное С.н., пеностекло; стеклянные трубы); техническое (оцтич., хим:лаб., мед., злектротехн., светотехн., злектроизоляц. и т.д.); стекловолокна; тарное; сортовое (для произ-ва стеклянной посуды); спепиальное (лазерное, фотохромиое, оптически-и магнитоактнвное, для ультразвуковых линий задержки и т.д.); стекло исидяве; эмали и покрытия; сииигвлы.
Физвко-химаческне свойства в применение. Оптические св-ва. С.н. отличаются прозрачностью в разл, областях спектра. Оксидные С. н. харахтеризуются высокой прозрачностью а видимой области спектра: коэф. прозрачности т(т =1(1е, где 1 -интенсивность падающего'на пов-сть стекла света, 1-интенсивность света, прошедшего сквозь сгекло) для оконного С.
н. 0,83-0,90, для олтяческого-0,95 — 0,99. 835 В связи с этим С.н. незаменимо при остеклении зданий и разл. видов транспорта, изготовлении зеркал и оптнч. приборов, включая лазерные, лаб. посуды, ламп разл. ассортимента и назначения, осветит. аппаратуры, телевизионной техники, волоконно-оптич. линий связи, хим.
аппаратуры. В зависимости от состава и условий получения С.н. способно по-разному преломлять, рассеивать и поглощать свет в вш1пмой, УФ, ИК н рентгеновской областях спектра (см. Овтические материалы). Нек-рым С.и, свойственна также фоточувствительность, т, е, способнос|ь изменять коэф.
поглощения под действием УФ или рензтеновского облучения, а-лучей, нейтронов, что используют в произ-ве т. наз. фотохромиых С. н., а звкже при изготовлении аппараа турй и приборов для радиац, техники, Наиб. высокнм светопропусканием в ИК области обладают алюмофосфатные и халькогенидные С.н., повышенным — С.н. на скйове ЯЮБ УФ лучи интенсивно поглощают С.и., содержащие оксйды РЬ, Ре, Т1, рентгеновские и а-лучи-С.н.
с высокнм содержанием оксидов РЬ нли Ва. Галогенидные С.н. на основе Вер, отличаются уникальным комплексом оптич. постояинйх, высокой устойчивостью к действию жестких излучений и агрессивных сред, таких, как Р,, НР. С.н, на основе фторидов Ух н Ва прозрачны в видимой и ИК областях спехтра. Хвлькогенидиые С.н. обладают также электронной проЪодвмостью; применяются в телевизионных высокочувствит. камерах, ЭВМ (в качестве переключателей илв элементов запоминающих устройств).
Плотность промьпплениых С.н. колеблется от 2,2 до 8,0 г/смз. Низкие значения плотности характерны длв б<~ ратных и боросиликатных С.ня среди силикатных С.н. наим. плотностью обладает кварцевое. Введение в состав С. н. щелочнык и щел.-зем. оксидов приводит к увеличению его плотности: плотность возрастает при эквимолекулярной замене одного оксида другим в рядах ЬйзО < Ха О < КзО и М80 < СаО к ЯгО с ВаО < РЬО.
Плотность последних С.н. достигает 8,0 г/смз. Мех. св-ва. С.н.-хрупкий материал, ие обладает пластич. деформацией, весьма чувствителен к мех. воздействиям, особенно ударным. Значение модуля упругости разлячных С. н. колеблется в пределах 44,2 — 87,2 ГПа, Наибольшее его значение характерно для малощелочиых алюмоснлнкатных С. н. с высоким содержанием оксидов Ве, М8 и Са, наименьшее-для бора- и свинцовосилнкатных С.н.
с высоким содер1канием оксидов В и РЬ; модуль упругости кварцевого С.н. 23,2 ГПа. Ударная вяжешь силикатньи С.н. 1,5 — 2,0 кН/и, в то же время сопротивление сжатию такое же, как у чугуна,— 0,5-2,5 ГПа. Прочность С.н. на изгиб 30-120 МПа. Техн. прочность определяется качеством пов-сти (иаличие трещин Гриффитса). Упрочняют С.н. обычно способами, способсгвуюшнми созданию в нем поверхностных сжимающих иапрккений (отжнг, термич.
закалка, хнм. упрочнеиие), причем прочность закаленного С.н. в 4-б раз превышаег прочность отожженного. Хнм. способы упрочиения †обработ повети С, н, газовыми реагентами (напр., ЯО,), ионный обмен (обработка пов-сги в расплавах солей щелочных металлов), поверхностная кристаллизация, нанесение полимерных и др. покрытий. Возможно также упрочнение травлением, т.е. путем удаления илн «залечивания» дефектов при обработке пов-сти С.н.
разл. хим. реагеитами. Так, напр., о,„для иром. листового стекла после действия фториетоводородной к-ты составляет 500 — 600 МПа. При низкотемпературиом (400 — 450 С) ионном обмене эффект упрочнения достигается вследствие замещения ионов одних щелочных металлов иа.,ноны др. щелочных металлов большего радиуса (напр., (а' иа Ха' или Кэ), в результате чего образуется сжатый поверхностный слой (поряцка 20— 40 мкм). При высокотемпературном (500 — 700'С) ионном обмене происходит замена катионов Ха и К' в С.и, на 1а", что снижает его козф. температурного расширения; при этом в поверхностном скйе при охлаждении образуются 836 СТЕКЛО 473 ХИМИЧКСКИВ СОСГАВ Нхпотормк ОКСИдНЬП ПрОМЬПНЛКННЬЗХ СтККОЛ, '..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
