Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 2 (3-е изд., 1987) (1152096), страница 64
Текст из файла (страница 64)
90 90 Содержание соединений г>зеяеза, растворимых в соляной кислоте, в пересчете на РезОь 5з не более . . . . , 0,6 0,3 22.1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕВВЯ Стеклообразное состояние является разновидностью аморфного. Стеклами называются аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплава незавксимо от нх химического состава и температурной области затвердевания, прпобрета>ощие в результате постепенного увеличения вязкости механические свойства твердых тел, причем процесс перелаза из жидкого состояння в твердое является обратимым. Поскольку вязкость возрастает непрерывно, переход расплава в твердое (стеклообразное) состояние происходит ие при строго определенной температуре (как зто характерно для кристаллов). а в переходной температурной области.
Прапесс постепенного перехода переохлаж. денной жидкости в стеклообразное состояние называется отезлазпнием, а температурный интервал, в котором идет этот процесс, — интерполом стеклозания. Характеристическая температура, лежащая в средней части этого интервала, называется температурой сгеклоппнил — Те. Ниже этой температуры стекло приобретает хрупкость. Температура, при которой стекло переходит из вязкопзастичсского в жид. кое состояние, обозначается символам Т>, В интервале стеклования пр>гисходит резкое изменение всех свойств стекла — от значений, характерных для жидкого состояния, до значений, характерных для твердого состояния.
Стеклообрьзное состояние занимает промежуточное паложенве между кристал>шческям и жидквм: по ряду свойств (твердость, хрупкость. упрутасть и т. ц.) стек>ю сходно с типичньы:в >есрхыми телзмн, на о>ли щется от В электротехнической промышленности используют и другие минеральные матерналыг мел (ГОСТ 4415-75, код ОКП 57 4300) для электродных покрытий и каолин (ГОСТ 2!288-75, код ОКП 57 2900) в кабельном производстве.
них характерным для жидкостей отсутствием симметрии (дальнего порядка) в структуре и связанной с этны нзотропностью свойств. Каркас стекла построен нз тех >ке структурных единиц (координационных полиэдров), что и каркас кристалла, однако они образуют не упорядоченную кристаллическую структуру, а нерегулярную, апериодическую сетку. В настоящее время в составы стекол введена большая часть элементов периодичссной системы Д. И. Менделеева. По своей роли в процессе стсклообразования и по своему поло>кению в структуре стекла оксиды всех катионов делятся на три основные группы: 1) оксиды-стеклообразователи> 5>Оь ВзОь РзОз, ОеОз и дрц 2) окснды-модификаторы: СаО, ВаО, ЫазО, К,О и дрц 3) промежуточные оксиды, сами не образующие стекол, но способные принимать участие в образовании сетки многокомпонентиых стекол: А1,0з, ТРОь УгОз, МйО, ХпО и др.
По химическому составу все имеющие практическое значение стекла делятся на три основных типа: онсидные — на основе оксидов (5!Оь ОеОь ВзОь РзОг Аз>О>), галогенндиые — на основе галогенидов, главным образам Вере (фторбернллатиые стекла), и халькогенндные — на основе сульфидов, селенидов и теллуридов. Болыпая часть стекол, производимых промышленностью, принадлегкнт к числу оксидных и в свою очередь в зависимости от химического состава делится на ряд классов н групп: !) по виду оксида-стеклообразователя— силикатные, боратные, фосфатные, гермзнатные, алюминатиые, алюмосиликатные, боросилпкатные, алюмоборосплнкатпые и т.
дч 187 й 22.2 Физико-химические сообстзо стекол 22.2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОИСТВА СТЕКОЛ Та бли ц а 22.1. Основные характернстичесние точки температурной кривой вязкости Е!е смелое анне характеристической точен Иенмееоеенне технологнче. ского оромессе Нямюсть, Г>>л.с Осределеняе 10 Провар и осветленке сгехлом ассы Температура осветления /а ь Температура ныработки Тхмр 10х Начало стекла выработки !Ое Температура спекзиня Тоо Спекание стекла порошка !Об.з Размягчение стекла под собственным весом (моллирование) Температура размягчения (точка Литтлтона Те) Верхняя температура аномального интервала Т> !Ое — 10т Размягчение пол нагрузкой †деформац Темпсратура размягчения Тр 10>а Стеклянная нить в горизонтальном положении деформируется при небольцюй нагрузке — 0,7 МПа 10ш'з Определяется на дилатометре по кривой расширения как наивысшая точка на кривой.
При этой температуре напряжения в стекле снимаются в течение 15 с Температура начала деформации Тм.„ Температура, при которой навря>кения в стекле снимаются в течение !5 мин 10'з Верхняя температура отжнга Тнл Отжиг стекла ГО>з,з Температура, при которой напряжения в стекле снимаютсн в теченке 4 ч Нижняя температура отжита Т.,а 10>з'з Гран>юная температура ме>кду пластическим и твердым состояниями Температура стекловапня Тд Пх>ность, «со>не>стоу>о> сеь>ос~я от услооой м>морено с>селе, Пня ьсав темоеретуре, н сема т л !схоростн насрсьлмня м лр.! смосретуре могут аесьолысо меняться е алане режиме орелвермтельеой теолоеой обребатне 2) по содерясанню оксидов щелочных металлов — бесщелочные (не содержат оксидов щелочных, по могут содержать оксиды щелочно-земельных металлов — М80, СаО, ВаО и т. д.); малощелочные, многощслочные.
Свойства стекол определяются их химическим составом, а также так называемым степ- ловим прошлым» вЂ” температурно-времеиными услоннямн получения (режимом варки, формовапня, отжита и т. д.). Вязкость Ч в значительной степени определяет технологичность стекла и возможные методы формовапия из него пзделнй. При нагревании стекла значение >! меняется в чрезвычайно широких пределах: от значений выше 10ы (твердое стекло) до 10 Пз.с (расплав). Знание зависимости ц стекла от температуры (рис. 22.1) необхолимо как для правильного выбора технологических параметров производ- Стекло находится в расплавленном состоянии Вся область выработкк охватывает интервал динамических вязкостей 10' — 10е е Па с (10з — 10>е Пз) и соответствует переходу стекла из расплавлснного в пластическое состояние Температура, при которой порошок стекла спекается в компактное тело Температура, при которой стеклянный штабнк диаметром 0,6 и длиной 229 мм удлиняется пол действием собственного веса со скоростью 1 мм/ /мни; верхиян часть штабнка длиной ГОО мм во время испытаний нагревается в печи со скоростью 5-8 'С/мин Температура, при которой происходят переход нз пластического в жидкотекучее состо- яние Раэд, 22 Злэхтдоизоляцааякмэ стекла Т а бл и ц а 22.2.
Вязкость электротехнических стекол Вязкость, Пн.с, прв температуре, 'С И»рн» стекл» 1ЖО 1КП !100 1000 ст»рня 3,07 2,07 1,82 2,63 1,90 2,6! 1.638 1.43 2.17 1.491 Пнрекс ЗС-5К № 12 ЗС-9 № 23 2,23 1,286 1,!3 1,88 1,!70 2,03 1,№ 0,98 1,73 1,021 3,63 4.34 2,62. 3,23 2,23 2,82 3,00 2,40 3,03 5,27 8,35 11, 18 6.53 С49-2 С38.1 С89-2 ства стекла (температура варки, осветлепия, интервал выработки, отжига), так и для онределения возможных методов обработки стеклонзделий и температурнь1х интервалов их эксплуатации (обработка на газовой горелке, размягчение при откачке и т.
д.). Основные характеристические точки температурной кривой вязкости приведены в табл. 22.1. По характеру вависимости вязкости от температуры в пределах интервала выработки стекла делятся на «длинные» и «короткие»: чем больше интервал температур, которому соответствует изменение вязкости от 1О' до 10« Па с, тем «длиннее» стекло. Ленные по вязкости некоторых электротехнических стекол приведены в табл. 22.2. Поверхностное натяжение в силикатных расплавзх меняется в пределах от 220 до 380 мН(м. Поверхностное натяжение играет существенную роль в производстве стеклонзделий, особенно при ссветлении стекломассы, ее формовании н горячей обработке.
По своему влиянию на поверхностное натяжение оксиды, входящие в состав стекла, делятся на три группы: поверхностно-активные, т. е. снижающее поверхностное натяжение (У»Оь Сг»О». МоО», %0»), поверхностно-неактивные (5!Оь Т10ь Х«Оь ЗпО», МдО„А1»О», СаО, ВаО, ХпО, Е!»О, Ыа»О н др.), компоненты промезкуточного характера (К«0, РЬО, В»О», Р»О«). Спа«иэпюпэпя способность стекол имеет важное значение для процессов эмалнроваяня () 2()8 (1()(7 ЫП б()() т '0 Рис.
22.1. Зависимость вязкости стекол для цветных кинескопов от температуры. Значения основных характеристических вяэкостных то- чек даны в табл. 22.1 и спаивания. Мерой ее является краевой угол смачнвания Π— угол между подложкой и касательной к поверхности капли стекла, проведенной в краевой точке соприкосновения капли с подложкой. Чем меньше 6, тем лучше смачиваяие стеклом материала подложнн (металла, керамики, стекла). На смачиваюшую способность стекол окаэыва1ст влияние их состав, температура, газовая среда, природа смачиваемого материала н состояние его поверхности Смачивание металлов стеклом улучшается прн повышении температуры, нри создании окислительной среды, приводящей к образованию на поверхности металла оксидов, причем кислые оксиды (ЗЮь ТЮь РеЯ„Сг»О») значительно луюне смачнваются раснлавом, чем основные (СзО, МВО).
Смачинающая способность стекол увеличивается при замене К»О на Ка»О и )л»О. С явлением смачивания тесно связано явление сдгезии стекла к металлу. Адгезия стекла к окисленной поверхности значительно повышается, при этом чем меньше кислорода содержит оксид металла, тем прочнее сто связь со стеклом (табл. 22.3) и меньше газоцроницаемость сная. Кристаллизация стенла определяется око. ростыо образования центров кристаллизации и скоростью роста кристаллов. Оптимальная длч кристаллизации область температур для стекол различных марон соответствует вязкосги 10' — !О» Па с.
Промышленные стекла характеризуются минимальной склонностью к кристаллизации в интервале выработки. Злектровакуумные стекла, кроме того, должны не кристаллизоваться при обработке ва газовой горелне и при спаивании. Плотность стекол изменяется от 2200 ло 8100 кг/мз, увеличиваясь прн введении в стекло оксидов тя»киных металлов (РЬО, ВаО и др.). Лля обычных промышленных стекол она близка к 2500 — 2700 кг/мэ.
Плотность закаленных стекол ниже, чем отохокенных. Механическая прочность стекла завискт не столько от его хкмического состава, сколько от состояния поверхности. Теоретическая прочность стекла, рассчитанная исходя из прочности связи 5! — О, составляет 10 000— 20 000 МПа, реальная прочность технических стекол при растяжении чрезвычайно ннэка— 20 — 50 МПа. Подобное снижение прочкости стекла обусловлено наличием на его поверхности большого количества микродефектов (трш щин Гриффнтса), являющихся нонцентраторамн напряжений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
