Стекло и стеклокристаллические материалы

Производство стекла

Стеклом называют твердый, аморфный, прозрачный в той или иной области оптического диапазона (б зависи­мости от состава) материал, получаемый из переохлаж­денных жидких минеральных расплавов, содержащих стеклообразующие компоненты (оксиды кремния, бора, алюминия и др.) и оксиды металлов (лития, калия, маг­ния, свинца и т. д.).

Производство стекла включает следующие техноло­гические операции:

· подготовку сырьевых материалов (обогащение, сушка, измельчение);

· приготовление ших­ты (смешивание компонентов и брикетирование);

· варку стекла в стекловаренных печах при 1400—1500°С;

· ох­лаждение стекломассы до температуры, при которой она приобретает оптимальную для данного метода выработ­ки стекла вязкость,

· формование из полученного распла­ва изделий;

· термическую, механическую или химиче­скую обработку.

Метод выработки (формования) зависит от вида из­делия. Для получения строительного стекла используют

1. вытяжку,

2. прокат,

3. прессование.

Стекло характеризуется:

· высокой прочностью при сжатии (600—1200 МПа)

· сравнительно малой проч­ностью при растяжении (30—90 МПа).

· оно очень плохо сопротивляется удару, т. е. хрупко.

· характерным свой­ством стекла является высокая прозрачность

· способ­ность пропускать не менее 84 % лучей видимого спектра. Плотность стекол изменяется в пределах от 2, 2 до 2, 6 г/см3, плотность промышленных стекол порядка 2, 5 г/см3.

· стекло отличается сравнительно низкой теплопро­водностью; в зависимости от вида стекла теплопровод­ность его колеблется в пределах 0, 5—1 Вг/(м-°С).

· стекло имеет низкую термостойкость, т. е. при резком и сильном нагревании или охлаждении в нем возникают большие напряжения, вызывающие растрескивание. При нагревании стекло размягчается и при температуре око­ло 1000 °С плавится.

· оно обладает также высокой хими­ческой стойкостью. Большинство минеральных кислот, за исключением фтористоводородной (плавиковой) кис­лоты, не разрушает стекло; растворы щелочей и даже чистая вода разрушает стекло с поверхности, хотя очень медленно.

СИТАЛЛЫ И ШЛАКОСИТАЛЛЫ

Ситаллы представляют собой стеклокристаллические материалы, получаемые из стекла в результате его пол­ной или частичной кристаллизации.

Для производства ситаллов требуется дополнительная по сравнению с про­изводством стекла термическая обработка, в процессе которой происходит кристаллизация стекла. В качестве катализаторов кристаллизации служат соединения фто­ридов или фосфатов щелочных или щелочноземельных металлов.

По внешнему виду ситаллы могут быть черного, ко­ричневого, серого, кремового и других цветов, глухие и прозрачные. Кристаллическая структура определяет ис­ключительно высокие физико-механические свойства ситаллов:

· Предел прочности при сжатии ситаллов более 500 МПа.

· Обладая малым тепловым расширением

· вы­сокой прочностью,

· ситаллы отличаются большой терми­ческой стойкостью,

· долговечностью,

· стойкостью к агрес­сивным воздействиям,

· износостойкостью.

Ситаллы применяют для изготовления прочных, химически и тер­мически стойких облицовочных плиток, труб и других изделий,

Шлакоситаллы —новые строительные материалы мик­рокристаллического строения, сырьем для производства которых служат металлургические шлаки. Из расплава шлака с добавками методом непрерывного проката или прессованием формуют изделия, направляемые затем на термообработку, при которой происходит кристаллиза­ция.

Шлакоситаллы имеют:

· плотную структуру и обладают высокими прочностью,

· твердостью,

· термо-

· износостой­костью

· стойкостью к химически агрессивным средам.

· Цвет шлакоситаллов темно-серый или белый, но они мо­гут быть окрашены в различные цвета керамическими красками.

Используют шлакоситаллы для покрытия полов и об­лицовки стен зданий различного назначения, в качестве защитной облицовки строительных конструкций в про­мышленных зданиях с химически агрессивными услови­ями производства, а также для футеровки оборудования химической и горнодобывающей промышленности.