Üvegnek nevezzük az olvadék túlhűtésével nyert amorf testeket, függetlenül azok kémiai összetételétől és a megszilárdulás hőmérsékleti tartományától, amelyek a viszkozitás fokozatos növekedése következtében mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. szilárd anyagok, és a folyadékból üveges állapotba való átmenet folyamatának reverzibilisnek kell lennie. Az anyag üveges állapotának jelei a világosan meghatározott olvadáspont hiánya, a homogenitás és az izotrópia. Sok anyag nyerhető üveges állapotban.

Az üveg adalékanyag nélkül képes az úgynevezett üvegképző oxidok SiO2, P205 és B203 előállítására. Az üveggyártás alapanyaga azonban a legtöbb esetben egy többkomponensű keverék, amely az üvegképző oxidon kívül különféle adalékokat is tartalmaz.

Az építőiparban szinte kizárólag szilikátüveget használnak, melynek fő összetevője a szilícium-dioxid SiO2.

Az üveg nem olyan meghatározott kémiai összetételű anyag, amely kémiai képlettel kifejezhető, ezért az üveg összetételét hagyományosan oxidok összegeként fejezik ki. Az építőüvegek összetétele típustól és céltól függően oxidokat tartalmaz (tömeg%-ban): Si02 - 64-73,4; Na203 10-15,5; K20 0-5; CaO 2,5-26,5; MgO 0-4,5; A1203 0-7,2; Fe203 0-0,4; S03 - 0-0,5; B203 - 0-5.

Az oxidok mindegyike szerepet játszik az olvadási folyamatban az üveg tulajdonságainak kialakításában. A nátrium-oxid az olvadáspont csökkentésével felgyorsítja az olvadási folyamatot, de csökkenti az üveg vegyszerállóságát. A kálium-oxid fényt ad és javítja a fényáteresztést. A kalcium-oxid növeli az üveg vegyszerállóságát. Az alumínium-oxid növeli az üveg szilárdságát, hő- és vegyszerállóságát. A bór-oxid növeli az üvegolvadás sebességét. Az optikai üveg és kristály előállításához ólom-oxidot vezetnek a töltésbe, ami növeli a törésmutatót.

Üveggyártás alapanyagai

Az üveggyártás nyersanyagait fő- és segédanyagokra osztják.

A főbbek az ásványi nyersanyagok és néhány ipari termék: kvarchomok, szóda, dolomit, mészkő, hamuzsír, nátrium-szulfát. Ráadásul be mostanában A különféle iparágakból származó hulladékot széles körben kezdték felhasználni - nagyolvasztó salakok, kvarctartalmú anyagok, kalcium-tetraborit, szemcsék stb.

Az ásványi nyersanyagok általában rendelkeznek nagyszámú szennyeződések és változó összetétel. A szennyeződéseket hagyományosan két csoportra osztják:

az olvadt üveg minőségének romlása (vas-, króm-, titán-, mangán-, vanádium-oxidok);

megfelel az üvegkompozíció fő összetevőinek (alumínium-, kalcium-, magnézium-, kálium-, nátrium-oxidok).

Az első csoportba tartozó szennyeződések nemkívánatos színt kölcsönöznek az üvegnek, és zárványok formájában hibák kialakulásához vezethetnek az üvegben. A második csoport szennyeződéseit általában figyelembe veszik a töltésrecept kiszámításakor.

Az üveg olvadásának felgyorsítása és a szükséges tulajdonságok biztosítása érdekében a töltetbe segédanyagokat (derítő, hangtompító, színezék stb.) vezetnek be.

Tisztítószerek (nátrium- és alumínium-szulfátok, kálium-nitrát, arzén-anhidrid) segítik a gázbuborékok eltávolítását az olvadt üvegből.

A hangtompítók (kriolit, fluorpát, kettős szuperfoszfát) átlátszatlanná teszik az üveget.

A festékek adott színt adnak az üvegnek - vegyületek: kobalt - kék, króm - zöld, mangán - lila, vas - barna és kékeszöld tónusok stb.

Az üveggyártás alapjai

Az építőüveg-gyártás a következő fő műveletekből áll: nyersanyagok feldolgozása; szakaszos előkészítés, üvegolvasztás, terméköntés és izzítás.

A feldolgozás magában foglalja az üzembe csomók formájában bekerülő anyagok aprítását, őrlését (dolomit, mészkő, szén), nedves anyagok szárítását (homok, dolomit, mészkő), minden komponens adott méretű szitán való átszitálását.

A töltet elkészítése magában foglalja az átlagolás, az adagolás és a keverés műveleteit. A töltés akkor tekinthető jó minőségűnek, ha eltérése az adott összetételtől nem haladja meg az 1%-ot.

Az üveggyártás speciális üvegolvasztó kemencékben történik, folyamatos (fürdőkemence) vagy szakaszos (edénykemence) működésű. Amikor a töltetet 1100-1150 °C-ra melegítjük, szilikátok képződnek először szilárd formában, majd az olvadékban. A hőmérséklet további emelésével a legtűzállóbb SiO2 és A1203 komponensek teljesen feloldódnak ebben az olvadékban, olvadt üveg keletkezik. Ez a massza heterogén összetételű, és annyira telített gázbuborékokkal, hogy főzőhabnak nevezik. Tisztításhoz és homogenizáláshoz az olvadt üveg hőmérsékletét 1500-1600 °C-ra emeljük. Ez csökkenti az olvadék viszkozitását, megkönnyíti a gázzárványok eltávolítását és homogén olvadék előállítását. Az üveggyártást az olvadt üveg olyan hőmérsékletre történő lehűtésével (hűtésével) fejezik be, amelyen az üvegtermékek előállításához szükséges viszkozitást eléri.

A termékek fröccsöntése különféle módszerekkel történik: nyújtás, öntés, hengerlés, préselés és fújás. Az üveglap formázása a szalag olvadékból történő függőleges vagy vízszintes nyújtásával (6.1. ábra), hengerléssel vagy lebegőszalagos módszerrel (float módszer) történik. A nyújtási módszert 2-6 mm vastagságú üveg előállítására használják. A szalagot egy csónakon (hosszirányú résszel ellátott tűzálló rúd) vagy az olvadt üveg szabad felületén (csónak nélküli módszer) forgó gépi tekercseken keresztül húzzák ki az olvadt üvegből.

Az úszó módszer a jelenleg ismert legfejlettebb és legtermékenyebb módszer. Kiváló felületminőségű üveg előállítását teszi lehetővé. Az eljárás sajátossága, hogy az olvadt ón felületén, szétterülő üvegolvadék hatására az üvegcsík kialakítása megy végbe. Az üveglap felülete sík és sima, és nem igényel további polírozást.

Az izzítás a termékek gyártása során kötelező művelet. A termékek alakjának rögzítésére szolgáló gyors hűtés során nagy belső feszültségek keletkeznek bennük, ami akár az üvegtermékek spontán tönkremeneteléhez is vezethet.

Edzés – ezzel a művelettel olyan üveget állítanak elő, amelynek nyomószilárdsága 4-6-szoros, hajlítószilárdsága pedig 5-8-szor nagyobb a hagyományos üveghez képest. A temperálás az üveg képlékeny állapotba hozásával, majd a felület hirtelen lehűtésével történik.

A termékek végső feldolgozása magában foglalja a csiszolás, polírozás, dekorációs feldolgozás műveleteit.

Üveg és üvegáru szerkezete, tulajdonságai

Az üveggyártás folyamatában és különösen annak lehűlésének szakaszában olyan szerkezet alakul ki, amely a folyékony olvadék részecskéinek teljes rendezetlensége és az anyag szemcséinek teljes rendeződése között köztesként jellemezhető.
kristályos állapot. Az üvegben csak a részecskék rövid hatótávolságú sorrendje figyelhető meg, ami meghatározza tulajdonságainak izotrópiáját.

A közönséges építési szilikátüveg sűrűsége 2 g / cm3. A különféle üvegadalékok tartalmától függően speciális célú sűrűsége 2,2-6,0 g/cm3.

A szigetelő üvegáruk sűrűsége 15-600 kg/m3 között változik.

Az üveg szilárdsága és deformálhatósága. Az üveg számított elméleti szakítószilárdsága 12 000 MPa, a műszaki - 30-90 MPa, amit az üvegben lévő mikroinhomogenitások, mikrorepedések, belső feszültségek, idegen zárványok stb. magyaráznak. Az üveg nyomószilárdsága 600-1000 lehet. MPa és így tovább. A 4-10 mikron átmérőjű üvegszálak szakítószilárdsága eléri az 1000-4000 MPa-t. A különböző összetételű üvegek rugalmassági modulusa (4,5-9,8) -104 MPa között mozog. Az üvegnek nincs képlékeny deformációja.

A ridegség az üveg fő hátránya, amely nem ellenáll az ütéseknek. A közönséges üveg ütésállósága mindössze 0,2 MPa.

Az üvegek optikai tulajdonságai a fontos tulajdonságaik, és a fényáteresztés (átlátszóság), a fénytörés, a visszaverődés és a szóródás mutatói jellemzik őket. A közönséges szilikátüvegek a spektrum teljes látható részét átadják, és gyakorlatilag nem továbbítják az ultraibolya és infravörös sugarakat. Az üvegek irányított fényáteresztő képessége eléri a 0,89-et.

Az üvegek hővezető képessége összetételenként 0,5-1,0 W / (m ° C) között változik. A hőszigetelő üvegáruk hővezető képessége 0,032-0,14 W / (m ° C). A hőtágulási együttható kis értéke (9-10 '6-15 * 10 "6) miatt a közönséges üveg viszonylag alacsony hőállósággal rendelkezik.

A poharak hőkapacitása szobahőmérsékleten 0,63-1,05 kJ / (kg ° C).

Az üveg hangszigetelő képessége viszonylag magas. E mutató szerint az 1 cm vastag üveg egy fél téglában lévő téglafalnak felel meg - 12 cm.

Az üveg vegyszerállósága összetételétől függ. A szilikátüveg nagy vegyszerállósággal rendelkezik a legtöbb agresszív közeggel szemben, kivéve a hidrogén-fluoridot és a foszforsavat.

A Szovjetunió Tudományos Akadémia Terminológiai Bizottsága a következő definíciót adta az üvegre:

"Az üveg minden olyan amorf testet jelent, amelyet olvadék túlhűtésével nyernek, függetlenül a megszilárdulás kémiai összetételétől és hőmérsékleti tartományától, és amelyek a szilárd anyagok mechanikai tulajdonságaival rendelkeznek a viszkozitás fokozatos növekedése és a folyadékból üveges állapotba való átmenet eredményeként. visszafordíthatónak kell lennie."

Az üveget szakkifejezésnek tekintik, szemben tudományos kifejezés"üveges állapot". Buborékok, apró kristályok lehetnek az üvegben. Egy üvegszerű anyag anyagában akár szándékosan is nagyon sok apró kristály képződhet, ami átlátszatlanná teszi vagy más színt ad neki. Az ilyen anyagokat "tejszerű" üvegnek, színes üvegnek stb.

A modern fogalmak különbséget tesznek az "üveg" és az "üveges állapot" között. "Üveges állapot": "Szilárd, nem kristályos anyag, amely egy folyadék olyan sebességű hűtésével jön létre, amely elegendő ahhoz, hogy a hűtés során megakadályozza a kristályosodást." N.V. Solomin szerint "az üveg olyan anyag, amely főleg üvegszerű anyagból áll."

Minden üveges állapotú anyag számos általános fizikai-kémiai tulajdonsággal rendelkezik. Tipikus üvegtestek:

1.izotópok, azaz. tulajdonságaik minden irányban azonosak;

2. hevítéskor nem olvadnak meg, mint a kristályok, hanem fokozatosan meglágyulnak, törékenyből viszkózus, erősen viszkózus és cseppfolyós állapotba mennek át;

3. reverzibilisen megolvadnak és megszilárdulnak, visszanyerik eredeti tulajdonságaikat.

A prések és a tulajdonságok megfordíthatósága azt jelzi, hogy az üvegképző olvadékok és az edzett üveg valódi megoldások. Az anyag átalakulása folyékonyból szilárd halmazállapotba a hőmérséklet csökkenésével kétféleképpen történhet: az anyag kristályosodik vagy megszilárdul üveg formájában.

Szinte minden anyag követheti az első utat. A kristályosodási út azonban csak azoknál az anyagoknál szokásos, amelyek folyékony állapotban alacsony viszkozitásúak, és amelyek viszkozitása viszonylag lassan, egészen a kristályosodás pillanatáig növekszik.

A második csoport döntően a lúgok koncentrációjától vagy bármely más kiválasztott komponens koncentrációjától függ. Az összetételtől való függésük befolyásolja: viszkozitást, elektromos vezetőképességet, iondiffúziós sebességet, dielektromos veszteségeket, kémiai ellenállást, fényáteresztést, keménységet, felületi feszültség.

Az üveg fizikai tulajdonságai

A közönséges nátrium-kálium-szilikát üveg sűrűsége, beleértve az ablaküveget is, a folyosókon 2500-2600 kg / m3 között ingadozik. Amikor a hőmérséklet 20-ról 1300 ° C-ra emelkedik, a legtöbb üveg sűrűsége 6-12% -kal, azaz 100 ° C-kal csökken, a sűrűség 15 kg / m3-rel csökken. A közönséges lágyított üvegek nyomószilárdsága 500-2000 MPa, az ablaküvegé 900-1000 MPa.

Az üveg keménysége a kémiai összetételtől függ. Az üvegek keménysége 4000-10000 MPa tartományban eltérő. A legkeményebb a kvarcüveg, az alkáli-oxid-tartalom növekedésével az üveg keménysége csökken.

Törékenység. Az üveg a gyémánttal és a kvarccal együtt az ideálisan törékeny anyagok közé tartozik. Mivel a ridegség ütéskor a legkifejezettebb, az ütési szilárdság jellemzi. Az üveg ütésállósága a fajlagos viszkozitástól függ.

Hővezető. A kvarcüvegek a legmagasabb hővezető képességgel rendelkeznek. A közönséges ablaküveg 0,97 W / (m. K). A hőmérséklet növekedésével a hővezető képesség nő, a hővezető képesség az üveg kémiai összetételétől függ.

Az oxidüvegek nagy átlátszósága nélkülözhetetlenné tette őket épületek, tükrök és optikai eszközök üvegezéséhez, beleértve a lézer-, televízió-, film- és fényképészeti berendezéseket stb. Épületi lemezüvegeknél, ablaküvegeknél, vitrineknél figyelembe kell venni, hogy a fényáteresztési tényező közvetlenül függ az üvegfelület visszaverő képességétől és abszorpciós képességétől. Elméletileg még a tökéletes üveg, amely nem nyeli el a fényt, nem tudja átengedni a fény 92%-ánál többet.

Az üveg optikai tulajdonságai: A törésmutató az üveg azon képessége, hogy megtöri a rá eső fényt. A törésmutató nagyon fontos a kerámiafestékek előállításához. Ez határozza meg, hogy a kerámiatermék milyen erősen fogja visszaverni a fényt, és hogyan fog kinézni.

Mechanikai tulajdonságok: a rugalmasság a szilárd test azon tulajdonsága, hogy a terhelés megszűnése után visszaállítja eredeti alakját. A rugalmasságot olyan mennyiségek jellemzik, mint a normál rugalmassági modulus, amely meghatározza a feszültség (kompresszió) során a terhelés hatására fellépő feszültségek nagyságát.

Belső súrlódás: Az üveges rendszerek képesek elnyelni a mechanikai, különösen a hang- és ultrahangos rezgéseket. A rezgések csillapítása az üveg inhomogenitásainak összetételétől függ.

Termikus tulajdonságok A szilikátrendszerek a legfontosabb tulajdonságok mind a vizsgálatban, mind a kerámia- és üvegtermékek gyártásában.

Fajhő: - egységnyi üvegtömeg 1 °C-os felmelegítéséhez szükséges Q hőmennyiség határozza meg.

A vegyszerállóság - a különféle agresszív környezetekkel szembeni ellenállás - a szemüvegek egyik nagyon fontos tulajdonsága fontos az orvostudomány számára. Az edzett üveg 1,5-2-szer gyorsabban bomlik, mint a jól izzított üveg. A modern építésben speciális, nap- és hővédő tulajdonságokkal rendelkező üvegeket használnak ablak-, ajtó- és egyéb nyílásokhoz. Ezeknél az üvegeknél fontos a derítésen áthaladó fényáram spektrális jellege, a színtónus értékelése. Ezen jellemzők alapján történik egy bizonyos típusú üveg kiválasztása, valamint a hő- és világítási tulajdonságok, a munkakörülményekre gyakorolt ​​hatásuk, az épületek és építmények tervezése.

A szemüvegek osztályozása.

Üvegáruk.

Üveg- homogén amorf test, amelyet az olvadt üveg hűtésével nyernek. Egy egyszerű példa - veszünk egy kockacukrot, folyékony állapotba melegítjük, majd lehűtjük. A cukor elveszti eredeti kristályszerkezetét és amorf anyaggá válik.

Az üveg története.

Az üveg először az ókori Egyiptomban jelent meg ie 3 ... 4 évezredben. Az akkori kor szemüvege azonban már megjelenésében is különbözött a maiaktól. Általában nem voltak átlátszóak, és nagyszámú buborékot tartalmaztak. Főleg dísztárgyakat készítettek ilyen üvegből.

7. század végén. Az üveggyártás Velencéből indul ki, ahol a IX. magas szintet ér el. Híres velencei ólomüveg ablakok és mozaikok díszítették az akkori templomokat, és a velencei üveggyártás monopóliumát képezték a különféle színes üvegművek, mozaik- és filigránüvegek, tükrök. Aztán ez a művészet behatolt Nyugat-Európa és a Közel-Kelet más országaiba is.

A 17. század végén. Csehországban találták fel az üveget, amely tisztaságával, átlátszóságával és keménységével tűnik ki, és „bohém kristály” néven ismert.

Az üveggyártás Oroszországban a 9-10. században jelent meg, vagyis sokkal korábban, mint
Amerikában (XVII. század) és korábban, mint Nyugat-Európa sok más országában.

Oroszország első üveggyárát 1638-ban alapították Moszkva közelében. Ez a gyár ablaküveget és egyéb üvegtermékeket gyártott. Az üveggyártás nagymértékben fejlődött I. Péter alatt. Ebben az időszakban Moszkva közelében, Kijevben és más városokban üveggyárakat hoztak létre. 1760-ban már több mint 25 üveggyár működött Oroszországban, különböző tartományokban. Ezek a gyárak főleg ablaküveget, palackokat és háztartási eszközöket gyártottak.

Az üveggyártás tudományos alapjainak megalapítója Oroszországban M.V. Lomonoszov, aki 1752-ben gyárat épített Szentpétervár közelében, és megszervezte ott a színes üvegek gyártását. M.V. Lomonoszov kidolgozott egy módszert az üveg melegpréselésére.

Üveg kompozíció.

Az üveggyártás nyersanyagait elsődleges vagy üvegformázó és segédanyagként osztályozzák.

Alapanyagok segítségével különféle oxidokat juttatnak az üvegkompozícióba, amelyek megolvadva üvegmasszát alkotnak. Az üveg tulajdonságai a benne lévő oxidoktól és azok arányától függenek. A fő oxidot, a SiO2-t kvarchomok útján juttatják az üvegbe. A homok mentes legyen a szennyeződésektől, különösen a színezőanyagoktól (vas, titán, króm-oxidok), amelyek kékes, sárgás, zöldes árnyalatot okoznak az üvegnek, csökkentik az átlátszóságát. Az üveg szilícium-dioxid-tartalmának növekedésével javul a mechanikai és termikus szilárdság, valamint a kémiai ellenállás, de az olvadáspont emelkedik.

A B2O3 bór-oxid elősegíti az olvadást, javítja az üveg fizikai és kémiai tulajdonságait.

Az A12О3 alumínium-oxid segít növelni az üveg szilárdságát és vegyszerállóságát.

Az alkáli oxidok Na2O, K2O csökkentik az üveg olvadási hőmérsékletét, elősegítik a termékek képződését, de csökkentik a szilárdságot, a hőállóságot és a vegyszerállóságot.

A kalcium, magnézium, cink oxidjai növelik a termékek vegyszerállóságát és hőállóságát. A bárium, az ólom és a cink-oxidok növelik a sűrűséget, javítják az optikai tulajdonságokat, ezért felhasználják a kristályok előállításához.

Támogató anyagok az üveg fogyasztói tulajdonságainak javítására vezették be. Céljuk szerint derítőszerre, színtelenítőre, hangtompítóra, színezékre, redukálószerre és oxidálószerre oszthatók.

Derítők segít eltávolítani a gázokat a nyersanyagok bomlása során keletkező olvadt üvegből. A gázzárványok miatt az üvegmassza átlátszatlanná válik. Derítőszerként nitrátot, ammóniumsókat, arzén-trioxidot használnak. Melegítéskor a derítők lebomlanak, gőzök formájában felfelé emelkednek, és elszállítják a gáznemű zárványokat.

Színtelenítők tompítsa vagy gyengítse a nem kívánt színfoltokat. A kis vas-oxid-keverékeknek köszönhetően az üveg zöldes-kék árnyalatú, és színtelenítő anyagokat használnak, hogy ezt az árnyalatot láthatatlanná tegyék. Az elszíneződésnek két módja van - fizikai és kémiai. A fizikai módszerben egy további festéket visznek be az olvadt üvegbe, amely semlegesíti a fő hatását. A fizikai színtelenítők közé tartoznak a mangán, kobalt stb. vegyületei. A kémiai színtelenítők a színes vegyületeket színtelenné alakítják. Ide tartozik a salétrom, az antimon. Ezek a vegyületek a 2 vegyértékű vas-oxidot 3 vegyértékű vas-oxiddá alakítják, amelynek gyengébb a színe.

Hangtompítók(fluoridok és foszfátok) csökkentik az átlátszóságot, és az üveg kifehéredik.

Színezékek adja meg az üvegnek a kívánt színt. Nehézfém-oxidokat vagy -szulfidokat használnak színezékként. Elszíneződhet a szabad fémek (réz, arany, antimon) kolloid részecskéinek az üvegben történő felszabadulása miatt is.

Az üveget kékre festik kobalt-oxiddal, kékre réz-oxiddal, zöldre króm- vagy vanádium-oxiddal, lilára mangán-peroxiddal, rózsaszínre szelénnel stb.

Oxidáló és redukáló szerek színes üvegek olvasztásakor adják hozzá, hogy a környezet bizonyos pH-értékét hozzon létre. Ide tartozik a nitrát, szén stb.

Főzésgyorsítók hozzájárulnak az üveg olvadásának felgyorsításához. Ide tartoznak a fluorvegyületek, alumíniumsók stb.

Az üveg tulajdonságai. Az összetételétől függ.

A közönséges üveg sűrűsége 2500 kg / m3; a magas ólom-oxid tartalmú üvegek sűrűsége a legnagyobb - akár 6000 kg / m3. Főleg az üvegösszetételben lévő nehézfém-oxidok (ólom, bárium, cink) jelenlététől függ, és befolyásolja a termékek tömegét, optikai és termikus tulajdonságait. A sűrűség növekedésével a fény törésmutatója, a fényesség és a fényjáték a széleken nő, de csökken a hőállóság, a szilárdság és a keménység.

Az üveg optikai tulajdonságai változatosak. Az üvegek lehetnek átlátszóak (áteresztőképessége 0,85 vagy több) és különböző mértékben tompítottak, színtelenek és színezettek, fényes és matt felülettel. Az üveg fő optikai tulajdonságai: fényáteresztés (átlátszóság), fénytörés, visszaverődés, szóródás stb. A közönséges szilikátüvegek jól áteresztik a spektrum teljes látható részét, és gyakorlatilag nem eresztik át az ultraibolya és infravörös sugarakat. A legtöbb szemüveg átlátszósága 84-90%. Az üveg kémiai összetételének és színének megváltoztatásával szabályozható az üveg fényáteresztése. A törésmutató (a beesési szög szinuszának és a visszaverődési szög szinuszának aránya) közönséges üvegeknél 1,5, kristálynál 1,9. Ugyanakkor minél nagyobb a törésmutató, annál nagyobb a visszaverődés.

Az üveg nagy nyomószilárdságú 700-1000 MPa és alacsony szakítószilárdság - 35-85 MPa.

A keménység az üveg azon képessége, hogy ellenálljon egy másik test behatolásának. Az összetételtől függ. A kvarcüvegek, valamint az alacsony alkálitartalmú boroszilikát üvegek nagy keménységgel rendelkeznek. A kristályüvegek kétszer puhábbak, mint a hagyományos üvegek. A közönséges szilikát üvegek keménysége 5-7 a Mohs-skálán.
A ridegség az üveg azon képessége, hogy ellenáll az ütéseknek. Az üvegnek gyenge az ütésállósága, azaz törékeny. A bórsav-anhidrid, magnézium-oxid jelenléte az üvegben növeli az üveg ütésállóságát.
Az üveg hővezető képessége alacsony, ezért télen az üveget a helyiségek védelmére használják. A kvarcüveg a legmagasabb hővezető képességgel rendelkezik.

Az üvegek hőstabilitása számos tényezőtől függ: az üveg összetételétől, a termék alakjától és méretétől, a felület jellegétől stb. Egy speciális hőkezelés segítségével többszörösére növelhető az üveg hőállósága.

Az üveg vezetőképessége alacsony (az üveg dielektrikum). Ugyanakkor az üvegek elektromos vezetőképessége a hőmérséklettel változik (az olvadt üveg vezet áramot). Az elektromos vezetőképességre a legnagyobb hatást a bennük lévő lítium-oxid tartalom gyakorolja; minél több van az üvegösszetételben, annál nagyobb az elektromos vezetőképesség. A kétértékű fémek oxidjai (leginkább BaO) csökkentik az elektromos vezetőképességet.
Az üveg alkalmas a mechanikai megmunkálásra: gyémánttömítésű körfűrészekkel fűrészelhető, győztes maróval csiszolható, gyémánttal vágható, csiszolható, polírozható. Műanyag állapotban, 800-1000 ° C hőmérsékleten az üveg öntésre alkalmas.

A szemüvegek osztályozása.

A szemüvegeket összetételük szerint osztályozzák. Nevük bizonyos oxidok tartalmától függ. A következő oxidüvegeket különböztetjük meg:

szilikát - SiO 2;

alumínium-szilikát - Al 2 O 3, SiO 2;

boroszilikát - B 2 O 3, SiO 2;

bór-alumínium-szilikát - B 2 O 3, Al 2 O 3, SiO 2 és mások.

Minden üvegtípusnak sajátos tulajdonságai vannak.

A szilikát üvegeket közönséges, kristályos, hőálló üvegekre osztják. A közönségesek közé tartoznak a nátron-mész, mész-kálium, mész-nátrium-kálium poharak.

A kristályüvegeket fokozott csillogás és erős fénytörés jellemzi. Különbséget kell tenni ólom és ólommentes kristály között. Az ólomkristály megnövelt súlyú és jól díszített. Az ólom-oxid mennyiségétől függően az ólomkristályt felosztják

1. Legalább 10% ólmot, bórt vagy cink-oxidot tartalmazó kristályüveg.

2. Alacsony ólomtartalmú kristály, amely 18-24% ólom-oxidot tartalmaz.

3. 24-30% ólom-oxidot tartalmazó ólomkristály.

4. Magas ólomtartalmú kristály, amely 30% vagy több ólom-oxidot tartalmaz.

Az ólommentes kristály főleg bárium-oxidot tartalmaz (legalább 18%), ami javítja a fénytörést, növeli az üveg keménységét és fényét, de csökkenti az átlátszóságot.

A hőálló üveg ellenáll a hirtelen hőmérséklet-változásoknak. Ide tartoznak a bórvegyületek (12-13%). Az ilyen üvegek hőállósága megnövekszik az edzés után.
Az üveg kémiai tulajdonságai.

Az üveg vegyszerállósága meghatározza a termékek rendeltetését és megbízhatóságát. Nagyon magas, különösen víz, szerves és ásványi savak (kivéve a fluorsav) vonatkozásában. A lúgok és alkáli-karbonátok agresszívebbek. A hidrogén-fluorsav oldja az üveget, ezért a termékek mintázására, mattítására és kémiai polírozására használják.

Az üvegtermékek fogyasztói tulajdonságainak kialakulása az elkészítés folyamatában történik Termelés.

Üvegáru gyártás több szakaszból áll: alapanyagok előkészítése, töltet elkészítése, üveg olvasztása, üvegtermékek gyártása, termékek feldolgozása és díszítése, termékek válogatása, jelölése és csomagolása.

1. A nyersanyagok előkészítése a kvarchomok és egyéb alkatrészek nem kívánt szennyeződésektől, finom őrléstől és szitálástól való megtisztításán múlik.

2. A töltet, azaz a száraz anyagkeverék elkészítése abból áll, hogy a komponenseket a recept szerint lemérjük és alaposan összekeverjük, amíg teljesen homogén nem lesz. Progresszívebb módszer a brikett és granulátum előállítása töltetből; ugyanakkor a töltés homogenitása megmarad, és a főzés felgyorsul. Ezenkívül az üveg olvadásának felgyorsítása érdekében 25-30% üvegtörést adnak a tételhez. A törmeléket megmossák, összetörik és mágnesen vezetik át.

3. Az üvegolvadék főzése a töltetből fürdőkben és fazékkemencékben történik, maximum 1450-1550 °C hőmérsékleten. A főzés során az alapanyagok összetett fizikai és kémiai átalakulásai, kölcsönhatásai mennek végbe. Derítők segítségével az üvegmasszát megszabadítjuk a gázzárványoktól, alaposan összekeverjük az összetétel és a viszkozitás egyenletességéig. A nyersanyagok feldolgozásának, a töltet előkészítésének és a főzésnek a megsértése esetén az olvadt üvegben hibák keletkeznek (később elemezzük).

4. Az árucikkek viszkózus üvegmasszából való formázása különféle módszerekkel történik. A fröccsöntési eljárás nagymértékben meghatározza a termékek konfigurációját, falvastagságát, dekorációs technikáit, színezését, ezért fontos választék-jellemző és ármeghatározó tényező.

A háztartási termékek fúvással, préseléssel, préseléssel fújással, hajlítással (hajlítással), öntéssel stb.

Fúj - az üvegtermékek öntésének legrégebbi módja. A fúvás gépesített, vákuumfúvás, kézi formába fújható és gutén (ingyenes).

A kézi fújás üvegfúvócsővel történik. Ez a fúvás öntőformában és forma nélkül is elvégezhető. A formák befújásával bármilyen konfigurációjú és falvastagságú, sima és fényes felületű termékeket kapunk. Színtelen, tömegesen festett és rezsi termékeket (két- és többrétegű) gyártanak.

A forma nélküli vagy szabadfúvás (a kereskedelemben - Guten fröccsöntés) szintén üvegfúvócsővel történik, de a termékeket öntéssel, végül főként levegőn készítik el. A termékeket a formák összetettsége jellemzi, sima átmenetek részek, megvastagodott fal.

Az egyszerű formájú színtelen termékeket, főként üvegeket, automata gépeken gépesített fúvással állítják elő.

A fúvott termékek a legsimább falúak, erős fényűek, nagy átlátszósággal, a legváltozatosabb formákkal és falvastagsággal rendelkeznek. Szinte minden lehetséges módon díszítettek, és a legjobb minőségűek.

Megnyomás az üvegtermékek előállításának legelterjedtebb és leggazdaságosabb módjai. A termékeket automata és félautomata préseken speciális formákba öntik, ahol azonnal rájuk rajzot helyeznek. Jellemzőjük a nagy falvastagság (több mint 3 mm), nagy tömeg, kisebb átlátszóság és hőállóság, jelentős fenékvastagság, láthatóak a formanyomok. A préselt edények egyszerű formájúak, széles tetejű.

A préselt termékek némi monotóniáját a felületen könnyű dombornyomott mintázat kialakításával (texturált prés), felső gyűrű nélküli préselésekkel próbálják leküzdeni, ami lehetővé teszi az egyes termékekhez szabadon kialakított él kialakítását, a préselés és hajlítás kombinációját ( préshajlítás).

Nyomja meg a fújást azzal jellemezve, hogy a termékek fröccsöntése két szakaszban történik - először öntőformában, majd - levegővel forró formában. A termékek keskeny nyakkal, vastag, egyenetlen falakkal és alaknyomokkal rendelkeznek. A présfúvással konzervdobozokat, palackokat, dekantereket, fiolákat készítenek; Az ezzel a módszerrel előállított termékek a préselt termékektől összetettebb formában, a fújttól pedig vastag falakban különböznek, a forma nyomai és a durvább minta.

Öntvény. Az üvegmasszát egy speciális formába öntik, ahol lehűtik és formát öltenek. Ez a módszer művészi és dekorációs tárgyak előállítására használják.

Centrifugális öntés forgó fémformákban végezzük centrifugális erők hatására. Az így előállított termékek tömege nagy, a nagy méretű termékek pedig kézzel készülnek. Az akváriumok a centrifugálisan öntött termékek példái.

Más formázási módszerek kevésbé elterjedtek.

Helytelen formázás esetén különféle hibák léphetnek fel.

5. Termékek izzítása. A fröccsöntés során az üveg alacsony hővezető képessége, éles és egyenetlen hűtése miatt a termékekben maradó feszültségek keletkeznek, amelyek spontán tönkremenetelüket okozhatják. Ezért izzításra - hőkezelésre van szükség, amely a termékek 530-550 ° C-ra történő melegítéséből, ezen a hőmérsékleten való tartásból és ezt követő lassú hűtésből áll. Az izzítás során a maradék feszültségek biztonságos értékre gyengülnek, és egyenletesen oszlanak el a termékek keresztmetszetén. Az üveg hőállósága az izzítás minőségétől függ.

6. Feldolgozás és díszítés. Az elsődleges feldolgozás a termékek szélének és aljának feldolgozásából, a dugóknak a dekanterek nyakára történő rálapolásából áll. A dekoratív feldolgozás más jellegű ékszerek felvitele a termékekre. A dekoráció meghatározza az üvegtermékek esztétikai tulajdonságait, és az egyik fő árképzési tényező.

A dugványokat az alkalmazás szakasza (meleg és hideg), típusa, összetettsége szerint osztályozzák.

Melegen felvitt ékszerek:

1. A színes üveget az üvegmasszához színezékek hozzáadásával kapjuk.

2. A virágzó termékek 1 réteg üvegből készülnek, és 1 vagy 2 réteg intenzív színű üveggel vonják be.

3. A melegen fújt termékek díszítése üvegragasztók, szalagok, csavart és összegabalyodott szálak felhordásával történik. Változat - a filigrán vagy cérna díszítése 2 vagy 3 színű spirálszál formájú.

4. A márvány vagy malachit díszítését a tejüveg olvasztása során nyerik őrölt, nem kevert színes üveg hozzáadásával.

5. Vágó "repedés" ("fagyos", "fagyos üveg") - kis felületi repedések hálózata, amely a termék vízben történő gyors hűtése során keletkezik. Ezután a félkész terméket kemencébe helyezzük, ahol a repedések megolvadnak.

6. Használjon „tekercshez” hornyot, amely az előforma bordás formájú fújásakor keletkező hullámos belső felületnek köszönhetően optikai hatást kelt.

7. Díszítések színes tömeggel. A felhevített tuskót zúzott színes üvegre hengerítik, amelyet a felületre olvasztanak.

8. A termékek felületén irizáló filmek (irizálás) ón-klorid, bárium stb. sóinak forró termékre történő lerakásával állíthatók elő; Ezek a sók lebomlanak, átlátszó, fényes, irizáló (gyöngyházra emlékeztető) fém-oxid filmeket képeznek.

9. Díszítések szabadfúvás módszerével - a termék sajátos és egyedi formát ölt.

10. Csillárok - fémoldatok alkalmazása a termék felületére. Ezután a terméket izzítják, az oldószer elpárolog, és a fémfilmet rögzítik a felületen.

11. A préselt termékeket főként a formából készült minta díszíti.

Díszítő termékek hideg állapotban mechanikai kezeléssel, vegyi kezeléssel (maratással) és felületdíszítéssel szilikátfestékekkel, aranykészítményekkel, csillárokkal végezzük.

A mechanikusan alkalmazott vágások közé tartozik a matt szalag, számozott csiszolás, gyémánt él, lapos él, gravírozás, homokfúvás.

1. A matt szalag 4-5 mm széles szalag. A termék forgása során egy fémcsíkot nyomnak a termék felületére, amely alá homokot és vizet táplálnak. Ugyanakkor homokszemek karcolják az üveget.

2. Számozott köszörülés - kerek, ovális szakaszokból vagy bevágásokból készült matt felületű (sekély) minta. Smirgli kerekekkel alkalmazva.

3. A gyémánt fazetta mély, kétoldali barázdák mintája, amelyek egymással kombinálva bokrokat, hálókat, sokszögű köveket, egyszerű és többsugaras csillagokat és egyéb elemeket alkotnak. A mintát kézi vagy automata gépeken alkalmazzák, különböző élprofilú csiszolókoronggal. A minta kivágása után teljesen átlátszóvá polírozzuk. A gyémánt él különösen hatásos a kristály tárgyakon, ahol jól látható a széleken a ragyogás és a fényjáték.

4. Lapos felület - ezek különböző szélességű csiszolt síkok a termék kontúrja mentén.

5. Gravírozás - matt vagy ritkábban világos felületű, túlnyomórészt vegetatív jellegű, nagy mélyedések nélkül. Forgó rézkorongok vagy ultrahang segítségével nyerik.

6. Homokfúvás - különböző formájú matt minta, amely akkor jön létre, amikor az üveget homokkal dolgozzák fel, és nyomás alatt a sablon kivágásaiba táplálják.

Pácolás vágások, egyszerű (helioshirny) rézkarcra, összetett (pantográfiai), mély (művészi) rézkaratra oszthatók. A mintázat eléréséhez a termékeket védőmasztixréteggel borítják, amelyre géptűkkel vagy manuálisan mintát visznek fel, szabaddá téve az üveget. Ezután az edényeket hidrogén-fluoridos fürdőbe merítjük, amely az üveget az aktminta mentén különböző mélységekbe oldja.

Az egyszerű vagy helioshirny metszet egy mélyreható átlátszó geometriai minta egyenes, ívelt, szaggatott vonalak formájában.

Az összetett vagy pantográfiai rézkarc egy lineáris, mélyreható minta, de összetettebb, gyakran vegetatív jellegű.

A mély, vagy művészi rézkarc egy többnyire vegetatív tárgy domborműve 2 vagy 3 rétegű üvegen. A színes üvegek eltérő maratási mélysége miatt eltérő színintenzitású minta alakul ki.

Felületdíszítés történhet szilikátfestékekkel, aranykészítményekkel. Ilyen dekoráció: festés, matrica (többszínű rajz ecsetvonások nélkül, matricákkal felhordva), szitanyomás (selyemháló segítségével sablonnal nyert egyszínű rajz), szalagok felhordása (4-10 mm széles) ), rétegezés (1-3 mm), antennák (1 mm-ig), fényképes képek stb. Új dekorációs módszerek fejlesztése folyamatban van - fémek plazma szórása, üvegpor, fotokémiai gravírozás stb.

A gyártási folyamat az átvételi ellenőrzéssel és a termékcímkézéssel zárul.

A szilikát üvegeket a tulajdonságok, az átlátszóság, az abszolút vízállóság és az univerzális vegyszerállóság szokatlan kombinációja jellemzi. Mindez az üveg sajátos összetételének és szerkezetének köszönhető.

Sűrűségüveg a kémiai összetételtől függ, és a közönséges épületüveg esetében 2400 ... 2600 kg / m 3. Az ablaküveg sűrűsége 2550 kg / m ". Az ólom-oxidot (" Bohém kristály ") tartalmazó üveget nagy sűrűség jellemzi - több mint 3000 kg / m 3. Az üveg porozitása és vízfelvétele gyakorlatilag megegyezik a 0%.

Mechanikai tulajdonságok. Az épületszerkezetekben lévő üveg gyakrabban van kitéve hajlításnak, nyújtásnak és ütésnek, ritkábban pedig összenyomásnak, ezért a szakítószilárdságot és a törékenységet kell tekinteni a mechanikai tulajdonságait meghatározó fő mutatóknak.

Elméleti az üveg szakítószilárdsága - (10 ... 12) 10 3 MPa. A gyakorlatban ez az érték 200 ... 300-szor alacsonyabb, és 30 és 60 MPa között mozog. Ez annak köszönhető, hogy az üvegben vannak gyengült területek (mikroinhomogenitások, felületi hibák, belső feszültségek). Minél nagyobb az üvegáru, annál valószínűbbek ezek a területek. Az üveg szilárdsága és a próbadarab mérete közötti összefüggésre példa az üvegszál. Az 1 ... 10 mikron átmérőjű üvegszál szakítószilárdsága 300 ... 500 MPa, azaz közel 10-szer nagyobb, mint az üveglapoké. Erősen csökkenti az üveg szakítószilárdságát; ezen alapul az üveg gyémántvágása.

Üveg nyomószilárdsága magas - 900 ... 1000 MPa, azaz majdnem olyan, mint az acél és az öntöttvas. A -50 és + 70 ° C közötti hőmérséklet-tartományban az üveg szilárdsága gyakorlatilag nem változik.

Üveg at normál hőmérsékletek abban különbözik, hogy nincs képlékeny alakváltozása. Megrakott állapotban a rideg törésig betartja a Hooke-törvényt. Rugalmassági modulusüveg E =(7 ... 7,5) 10 4 MPa.

Törékenység - fő hátrányaüveg. A törékenység fő mutatója a rugalmassági modulus és a szakítószilárdság aránya E / R p.Üvegnél 1300 ... 1500 (acélnál 400 ... 460, guminál 0,4 ... 0,6). Ezenkívül az üveg szerkezetének egységessége (homogenitása) hozzájárul a repedések akadálytalan kialakulásához, ami előfeltétele a törékenység megnyilvánulásának.

Üveg keménysége, amely kémiai összetételében a földpáthoz közeli anyag, megegyezik ezen ásványokéval, és kémiai összetételtől függően a Mohs-skála szerint 5...7 közé esik.

Optikai tulajdonságok az üvegekre jellemző a fényáteresztő képesség), a fénytörés, a visszaverődés, a szóródás stb. A közönséges szilikátüvegek a speciálisak kivételével (lásd lent) a spektrum teljes látható részét (88 ... 92%-ig), ill. gyakorlatilag nem továbbítják az ultraibolya és infravörös sugarakat. Épületüvegek törésmutatója (NS= 1,50 ... 1,52) határozza meg a visszavert fény erősségét és az üveg fényáteresztő képességét különböző fénybeesési szögeknél. Ha a fény beesési szögét 0-ról 75°-ra változtatjuk, az üveg fényáteresztése 90-ről 50%-ra csökken.

Hővezető különböző típusok az üveg kevéssé függ összetételüktől, és 0,6 ... 0,8 W / (m K), ami majdnem 10-szer alacsonyabb, mint a hasonló kristályos ásványoké. Például egy kvarckristály hővezető képessége 7,2 W / (m K).

Lineáris hőtágulási együttható (CTE) üveg viszonylag kicsi (a közönséges üvegnél 9 10 -6 K -1). De az alacsony hővezető képesség és a magas rugalmassági modulus miatt az üvegben az éles egyoldali melegítés (vagy hűtés) során kialakuló feszültségek olyan értékeket is elérhetnek, amelyek az üveg pusztulásához vezetnek. Ez magyarázza a viszonylag kicsi hőellenállás(a hirtelen hőmérsékletváltozásoknak ellenálló képesség) közönséges üveg. 70...90°C van.

Hangszigetelő képesség az üveg elég magas. Az 1 cm vastagságú hangszigetelő üveg körülbelül egy fél tégla téglafalának felel meg - 12 cm.

Kémiai ellenállás A szilikát üveg az egyik legkülönlegesebb tulajdonsága. Az üveg jól ellenáll a víz, lúgok és savak hatásának (a hidrogén-fluorid és a foszforsav kivételével). Ez azzal magyarázható, hogy víz és vizes oldatok hatására a Na + és Ca ++ ionok kimosódnak a külső üvegrétegből, és SiO 2 -vel dúsított kémiailag ellenálló film képződik. Ez a fólia megvédi az üveget a további károsodástól.

Kémia absztrakt

a témában: "Üveg"

Bevezetés

Üveg ? - anyag és anyag, az egyik legősibb, és tulajdonságainak sokfélesége miatt univerzális az emberi gyakorlatban.

Ennek az anyagnak a neve különböző nyelveken eltérő etimológiával rendelkezik. Szláv (orosz üveg, fehérorosz shklo, ukrán sklo; ószláv stklo, bolgár stklo, Maked.staklo, szerb-horvi staklo, szlovén steklo; cseh sklo, szlovák sklo, lengyel - szk ? o.

Egyedülálló tulajdonságainak köszönhetően: átlátszóság, keménység, aktív kémiai reagensekkel szembeni vegyszerállóság és viszonylag olcsó előállítás, ez a legszélesebb körben használt anyag a mindennapi életben, az építőiparban és a közlekedésben. Enélkül nem lehet optikai eszközöket, televíziókat, űrhajók Annak ellenére, hogy sikeresek voltak az új anyagok létrehozásában a legkülönbözőbb alkalmazásokhoz, a szervetlen üvegek a kő, a beton és a fém után szilárdan az egyik fő helyet foglalják el a gyakorlatban használtak között.

Mi az üveg sokoldalúsága?

Az üvegről ismert, hogy homokból, mészből és szódából készül. De maga nem úgy néz ki, mint mész, szóda vagy homok.

Az üveg átlátszó. Fém, kő, fa, sok ezer egyéb anyag – ezek mind átlátszatlanok a látható fény számára.

Az üveg bármilyen színűre könnyen festhető. És ehhez egyáltalán nem kell festékkel lefedni. Csak hozzá kell adni a töltethez, például egy csipet kobaltot, szelént vagy réz-oxidot. Kék üveget, pirosat, zöld üveget kapunk tetszés szerint.

Az üveg szinte nem változik időről időre. A vas időnként rozsdásodik, a fa elkorhad, a kő porrá válik.

Az üveg olyan kemény, olyan kemény, hogy nem lehet megkarcolni tűvel, késsel vagy fűrésszel. Csak gyémánt vagy szuperkemény acél maróval vágható.

Az üveg tulajdonságainak felsorolása még folytatható. De ami elhangzott, az elég. Mindenki egyetért: az üveg nem olyan, mint semmi más.

Fizikai-kémiai - szervetlen anyag, szilárd, szerkezetileg - amorf, izotróp; Valamennyi üvegfajta képződése során aggregált állapotba - rendkívül folyékony viszkozitásból úgynevezett üvegessé - átalakul a hűtés során olyan sebességgel, amely elegendő ahhoz, hogy megakadályozza a nyersanyag (töltés) olvasztásával nyert olvadékok kikristályosodását. Az üveg olvadási hőmérsékletét (300-2500 °C) ezen üvegképző olvadékok komponensei (oxidok, fluoridok, foszfátok stb.) határozzák meg. Az átlátszóság (az ember számára látható spektrum esetében) nem általános tulajdonság a természetben és a gyakorlatban is létező összes szemüvegtípusnál.

Az üveg fajtái

A felhasznált fő üvegképző anyagtól függően az üvegek az oxidok (szilikát, kvarc, germanát, foszfát, borát), fluorid, szulfidok stb.

A szilikátüveg előállításának alapvető módja a kvarchomok (SiO2), szóda (Na2CO3) és mész (CaO) keverékének megolvasztása. Az eredmény egy kémiai komplex, amelynek összetétele Na2O * CaO * 6SiO2.

A kvarcüveget nagy tisztaságú szilícium-dioxid nyersanyagok (általában kvarcit, hegyikristály) olvasztásával nyerik, kémiai képlete SiO2. A kvarcüveg természetes eredetű is lehet (lásd fent -klasztofulguritok), amelyek akkor keletkeznek, amikor villámcsapás csap egy kvarchomok lerakódásba (ez a tény a technológia keletkezésének egyik történeti változatának hátterében áll).

A kvarcüveget nagyon alacsony hőtágulási együttható jellemzi, ezért időnként olyan precíziós mechanika részeinek anyagaként használják, amelyek méretei nem változhatnak a hőmérséklettel. Példa erre a kvarcüveg használata precíziós ingaórákban.

Optikai üveg - lencsék, prizmák, küvetták stb. gyártására használják.

Kémiai laboratóriumi üveg - magas vegyi és hőállóságú üveg.

A fő ipari üvegfajták.

Az üveg 70-75% szilícium-dioxidot (SiO2) tartalmaz fő komponensként, amelyet kvarchomokból nyernek, megfelelő granulálás mellett és minden szennyeződéstől mentesen. Ehhez a velenceiek a Pó folyóból származó tiszta homokot használtak, vagy akár Isztriából importálták, míg a cseh üvegkészítők tiszta kvarcból szerezték be a homokot.

A második komponens - kalcium-oxid (CaO) - az üveget vegyileg ellenállóvá teszi, és fokozza annak fényét. Üvegre megy mész formájában. Az ókori egyiptomiak tengeri kagylók törmelékéből nyerték, a középkorban pedig a fák, ill. hínár, hiszen a mészkövet még nem ismerték az üvegkészítés alapanyagaként. Az elsők, akik krétát, ahogy akkoriban mészkövet kevertek az üvegmasszába, cseh üvegkészítők voltak a 17. században.

Következő része Az üvegek alkálifém-oxidok - nátrium (Na2O) vagy kálium (K2O), amelyek az üveg olvasztásához és előállításához szükségesek. Részesedésük hozzávetőleg 16-17%. Üvegbe kerülnek szóda (Na2CO3) vagy hamuzsír (K2CO3) formájában, amelyek magas hőmérsékleten könnyen oxidokká bomlanak. A szódát először hínár hamujának kilúgozásával nyerték, a tengertől távolabbi területen pedig hamuzsírt használtak, amelyet bükk vagy tűlevelű fák hamujának kilúgozásával nyertek.

Az üvegnek három fő típusa van:

Nátrium-mész üveg (1Na2O:1CaO:6SiO2)

Kálium-mész üveg (1K2O: 1CaO: 6SiO2)

Kálium-ólomüveg (1K2O: 1PbO: 6SiO2)

üvegálló konstrukció

Üveges és kristályos állapot

A természetben előforduló anyagok amorf állapotának fő típusa az üveges állapot. Szilárd, homogén, törékeny, ilyen vagy olyan mértékben átlátszó test, homorú töréssel. Szerkezeténél fogva az üveges állapot a kristályos anyagok és a folyékony anyagok között köztes helyet foglal el.

Az "üveg" fogalmát általában nem egyszerűen anyagként definiálják, hanem a szilárd halmazállapot valamilyen különleges állapotaként, a kristályos állapottal szemben üveges állapotként. Ismeretes, hogy egy és ugyanaz az anyag lehet gáznemű, folyékony és kristályos. Minden ilyen állapotot sajátos jelek csoportja jellemez. Az üveg viszont a jellemzők összességét tekintve nem tulajdonítható teljesen egyiknek sem. Tekintsük a jelzett aggregációs állapotú anyagokat az anyagot alkotó részecskék (atomok, ionok, molekulák) kölcsönös elrendeződése, egymás közötti kölcsönhatása szempontjából. Nagyon magas hőmérsékleten sok szervetlen anyag létezik gázként. A gázban az anyag részecskéi kaotikusan helyezkednek el és mozognak. Alacsony nyomáson, például légköri nyomáson a részecskék közötti kölcsönhatások rendkívül gyengék. A hőmérséklet csökkenésével a gáz folyadékká kondenzálódik, amely a hőmérséklet további csökkenésével kristályosodik. A folyadékokban és kristályokban a részecskék összehasonlíthatatlanul tömörebben helyezkednek el, jelentős erők hatnak köztük, amelyek bizonyos rendet teremtenek az atomok vagy molekulák elrendezésében: kristályokban szinte ideális, folyadékokban sokkal kevésbé teljes. A kristályok fő jellemzője, hogy az egységcella mindhárom irányban történő megismétlésével nyerhetők. Az egységcella meghatározott számú atomból (ionokból, molekulákból) áll, amelyek egymáshoz képest szigorúan meghatározott módon helyezkednek el. Az egységcellának ezt az ismétlődését hosszú távú sorrendnek nevezzük. Egy ilyen egységcellát nem lehet megkülönböztetni a folyadékokban. Egy folyadék esetében bátran beszélhetünk rövid hatótávolságú rend létezéséről, vagyis a központit körülvevő legközelebbi szomszédos részecskékről. Így egy folyadékra a rövid hatótávolságú rend jellemző, de nem a hosszú távú rend. Itt az üveg széles körben használt definícióját fogjuk használni: az üveg egy amorf anyag halmazállapota, amely a túlhűtött folyadék megszilárdulásakor keletkezik. Az üveg kristályos állapotát tekintve nem egyensúlyi állapot, amely azonos összetétellel és azonos külső körülmények között valósítható meg. Az üveg és a kristályok közötti különbség a szerkezet periodicitása hiányában, a szerkezet hosszú távú rendjének hiányában van.

Minden üveges állapotú anyag számos általános fizikai-kémiai tulajdonsággal rendelkezik. Tipikus üvegtestek:

Izotópok, pl. tulajdonságaik minden irányban azonosak;

Hevítéskor nem olvadnak meg, mint a kristályok, hanem fokozatosan meglágyulnak, törékenyből viszkózus, erősen viszkózus és végül cseppfolyós állapotba mennek át, és nemcsak viszkozitásuk, hanem egyéb tulajdonságaik is folyamatosan változnak.

Megolvadnak és visszafordíthatóan megszilárdulnak. Vagyis ellenállnak az ismételt olvadt állapotra való melegítésnek, és ugyanazon üzemmódokban történő lehűlés után ismét elnyeri eredeti tulajdonságaikat, ha nem történik kristályosodás vagy szegregáció.

A prések és a tulajdonságok megfordíthatósága azt jelzi, hogy az üvegképző olvadékok és a megszilárdult üveg valódi megoldások, a visszafordíthatóság ugyanis a valódi megoldás jele. Az üveg túlhűtött folyadékként való meghatározása az üveg előállítási módszeréből következik. Ahhoz, hogy a kristályos testet üveges állapotba hozzuk, meg kell olvasztani, majd ismét túlhűteni.

Az anyag átalakulása folyékonyból szilárd halmazállapotba a hőmérséklet csökkenésével kétféleképpen történhet: az anyag kristályosodik vagy megszilárdul üveg formájában. Szinte minden anyag követheti az első utat. A kristályosodási út azonban csak azoknál az anyagoknál szokásos, amelyek folyékony állapotban alacsony viszkozitásúak, és amelyek viszkozitása viszonylag lassan, egészen a kristályosodás pillanatáig növekszik. Minden bizonnyal az ilyen anyagokhoz köthető a bizmut-oxid, amely tiszta állapotában gyakorlatilag nem képez üveget, ezért az erre épülő üvegképző rendszerek létrehozása régóta nehéz feladat.

Egyező fogalmak tulajdonság-összetétel üveges rendszerek azt mutatják, hogy az első közelítésben szereplő tulajdonságok többsége két csoportra osztható - egyszerű és összetett. Az első csoportba azok a tulajdonságok tartoznak, amelyek viszonylag egyszerűen függenek a moláris összetételtől, és ezért kvantitatív számításra alkalmasak, például: moláris térfogat, törésmutató, átlagos diszperzió, lineáris tágulási együttható, dielektromos állandó, rugalmassági modulus, fajhő, hővezetési együttható. A második csoportba azok a tulajdonságok tartoznak, amelyek sokkal érzékenyebbek az összetétel változásaira. Összetételüktől való függésük összetett, és gyakran ellentmond a mennyiségi általánosításoknak. Ezek a következők: viszkozitás, elektromos vezetőképesség, iondiffúziós sebesség, dielektromos veszteségek, vegyi ellenállás, fényáteresztés, keménység, felületi feszültség, kristályosodási képesség stb. Ezen tulajdonságok kiszámítása csak speciális esetekben lehetséges. Különféle összetevők arányos hatást gyakorolnak az első csoport tulajdonságaira, amelyek bizonyos azonos sorrendű kritériumokkal fejezhetők ki. A második csoport tulajdonságai kritikusan függenek a lúgok koncentrációjától vagy bármely más kiválasztott komponens koncentrációjától.

Az üvegek szilárdsági jellemzőit a tulajdonságok speciális csoportjába kell sorolni. Az összetétel hatása az üvegtermékek szilárdságára az üvegszál kivételével általában nehezen kimutatható, mivel a külső hatások miatt más tényezők fontosabbak. Soroljuk fel az üveg legfontosabb tulajdonságait, amelyek közül sok fontos lesz a folyasztószer fejlesztésében és szintézisében.

) A lágyított és olvasztott üveg tulajdonságai:

Viszkozitás: A folyadékok azon tulajdonsága, hogy ellenállnak a folyadék egyik részének a másik felé történő mozgásának. Olvadhatóság: gyakorlati érték, amely az üveg lágyulásának és a viszkózus olvadék szilárd felületen való szétterülésének sebességét jellemzi különböző hőmérsékleteken. Az olvaszthatóság a viszkozitás, a fázishatárok felületi energiája, a kristályosodási képesség, a kristályosodás kezdeti hőmérséklete és az összetétel sűrűsége összetett függvénye.

Nedvesítő képesség: az olvadék azon képessége, hogy lemossák a különböző szilárd felületeket, és a nedvesítési szög, valamint a szétterülési és kifolyási érintkezési szög jellemzi.

) Moláris térfogat és sűrűség.

Az üveg moláris térfogata megegyezik az üveg molekulaösszetételének és sűrűségének arányával. Mivel az üveg molekulatömege az üveg összetételének számítási módszerétől függ, a moláris térfogat feltételes érték.

) Az üveg optikai tulajdonságai.

Törésmutató és diszperzió: az üveg azon képességét, hogy megtöri a ráeső fényt, általában az izzó nátriumgőz, vagy a Heusler-csőből izzó hélium által kibocsátott sárga sugár törésmutatója jellemzi. A különbség ezen értékek között elhanyagolható, mivel a hullámhosszak nagyon közel állnak egymáshoz.

A diszperzió a törésmutató eggyel csökkentett aránya az átlagos diszperzióhoz viszonyítva.

A törésmutató nagyon fontos a kerámiafestékek előállításához. Meghatározza, hogy a kerámiatermék felületén elhelyezkedő üveges anyag színes filmje milyen erősen veri vissza a látható fényt, és ettől függ, hogy milyen dekoratív lesz a termék.

A mágneses, magneto-optikai, elektro-optikai, elektromos tulajdonságok inkább a műszaki és optikai üvegekhez kapcsolódnak, ezért ebből a munkából kimaradnak.

) Mechanikai tulajdonságok.

Rugalmasság: a szilárd test azon tulajdonsága, hogy a terhelés megszűnése után visszanyeri eredeti alakját. A rugalmasságot olyan mennyiségek jellemzik, mint a normálrugalmassági modulus, más néven Young-modulus, amely meghatározza a rugalmas deformált testben a feszültség (kompresszió) során terhelés hatására fellépő feszültségek nagyságát. Ezért minél nagyobb a rugalmassági modulus, annál nagyobb erőre van szükség egy adott alakváltozás előidézéséhez, vagyis minél nagyobb feszültségek lépnek fel a testben egy adott deformáció során.

Belső súrlódás: Az üveges rendszerek, más testekhez hasonlóan, képesek elnyelni a mechanikai, különösen a hang- és ultrahangos rezgéseket. A rezgések csillapítása az üveg inhomogenitásainak összetételétől függ, és a belső súrlódással magyarázható. A szilikátüveg belső súrlódását a Si-O váz és bizonyos szerkezeti elemek, valamint a stabil egyensúlyi helyzetek közötti ionok természetes rezgései okozzák.

) Termikus tulajdonságok.

A szilikátrendszerek termikus tulajdonságai a legfontosabb tulajdonságok mind a vizsgálatban, mind a kerámia- és üvegtermékek gyártásában. Az üveg és az üvegszerű rendszerek fő termikus tulajdonságai az üveg hőtágulása, hővezető képessége és hőállósága.

Hőtágulás: a valódi aT, vagy az átlagos aDT tágulási együttható (c. T. R.) alapján becsüljük.

A valódi aT egyenlő a kísérleti görbére húzott érintő dőlésszögének érintőjével az adott hőmérsékletnek megfelelő pontban.

A gyakorlatban általában az átlagos aDT együtthatókat használják, 20 - 100о, 20 - 400о, 20 - Tоt intervallumokban mérve.

Fajhő: - A valódi CT-t és az átlagos CDT-t az egységnyi üvegtömeg 1 °C-os felmelegítéséhez szükséges Q hőmennyiség határozza meg.

A hőellenállás mértéke a DT hőmérséklet-különbség, amelyet a minta roncsolás nélkül képes ellenállni a hőmérsékleti sokk során.

Az üveg hőállóságára a fő hatást a hőtágulási együttható a.

) Kémiai ellenállás

A különféle agresszív közegekkel szembeni magas vegyszerállóság az üvegek egyik nagyon fontos tulajdonsága. Ha azonban figyelembe vesszük a lehetséges üveges rendszerek teljes körét, akkor ezek kémiai stabilitása több nagyságrenddel is eltérhet - a rendkívül stabil kvarcüvegtől az oldható (folyékony) üvegig.

Hangsúlyozni kell a korrozív folyadékok üvegroncsolási folyamatának összetettségét. A jelenségeknek két fő típusa van - az oldódás és a kilúgozás.

Feloldódáskor az üveg komponensei ugyanolyan arányban mennek oldatba, mint az üvegben. Sok üveges üvegrendszer változó sebességgel oldódik fluorsavban és tömény forró lúgoldatban.

A kilúgozási folyamat jellemzi az üveg vízzel és savakkal való kölcsönhatásának mechanizmusát, kivéve a hidrogén-fluoridot. A kilúgozás során túlnyomórészt kiválasztott komponensek jutnak be az oldatba - elsősorban alkáli- és alkáliföldfém-oxidok, amelyek eredményeként az üvegfelületen védőfilm képződik, amely összetételében a lehető legközelebb áll az üvegképzőhöz.

A kioldódásból az oldódásba való átmenet akkor is lehetséges, ha az üveg kölcsönhatásba lép vízzel vagy sósavval, H2SO4-vel, HNO3-mal stb. stb. abban az esetben, ha az üveg túlságosan gazdag lúgokban.

Az üveg vegyszerállóságát leggyakrabban a minta tömegvesztesége alapján ítélik meg agresszív környezetben, adott ideig tartó kezelés után. A veszteségeket mg/cm2-ben fejezzük ki. Inkább az oldatba került komponensek szelektív meghatározásának módszere. Ebben az esetben a veszteségeket az egyes oxidok móljainak számával fejezzük ki, amelyek egy egységnyi üvegfelületről oldatba mentek. Az üveg kémiai stabilitásának jellemzéséhez oldatokban magas hőmérsékleten és nyomáson a súlyvesztés mellett meg kell határozni a tönkrement réteg mélységét és a roncsolt felület jellegét.

Üveg szerkezet

Az üveg fenti definíciója, amely az előállítás hagyományos módszeréhez kapcsolódik és azzal Általános információ szerkezetéről, két különböző irányba vezetett az üveges állapot elméletének fejlődésében.

A.A. Lebegyev azt javasolta, hogy az üveg szerkezetét szubmikroszkópos kristályok - krisztallitok - alkotják, amelyek egymáshoz képest kaotikusan helyezkednek el.

A kristályos hipotézis szerint az üveg kémiailag homogén. Az üvegek röntgensugaras szerkezeti elemzéssel végzett vizsgálata minőségi ugrás volt az üveges állapot természetének megértésében.

A kapott adatok alapján a következőket mutatták ki: 1) a krisztallitok 1-2 egységnyi cellát tartalmaznak, és akkor is torzultak, vagyis a "kristály" fogalmának a jelentése elveszett, 2) feltételezték a az üveg kémiailag inhomogén szerkezete. Történelmileg a krisztallit hipotézis nagy szerepet játszott az üveges állapot természetének megértésében, de a legtöbb üveges anyag leírására alkalmassága csekélynek bizonyult.

Az üveg minden olyan amorf testet jelent, amelyet olvadék túlhűtésével nyernek, függetlenül azok kémiai összetételétől és a megszilárdulás hőmérsékleti tartományától, amelyek a viszkozitás fokozatos növekedése következtében a szilárd anyagok mechanikai tulajdonságaival és a folyadékból való átmenet folyamatával rendelkeznek. üveges állapotba visszafordíthatónak kell lennie. A SiO2 szerkezete olyan, mint a kvarckristályé. : SiO2 szerkezet - kvarcüveg formájában:

Rizs. 1 ábra. 2

Az üveges állapotot a szabályos rendezett szerkezet kis területek jelenléte, a szabályos térrács hiánya, a tulajdonságok izotrópiája és a határozott olvadáspont hiánya jellemzi. L.L. Lebegyev az üveg izzítási és edzési folyamatait tanulmányozva jutott először arra a következtetésre, hogy az üvegszerkezetben mikrokristályos képződmények, krisztallitok vannak (1. ábra). A kristályrácsok belső részén viszonylag normál kristályrács található, amely SiO4 tetraéderek csoportjaiból áll, de ahogy közelednek a perifériához, szerkezetük egyre kevésbé rendeződik, és a kristályok közötti közbenső rétegek már amorf szerkezetűek. Az üveg szerkezetének kristályelméletét szovjet tudósok dolgozták ki, akik megmutatták az üveg szerkezetének "mikroheterogenitását". Ennek alapján az üvegkristályos anyagok új osztályát hozták létre - a szitálokat, amelyek az üveg és a nem törékeny anyagok legjobb tulajdonságaival rendelkeznek.

A szilikát üvegekben a fémkationok negatív töltésű SiO4 tetraéderek közé helyezkednek anélkül, hogy a szilikátváz szerkezetét megzavarnák (1. ábra).

Az üveges állapot kevésbé stabil, mint a kristályos, és túlzott belső energiával rendelkezik, ezért spontán átmenet csak az üveges állapotból a kristályos állapotba lehetséges, kis mennyiségű hő felszabadulásával. Szerkezetéből adódóan az üvegnek számos sajátos tulajdonsága van, amelyek közé tartozik az átlátszóság, a törékenység, az időjárás viszontagságokkal szembeni nagy ellenállása, valamint a hirtelen hőmérséklet-változásokra való érzékenység. Ez az anyag víz- és levegőát nem eresztő, elektromos vezetőképessége alacsony.

Ellentétben a kristályos szilárd anyagokkal (minden atom kristályrácsba van csomagolva), üveges állapotban nincs ilyen nagy hatótávolságú atomelrendezés. Az üveget nem lehet szuperviszkózus folyadéknak nevezni, amelynek csak rövid hatótávolságú rendje van - csak a szomszédos molekulák és atomok kölcsönös rendezettsége. Az üvegekre jellemző az atomok átlagos elrendezésének ún.

Az üveg kémiai összetétele és tulajdonságai

Az üvegképző anyagok közé tartoznak:

Oxidok: O3O5

A kalcium-karbonát, akárcsak a szóda, homokkal összeolvasztva kalcium-szilikátot és szén-dioxidot képezve reagál vele. Ha nátrium- és kalcium-karbonátok keverékét feleslegben lévő homokkal megolvasztjuk, kalcium és nátrium-poliszilikát túlhűtött, kölcsönös oldatát kapjuk; ez egy közönséges ablaküveg. Bármely üveg fő tulajdonsága, hogy a folyadékból nem megy át hirtelen szilárd állapotba, hanem a lehűlés során fokozatosan sűrűsödik a teljes megszilárdulásig. Az üveg amorf anyag. Az amorf anyagok abban különböznek a kristályosoktól, hogy a bennük lévő atomok nem alkotnak kristályrácsot. Az atomok elrendezésében azonban a poharakban is létezik bizonyos rendezettség. Az olvasztott kvarc- és szilikátüvegekre a szilikátok kristálykémiájának általános törvényei érvényben maradnak; bennük minden egyes szilíciumatomot tetraéderesen négy oxigénatom vesz körül, de ezek a tetraéderek véletlenszerűen egyesülnek egymással, folyamatos térhálót alkotva, melynek üregeiben fémionok is véletlenszerűen helyezkednek el (ábra). Emiatt az üvegmassza egyik "mikrometszete" atomszerkezetében különbözik a vele szomszédos másiktól. Ez magyarázza az üveg állandó olvadáspontjának hiányát, fokozatos átmenetét szilárd halmazállapotból folyékony halmazállapotba és fordítva.

Anyagként az üveget széles körben használják a nemzetgazdaság különböző területein. A célnak megfelelően különféle típusú üvegek ismertek: ablaküveg, konténer, vegyi laboratórium, hőálló, hőálló, építőipari, optikai, vákuum és sok. egyéb műszaki üvegek. Minden üvegtípuson belül sokféle fajtája létezik. Az egyes üvegtípusok és -minőségek szolgáltatási feltételeitől függően bizonyos követelményeket támasztanak a tulajdonságokkal szemben, amelyeket a vonatkozó szabványok, ill. műszaki feltételek... Az üveg fizikai és kémiai tulajdonságait elsősorban összetétele határozza meg.

Az üveg összetétele különféle oxidokat tartalmaz: SiO2l Na20, CaO, MgO, B2O3, Al2O3 stb. A szervetlen üvegek típusai közül (bór-szilikát, borát stb.) a gyakorlatban különösen nagy szerepe van az alapon olvasztott üvegeknek. szilika - szilikát üvegek. Bizonyos oxidok üvegbe juttatásával előre meghatározott fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkező üvegeket kapunk. A legegyszerűbb összetétel az üveg, amelyet tiszta szilícium-dioxid olvasztásával nyernek üvegszerű masszává. Ezt az üveget általában az úgynevezett kvarcüvegek készítésére használják, amelyek nagy hő- és vegyi ellenállással rendelkeznek.

Az üveg tulajdonságai az alkotóelemektől és azok ötvözetbeli arányától függenek. Az üveg legfontosabb tulajdonsága a vegyszerállósága.

A vegyszerállóság jellemzi az üvegek ellenálló képességét az agresszív közegek pusztító hatásával szemben. Az üveget különféle vegyi anyagok megtámadják, feloldják alkotórészeit és korróziót okoznak. Az üvegre az egyik legkárosabb anyag a víz, amely a szilikátokat lúgokká alakítja, és ezáltal számos injekciós oldat gyártása során nehézséget okoz. A víz azon képessége, hogy feloldja az üveg egyes alkotórészeit, már a vizes oldat üveggel való érintkezésének első perceiben megmutatkozik, még szobahőmérsékleten is, és a tárolás során növekszik. A sterilizálásnak nagyon erős hatása van és pH eltolódása van.

A különféle vizes oldatok hatására - az ampullák üvegén fellépő jelenségek akkor válnak világossá, ha figyelembe vesszük, hogy az üveg felületi rétege mindig telített alkáli- és alkáliföldfém-ionokkal "a nagy mennyiségük miatt mobilitás (és alacsony töltés a négy vegyértékű szilícium ion magas töltéséhez képest) Emiatt a nátriumion még szobahőmérsékleten is keveredhet más ionokkal. Az alkálifémek ionjai könnyen eljutnak az üveg belső rétegeiből a a reagált ionok helye.

A savas oldatok üveg hatásának kitéve a lúg közömbösödik, és ha az oldat viszonylag nagy mennyiségű savat tartalmaz (pH 3,0 és ez alatti), akkor az üvegfelület kimosódása a hidrogénionok koncentrációjának észrevehető változása nélkül megy végbe. Ha 3,0 feletti pH-jú oldatok és víz hatnak az üvegre, akkor a semlegesítési reakció nagyon észrevehetően tükröződik a hidrogénionok koncentrációjában, és a pH meredeken emelkedik. Savas és víz oldatának kitéve a kilúgozási reakciókat az üveg felületén hidratált szilícium-dioxid film képződik, amely az üveg alkáliföldfém-komponenseivel dúsult. Ennek a filmnek a vastagsága fokozatosan növekszik, ami megnehezíti az alkálifémek kijutását az üveg belső rétegeiből. Ebben a tekintetben a kezdetben gyorsan meginduló kilúgozási folyamat fokozatosan kialszik, ami jól látszik a görbékből is, amelyek a maximumot elérve párhuzamosan futnak az abszcissza tengellyel.

A lúgos oldatok üvegfelületre gyakorolt ​​hatása eltérő módon megy végbe. Kezdetben nem képeznek filmet, hanem feloldódnak és lemossák a felületi réteget, megszakítva a Si-O-Si kötéseket és Si-O-Na csoportok képződéséhez vezetnek.

A vegyszerállóság meghatározása. Egyes esetekben az üveg vegyszerállósága a megjelenése alapján határozható meg. A tárolás során nedvességréteg jelenik meg az üvegen, amely fokozatosan lúgokká alakítja a szilikátokat. A levegő szén-dioxidja kölcsönhatásba lép a lúgokkal, alkáliföldfém-karbonátokat képezve, amelyek a vízréteg megszáradása után mállnak, és piszkos bevonatot hagynak maguk után. Így az üvegcsövek tisztasága a jó minőség első jele. A szennyeződés az üveg alacsony vegyszerállóságát jelzi. Az ampullaüveg jó minőségének meghatározásának fő módszerei a kémiai. Ezek közül a GOST 10780-64 által elfogadott módszer hivatalosnak tekinthető.

A kiválasztott ampullákat alaposan megmossuk forró víz, kétszer desztillált vízzel leöblítve, frissen desztillált vízzel (pH 5,0-6,8) névleges kapacitásig megtöltve és lezárva. Az ampullákat 30 percig autoklávozzuk 2 ata nyomáson, majd lehűlés után pH-mérővel meghatározzuk az ampullákból kivont víz pH-értékének eltolódását az eredeti desztillált víz pH-jához viszonyítva. A pH-érték eltolódása nem lehet nagyobb 2,9-nél az AB-1 üvegből készült ampulláknál, legfeljebb 1,3-nál a HC-1-nél és 2,0-nál a HC-2-nél. üveggel szemben agresszív, célszerű az ampullákat olyan gyógyszerekkel tesztelni, amelyekre szánják őket.

Más ismert módszerek közül a fenolftalein módszert az egyszerűség jellemzi (D. I. Popov és B. A. Klyachkina javasolta). Az ampullákat megtöltjük az indikátor vizes oldatával (1 csepp 1%-os fenolftalein alkoholos oldat 2 ml vízhez), lezárjuk és három részre osztjuk: az ampullák egy részét 30 percig 100 °C-on sterilizáljuk, a másikat 20 percig 120 °C-on, a harmadikat pedig kontrollra hagyjuk... A vegyszerálló üvegből (HC-1) készült ampullákban még autoklávozás után sem figyelhető meg piros elszíneződés. Ha ez az elszíneződés az autoklávozás után megjelent, de 100 ° C-on történő sterilizálás után hiányzik, az ilyen ampullák kevésbé ellenállónak (HC-2) minősülnek. A színezés mindkét sterilizálási esetben az ampullák alacsony vegyszerállóságát jelzi (AB-1); csak olajos oldatokkal való feltöltésre alkalmasak. Az ampullák vegyszerállóságának meghatározásakor figyelembe kell venni a fajlagos felületüket, vagyis az ampulla belső felületének és a benne lévő térfogat arányát.

A termikus stabilitás meghatározása. Az ampulláknak nemcsak vegyi, hanem hőállóságúaknak is kell lenniük, azaz nem eshetnek össze hirtelen hőmérséklet-ingadozások során, különösen a sterilizálás során. A termikus stabilitást a következőképpen ellenőrizzük: a tesztampullákat desztillált vízzel megtöltjük, lezárjuk és autoklávban 120 °C-on 30 percig melegítjük. Sok ampulla akkor tekinthető megfelelőnek, ha a vett minta ampulláinak legalább 95%-a érintetlen marad.

Az ampullaüveg jó minőségének megítélésekor nem kis jelentősége van annak olvaszthatóságának, színtelenségének és átlátszóságának.

Üveg alacsony olvadáspontja. Az ampulla üvegének kellően olvadónak kell lennie ahhoz, hogy az ampulla nyakát gyorsan le lehessen zárni az égő lángjában. Az olvaszthatóság gyakorlati úton jön létre, mivel a normák még nem alakultak ki,

Az üveg színtelensége és átlátszósága. Az üveg ezen tulajdonságai lehetővé teszik az injekciós oldatban lévő mechanikai szennyeződések (szőrszálak, üvegszilánkok, szűrőanyag-maradványok), valamint az oldatok károsodásának jelei (zavarosság, csapadék, az oldat színváltozása stb.) pótlását. Nem mindig ajánlott narancssárga vagy más színű üveg használata, mivel az ilyen ampullákban lehetetlen észrevenni az oldatok (adrenalin és mások) színének változását. Emellett a szakirodalom szerint a borostyánsárga üvegampullák (nátrium-aszkorbinát oldatok) használata bizonyos esetekben káros, mivel a sterilizálás során maradék vas szabadul fel az üvegből. Végezetül meg kell jegyezni, hogy az injekciós oldatokat tartalmazó ampullákat dobozokba csomagolva tárolják, ahol a fény nem hatol be.

Kémiai ellenállás. A vegyszerállóság az üveg azon képessége, hogy ellenáll a víz, a sóoldatok, a nedvesség és a légköri gázok pusztító hatásának. Az üveg lúgokkal szembeni ellenállását lúgállóságnak, a savakkal szembeni ellenállást savállóságnak nevezik. Az üvegben lévő alkáli-oxidok (Na2O vagy K2O) tartalom növekedésével az üveg vegyszerállósága csökken. A cink, cirkónium, magnézium, bárium oxidjainak az üvegkompozícióba való bevitele növeli az üveg vegyszerállóságát.

Az üveg vegyszerállóságát a minta vizsgálat előtti és utáni tömegének különbsége határozza meg. A vizsgálathoz üvegport vagy masszív üvegmintát készítünk, lemérjük, majd agresszív környezetben, leggyakrabban NaOH, Na2CO3, HCl és desztillált víz oldatában forraljuk. A kísérlet után a mintát megszárítjuk, és analitikai mérlegen lemérjük. Az üveg tömegének vesztesége jellemzi az üveg vegyszerállóságát. A vegyszerállóságot az oldat savval (HCl) történő titrálásával is meghatározzuk, amelyben a tesztüveget kezelték. Ebben az esetben a vegyszerállóságot a titráláshoz elfogyasztott sav mennyiségével jellemezzük: minél több savat fogyasztunk el a titráláshoz, annál kisebb az üveg vegyszerállósága. Az ablaküvegek lúgállóságát az üveglap 1 dm2-es tömegvesztesége határozza meg, amikor azt 3 órán át forrásban lévő nátrium-karbonát oldatban dolgozzák fel, ebben az esetben a veszteség nem haladhatja meg a 38 mg-ot 1 dm2-ről. a felületről.

Attól függően, hogy az üvegek mennyire képesek ellenállni a víz és más agresszív oldatok pusztító hatásának, hidrolitikus osztályokba sorolhatók, amelyeket a titráláshoz használt HCl mennyisége határoz meg.

Hidrolitikus osztályok (HCl fogyasztás, ml): - vízzel nem cserélt poharak - 0-0,32, - ellenálló üvegek - 0,32-0,65, - keményfém üvegek - 0,65-2,8, - puha vasüvegek - 2,8-6,5, - nem megfelelő üvegek - 6,5 és több.

A kvarcüveg a legmagasabb vegyszerállósággal rendelkezik, az I. hidrolitikus osztályba tartozik, a kémiai laboratóriumi üvegek általában a II. A legtöbb ipari üveg a legkiterjedtebb - III hidrolitikus osztályba tartozik, közülük a legellenállóbb - ablak és polírozott - ennek az osztálynak az első felébe.

A szilikátüvegek vegyszerállósága elsősorban a kémiai összetételtől függ, és a szilícium-dioxid tartalma határozza meg. A SiO2 jelentősen növeli az üveg vegyszerállóságát, míg a lúgos oxidok általában csökkentik. Más üvegkomponensek eltérően viselkednek a különböző reagensekkel kapcsolatban. Ezért a poharak kémiai összetételének kiválasztásakor a felhasználás körülményeitől függenek.

Az üveg sűrűsége a kémiai összetételtől függően 22 és 70102 kg / m3 között változik. A kvarcüveg minimális sűrűsége (22 102 kg / m3), a nagy mennyiségű ólom-oxidot tartalmazó üvegek sűrűsége eléri a 70 102 kg / m3-t.

A hőmérséklet emelkedésével a szilikátüvegek sűrűsége 15 kg/m3-rel csökken minden 100 °C-on. Az üveg izzítása befolyásolja a sűrűséget. Tehát az azonos kémiai összetételű, rosszul lágyított üveg sűrűsége 10 ... 20 kg / m3, és az edzett üveg 80 ... 90 kg / m3-rel alacsonyabb, mint az izzítotté. Az üveg kémiai összetételének megváltozásával a sűrűsége észrevehetően megváltozik, ezért a gyakorlatban közvetett eszközként szolgál az üveg összetételének állandóságának szabályozására.

Az összes megolvadt üveg több mint felét újrahasznosítják az épületek üvegezésére szolgáló lapokká. Az építőiparban széles körben használják az üvegszálas anyagokból (üveggyapot, szőnyegek, kötegek stb.) készült termékeket, amelyeket hő- és hangszigetelőként használnak. Nem rothadnak és nem penészednek, alacsony térfogati tömeggel, tűzállósággal és rezgésállósággal rendelkeznek.

Az üvegtermékek mintegy harmada a legkülönfélébb típusú, stílusú és rendeltetésű edény. Az üveg figyelemreméltó dekoratív tulajdonságai (a különböző színek érzékelésének képessége, a fényjáték közvetítése, a kristályátlátszóságtól az átlátszóság minden fokán át a teljes átlátszatlanságig terjedő átmenet változatossága) egy speciális termékcsoport létrejöttéhez vezetett, amelyet egyesített az általános elnevezés "művészüveg". Ide tartoznak a művészi étkészletek, monumentális üvegtermékek (domborművek, állólámpák, vázák, csillárok stb.) és különféle Dekorációs anyagok(csempék és lapok burkoló falakhoz, épületek padlózatához, párkányokhoz, frízekhez stb., üveg használata ólomüveg ablakokban). A művészi üveggyártás egyik fontos ága a sokféle smalt (átlátszatlan üveg) gyártása. Ezekkel az üvegekkel monumentális falpaneleket készítenek mozaikfestési technikával, az ólomüveg technikával rokon.

Üvegzománcok formájában, átlátszatlan, vékony, különféle színű üveges rétegek formájában az üveget használják védőburkolat védelmező hardver a pusztulástól, és az üzemeltetési és esztétikai követelményeknek megfelelő megjelenést kölcsönöznek nekik. Az üvegzománcot vegyi és élelmiszeripari berendezések, edények, szaniterek, csövek, jelzőtáblák, burkolócsempék, ékszerek gyártásához használják.

Az optikai ipar és az optikai üveg lehetővé tette modern, nagy pontosságú optikai műszerek létrehozását mindenféle típusban és rendeltetésben (közönséges szemüvegek, mikroszkópok, teleszkópok, fényképező- és filmkamerák stb.).

A nagy tisztaságú szilícium-dioxid üveget száloptikák gyártásához használják száloptikai kommunikációs vonalak létrehozására, amelyek nagy mennyiségű információ továbbítását teszik lehetővé. A szemüvegek külön osztályát alkotják az úgynevezett lézerszemüvegek. Különféle természetű többkomponensű üvegek (szilikát, foszfát, fluorberilát, borát, tellurit stb.), neodímiummal aktiválva. A lézerek lehetnek miniatűrök, például az orvostudományban használtak, és lehetnek nagy teljesítményű rendszerek, amelyeket a termonukleáris fúzióban használnak. A lézereket tudományos kutatásban, geodéziában és precíziós fémfeldolgozásban is használják.

Az üvegalkalmazások rövid áttekintéséből nyilvánvaló, hogy különböző tulajdonságokkal rendelkező üvegeket kell előállítani: különösen kémiailag ellenálló, mechanikailag különösen erős, bizonyos hőtágulási együtthatókkal, meghatározott optikai és elektromos állandókkal stb. meglepő, hogy a kutatók sok erőfeszítést tesznek az üveg természetének megértésére, a különféle tényezők különböző tulajdonságaira gyakorolt ​​​​hatásának feltárására.

Üveg az építőiparban és a belső terekben

ÉPÍTÉSI ÜVEG - építőiparban használt üvegtermékek.

Az építőüveg tartalma (%): 75-80% SiO2, 10-15% CaO, Kb. 15% Na2O.

Tetőablak üvegezésére, átlátszó és áttetsző válaszfalak elrendezésére, falak, lépcsők és egyéb épületrészek burkolására és befejezésére szolgál. Az építési üvegek közé tartoznak még a hő- és hangszigetelő üveganyagok (habüveg és üveggyapot), a rejtett villanyvezetékek, vízellátás, csatorna és egyéb célokra szolgáló üvegcsövek, építészeti részletek, üvegbeton padlóelemek stb.

A legtöbb tetőablakok üvegezésére az épületüvegek választékát használjuk: lemezüveg, tükör, hullámos, megerősített, mintás, kétrétegű, üreges blokkok stb. Ugyanez az üvegválaszték használható átlátszó és áttetsző válaszfalak építésére is.

Az építőiparban legelterjedtebben használt lemezüveget olvadt üvegolvadékból állítják elő, főként egy szalag függőleges vagy vízszintes folyamatos nyújtásával, amelyből hűlése és megszilárdulása során az egyik végéből a kívánt méretű lapokat vágják ki. A lemezüveg jelentős hátránya, hogy van némi hullámosság, ami torzítja a rajta keresztül nézett tárgyakat (főleg hegyesszögben).

A tükörüveg feldolgozása mindkét oldalán csiszolással és polírozással történik, így az optikai torzítás minimális. A tükörüveg előállításának legelterjedtebb modern módja az olvadt üveg vízszintes folyamatos hengerelése két tengely között, a kialakított szalag alagútkemencében történő izzítása, gépesített és automatizált szállítószalagokon való csiszolása és polírozása. A tükörüveget 4 mm vagy annál nagyobb vastagsággal (speciális esetekben - 40 mm-ig) gyártják, olvasztásához kiváló minőségű anyagokat használnak, ezért fényáteresztő képessége is nagyobb, mint a hagyományos ablaküveg; főként középületek ablakainak és ajtóinak üvegezésére, kirakatokra és tükrök gyártására használják; mechanikai tulajdonságai alig különböznek az ablaküvegekéitől.

A hengerelt mintás üvegnek két tekercs között hengereléssel kapott mintás felülete van, amelyek közül az egyik hullámos; színtelen és színes is készül; olyan esetekben használják, amikor szórt fény beszerzésére van szükség A matt vagy "fagyos" mintázatú mintás üveget belső válaszfalakhoz, ajtólapokhoz és lépcsőházak üvegezéséhez használják; ablak vagy tükörüveg felületének feldolgozásával készül. A felület homokfúvásával matt mintát kapunk, hogy illeszkedjen a sablonhoz. Az üvegen fagyos mintázathoz hasonló mintázatot úgy kapunk, hogy a felületre egy réteg állati ragasztót viszünk fel, amely a száradás során az üveg felső rétegeivel együtt leválik.

A megerősített üveg vastagságában dróthálót tartalmaz; a szokásosnál tartósabb; ütések vagy tűz közbeni repedés hatására töredékei összeomlanak, és erősítés köti össze őket; ezért a megerősített üveget ipari és középületek, liftkabinok, lépcsőházak, tűzfalak nyílásainak lámpásainak üvegezésére használják. Hengerek közötti folyamatos hengerléssel állítják elő, külön dobból hengerelve a dróthálót. A hullámos, hullámos azbesztcement lemezekre emlékeztető megerősített üveget válaszfalakhoz, lámpákhoz, átlapoló üveggalériákhoz és átjárókhoz használják.

A levegőt vagy fényt szóró réteggel (például üvegszálas) ellátott dupla (halmozott) üvegek jó hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkeznek; 2db ablaktáblák ráragasztásával készülnek ráterített kerettel. 12-15 mm légrésű dupla táblák vastagsága. Az üreges üvegtömböket két üveg féldoboz sajtolásával, majd hegesztésével állítják elő; tetőablakok kitöltésére, főleg ipari épületekben; jó megvilágítást biztosítanak a munkahelyeken és jó hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkeznek. A blokkokat a nyílásokba habarccsal helyezik el fémmel kötött panelek formájában. kötések.

A burkolóüveg (marblit) egy átlátszatlan színű lapüveg.

Az olvadt üveg öntőasztalon történő időszakos hengerlésével, majd alagútkemencékben végzett izzításával állítják elő. Lakó- és középületek homlokzatainak és belső tereinek befejezésére szolgál. A homloküveghez színes fémezett üveg is tartozik.

QUARTZ GLASS - legalább 99% SiO - (kvarc) tartalmaz. A kvarcüveget 1700 °C feletti hőmérsékleten olvasztják a kristályos kvarcból, hegyikristályból, érkvarcból vagy tiszta kvarchomokból. A kvarcüveg átereszti az ultraibolya sugarakat, nagyon magas olvadáspontja van, alacsony tágulási együtthatója miatt, ellenáll a hirtelen hőmérséklet-változásoknak, ellenáll a víznek és a savaknak. A kvarcüveget laboratóriumi üvegedények, tégelyek, optikai műszerek, szigetelőanyagok, gyógyászatban használt higanylámpák ("hegyi nap") stb. gyártására használják.

A SZERVES ÜVEG (plexi) átlátszó színtelen műanyag massza, amely metakrilsav-metil-észter polimerizációja során keletkezik. Könnyen megmunkálható. Üveglemezként használják repülőgép- és gépgyártásban, háztartási termékek gyártásához, laboratóriumi védőfelszerelésekhez stb.

OLDHATÓ ÜVEG - nátrium- és kálium-szilikátok (vagy csak nátrium) keveréke, melynek vizes oldatait ún. folyékony üveg... Az oldott üveget saválló cementek és betonok gyártására, szövetek impregnálására, tűzgátló festékek, szilikagél, gyenge szennyeződések erősítésére, írószer ragasztó stb. gyártására használják.

VEGYI LABORATÓRIUMI ÜVEG - nagy vegyi és hőállóságú üveg. Ezen tulajdonságok javítása érdekében cinket és bór-oxidot visznek be az üvegkompozícióba.

ÜVEGSZÁL - szigorúan hengeres alakú, sima felületű mesterséges szál, amelyet olvadt üveg nyújtásával vagy feldarabolásával nyernek. Széles körben alkalmazzák vegyipar forró savas és lúgos oldatok szűrésére, forró levegő és gázok tisztítására, savszivattyúk tömszelencéinek készítésére, üvegszálas műanyagok megerősítésére stb.

Miért használnak keveset az üveget a lakberendezésben? Valószínűleg azért, mert még mindig erős az előítélet, hogy megsemmisülve nem erős és veszélyes a legélesebb töredékeivel.

De nézzük meg közelebbről, mennyi üvegáru vesz körül és szolgál ki bennünket évekig: tükrök a folyosón és a fürdőszobában, ablakok, tálalószekrényben és könyvespolcban.

Hányan zuhantak le és okozott gondot neked?

Úgy tűnik, hogy nincs több, mint más lakberendezési tárgyak.

Az üveget bátrabban használják az irodákban. Üzletemberek régóta értékelik az üveg előnyeit más anyagokkal szemben. Ez az a képessége, hogy nem csökkenti a fény mennyiségét a szoba átalakításakor.

Az üveg nem takarja el a térfogatot, a tükrök pedig még nagyobbá teszik, ami komfortot és szilárdságot ad a belső térnek.

Anyag Szakítószilárdság nyomó- és hajlítószilárdságban Acél 200 MPa200 MPa200 MPa200 MPa Üveg 1500 MPa50 MPa20 MPa6 MPa Edzett üveg 1100 MPa300 MPa200 MPa30 MPa

Ez a táblázat bemutatja, hogy a különböző üvegjellemzők különböző terhelések mellett milyenek. Az üveg maximális nyomószilárdságú (7-szer erősebb, mint az acél!). A legtöbb gyengeségüveg – ütésállósága. De ez a tulajdonság ötször javítható edzéssel. Növelje többször az ütési szilárdságot, ragassza össze az üveget. Szerezd meg a "triplexet". Ezzel a technológiával készülnek az autóüvegek és a golyóálló üvegek. Megsemmisülése esetén is megtartja teherbíró képességét. Így lehetséges az üveg hátrányainak kompenzálása és szilárdsága más anyagokéhoz hasonlóvá tétele.

Az üveg legfontosabb előnye más anyagokkal szemben az átlátszósága. A modern építészet ma már egyértelműen a maximális természetes fényre és a környező természettel való minimális kontrasztra törekszik. Az egyetlen használható anyag az üveg. Ezért rengeteg fajtája létezik. Az üveg színezhető, ráhúzható, fényvédő vagy energiatakarékos (külső üvegezéssel). A belső terek díszítésekor többféle üvegmegmunkálást alkalmazhatunk: élpolírozás, fazettálás, tonizálás, hajlítás (üveghajlítás hőkamrában), homokfúvás és sok egyéb művelet. Bármilyen tervezői ötlet átültethető az üvegre.

Az üveg másik legfontosabb tulajdonsága a környezetbarátsága. Az üveg szilícium alapú. Vegyületei, a szilikátok hatalmas mennyiségű ásványi anyagban találhatók meg a természetben. Sem az alapanyagok, sem maga a termék – üveg – nem tesz kárt a természetben.

A belsőépítészet egy összetett kreatív folyamat, amely sok energiát, fantáziát és készségeket igényel. Természetesen igénybe veheti egy professzionális belsőépítész szolgáltatásait, aki segít gyorsan és hatékonyan megtervezni a lakások vagy házak tervezésével kapcsolatos összes árnyalatot és mozzanatot. Ma már nagyon sokféle modern stílust ismerünk a belsőépítészetben, de azok jellemzőinek és jelentésének ismerete nélkül nagyon könnyen eltévedünk a stílusokban. High-tech, posztmodern, modern, klasszicizmus, minimalizmus és még sok más. A nevek elolvasása után eléggé homályos, hogy mi ez vagy az az irány a tervezésben.

A "high-tech" stílus nagyon népszerű manapság, ez egyáltalán nem meglepő, mert a belső térben található részletek és elemek üvegből, fémből és műanyagból készülnek. Egy hasonló stílusú helyiségben gyakran találunk üvegpadlót és üveg beltéri ajtókat. Nemcsak nagyon divatosnak és stílusosnak tűnik, de számos hasznos funkcióval is ellátja a lakást. Az üveg szigeteli a helyiséget a túlzott zajtól és hőmérséklettől. Többek között a ház modern üvegelemei annyira tartósak, hogy minőségi mutatókban akár fával és fémmel is felveszik a versenyt.

A színes üveg nem kevésbé gyakori a belsőépítészetben.

Lehűlés után a közönséges üvegmassza sárgás-zöld vagy kékeszöld árnyalatú. Az üveg színezhető, ha például a keverék összetételében bizonyos fém-oxidokat tartalmaznak, amelyek a főzési folyamat során megváltoztatják a szerkezetét, ami lehűlés után viszont arra kényszeríti az üveget, hogy kiemeljen bizonyos színeket a spektrumból. a rajtuk áthaladó fénytől. Vasvegyületek az üveg színét - kékeszöldtől és sárgától a vörösbarnáig, mangán-oxidot - sárgától és barnától liláig, króm-oxidot - füves zöldben, urán-oxidot - sárgászöldben (uránüveg), kobalt-oxidot - ben kék (kobaltüveg), nikkel-oxid - lilától szürkésbarnáig, antimon-oxid vagy nátrium-szulfid - sárgában (a legszebb sárgában viszont ezüstkolloidot fest), réz-oxid - vörösben (az ún. réz rubin, ellentétben az arany rubinnal, amelyet kolloid arany hozzáadásával nyernek). A csontüveget úgy nyerik, hogy az olvadt üveget elhomályosítják égetett csonttal, a tejüveget pedig földpát és fluorpát keverékének hozzáadásával. Ugyanezekkel az adalékokkal, az üvegolvadék nagyon gyengén iszapolásával opálüveget kapunk. A színezett üveget egyéb felhasználási területek mellett színszűrőként használják.

Az edzett üveg hatalmas tömegeket képes ellenállni, így az ebből az anyagból készült padlóburkolat hosszú ideig szolgál, és egyben a legméltóbb tulajdonságokat mutatja. Először is, nagyon kényelmes az üvegelemek gondozása, elegendő a padlót vagy az ajtókat rendszeresen letörölni speciális üvegtermékekkel, amelyek nem tartalmaznak csiszolóanyagot. Az üvegpadló készülhet fényes (fényes) sztéllel, vagy lehet matt is. Ez nagyon jellemző azokra a helyiségekre is, amelyek vizuális térbővítést igényelnek. Az üvegajtók matt vagy átlátszó fényesek is lehetnek. Külön megrendelésre pedig egyedi, lézerrel készült beltéri ajtót is vásárolhat üvegen belső mintázattal. Nagyon eredeti és hatékony.

Üvegáru

Az élelmiszerek és italok „elfogadási” és tartósítási képességét a következő csoportmutatók határozzák meg: élelmiszerekkel és italokkal szembeni vegyszerállóság, időjárásállóság, hőállóság, mechanikai igénybevétellel szembeni ellenállás. Ételek és italok "eladási" képessége: térfogati-térbeli megoldás funkcionalitása és sokoldalúság.

Az ergonómiai tulajdonságok elsősorban az üvegáru használatának kényelmét (komfortját) és higiéniáját határozzák meg. A háztartási eszközök kényelmét a tartás, szállítás, tárolási, mosási funkciók ellátása, valamint a szállítás és tárolás kényelme határozza meg. A higiéniai tulajdonságok elsősorban az üveg természetéből és tulajdonságaiból adódnak, és olyan csoportos mutatók jellemzik őket, mint az ártalmatlanság és a szennyezettség.

Az üveg mechanikai tulajdonságait a képlékeny alakváltozás hiánya, a nagy nyomószilárdság (500-800 MPa) és az alacsony húzó-, hajlítószilárdság (25-100 MPa), és különösen ütési szilárdság (15-20 MPa) jellemzi. A szilárdság a kémiai összetételtől függ: az üvegösszetételben lévő SiO2, Al2O3, B2O3, MgO jelenlététől nő, és az alkáli-oxidok, PbO jelenlététől csökken. A döntő befolyást azonban az belső szerkezetüveg, felületi állapot, hibák jelenléte rajta. A szilárdság növelése az oltással, az olvadt sók ioncseréjével, a felületre fémoxid bevonattal és egyéb módszerekkel.

Az üveg termikus tulajdonságait nagyon alacsony hővezető képesség, jelentős hőkapacitás és hőtágulás jellemzi. A termékek hőstabilitása nő az üveg mechanikai szilárdságának, hővezető képességének növekedésével, valamint a hőtágulás és a hőkapacitás csökkenésével. A termikus stabilitás mértéke az a hőmérséklet-különbség, amelyet a termék roncsolás nélkül elvisel. A kvarcüveg hőállósága - 1000 ° С, a kiváló minőségű üvegből készült üvegedények - 95 °, az üvegáruk - 300-600 ° С.

Optikai üveg - bármilyen kémiai összetételű, nagyfokú homogenitású átlátszó üveg. 46,4% PbO-t, 47,0% Si0-t és egyéb oxidokat tartalmaznak; koronák - 72% SiO, lúgos és egyéb oxidok.

Az optikai üveget lencsék, prizmák, küvetták stb. gyártására használják. Az optikai eszközök üvegét már a 18. században gyártották, de az optikai üveg tényleges gyártása a 19. század elejére nyúlik vissza, amikor a svájci tudós P. Guinan feltalált egy módszert az olvadt üveg mechanikus keverésére az olvasztás és hűtés során - egy agyagrúd körkörös mozdulatával, függőlegesen üvegbe merítve. Ez a máig fennmaradt technika nagy homogenitású üveg előállítását tette lehetővé. Az optikai üveggyártást továbbfejlesztették, köszönhetően együttműködő munka Német tudósok E. Abbe és F.O. Schott, melynek eredményeként 1886-ban megalakult a Schott partnerség híres jénai (Németország) üveggyára, amely először gyártott korszerű optikai üvegek széles választékát. 1914-ig csak Angliában, Franciaországban és Németországban létezett optikai üveggyártás. Oroszországban az optikai üveggyártás kezdete 1916-ra nyúlik vissza. Nagy fejlődést csak azután ért el.

A Nagy Októberi Szocialista Forradalomról a szovjet tudósok munkáinak köszönhetően D.S. Rozsdesztvenszkij, I.V. Grebenscsikova, G. Yu. Zsukovszkij, N.N. Kachalova és mások.

Az optikai üveggel szemben támasztott fő követelmény a nagyfokú homogenitás. Az egyenletesség hiánya miatt a fénysugarak eltérnek a megfelelő útjukról, így az üveg nem alkalmas a közvetlen felhasználásra. Az optikai üveg egységességét kémiai és fizikai okok zavarják. A kémiai heterogenitás a kémiai összetétel helyi változásaiból adódik, és az optikai üveg olvasztási folyamat közbeni keverésével szűnik meg. A fizikai inhomogenitást az optikai üveg hűtése során keletkező feszültségek okozzák, és gondos izzítással szűnik meg. Az optikai üvegnek bizonyos optikai tulajdonságokkal kell rendelkeznie - a különböző hullámhosszú sugarak törésmutatóinak pontos értékeivel. Az optikai üvegek számításánál és tervezésénél nagy jelentőséggel bír a különböző törésmutatójú és közepes diszperziójú optikai üvegek széles választéka. rendszerek hibáik csökkentésére, különösen a másodlagos spektrum káros hatásainak kiküszöbölésére és a képminőség javítására.

Az üveg optikai tulajdonságai a kémiai összetételétől függenek. Az oxidok különféle kombinációi lehetővé teszik az üveg előállítását az optikai állandók szükséges értékeivel. Egyes optikai üvegtípusok például nem tartalmaznak szilícium-dioxidot (az üvegek fő alkotórészét), mások gyakran használt oxidálószereket tartalmaznak, de rendkívül Nagy mennyiségű... Az optikai üveg átlátszóságának nagynak kell lennie, 90-97%-os nagyságrendben az üvegben lévő sugárút 100 mm-ére számítva. Az optikai üvegnek kémiailag ellenállónak kell lennie a nedves atmoszféra és a gyenge savak hatásával szemben, ami jellemzi a "festődésüket", pl. érzékenység a kéz érintésére.

Az optikai üveg gyártásához ugyanazokat a nyersanyagokat használják, mint a többi üvegtípushoz. A nyersanyagok tisztaságára vonatkozó követelmények azonban nagyon magasak. Különösen káros szennyeződések a vas és króm vegyületei, amelyek színezik az üveget és növelik annak fényelnyelő képességét. Az optikai üveg olvasztása egy- és kétedényes kemencékben történik. Az optikai üveggyártás legfontosabb művelete az üveg keverése az olvasztási folyamat és különösen a hűtés során.

Az optikai üveg vágására három módszert alkalmaznak:

) az üveget az edénnyel együtt lehűtjük, majd darabokra törjük és felmelegített állapotban formázzuk;

) olvadéküveg öntése vasformába;

) az olvadt üveget lappá hengereljük.

Az optikai üvegeket üveggyárak állítják elő téglalap alakú darabok, különböző méretű "csempék" és üres - "sajtolás" (lencsék, prizmák) formájában. Az optikai üvegek közé sorolhatók a precíziós fényszűrők gyártásához használt, speciális színű színes üvegek is, amelyeket gyakran használnak az optikai műszerekben síkpárhuzamos lemezek formájában, és a rajtuk áthaladó fény spektrális összetételének megváltoztatására szolgálnak. Ezeket a színes üvegeket az optikai üvegekhez hasonlóan optikai üveggyárakban készítik.

Az üveg története

Az üveggyártás felfedezésének elsőbbségét sokáig Egyiptomnak ismerték el, melynek kétségtelen bizonyítékának tekintették a Jesser-piramis (Kr. e. 27. század) belső burkolatának mázas cserépcsempét; egy még korábbi időszakhoz (a fáraók első dinasztiájához) tartoznak a fajanszdíszek leletek, vagyis az üveg már 5 ezer éve létezett Egyiptomban. Mezopotámia régészete, különösen az ókori sumér és akkád, arra a gondolatra készteti a kutatókat, hogy Mezopotámiában az Ashunak régióban találtak egy emlékművet - egy hengeres pecsétet tiszta üveg, az Akkád dinasztia idejére nyúlik vissza, vagyis kora körülbelül négy és fél ezer év. A Berlini Múzeumban őrzött, körülbelül 9 mm átmérőjű zöldes gyöngy az üveggyártás egyik legrégebbi példája. Flinders Petrie egyiptológus találta meg Théba közelében, egyes elképzelések szerint öt és fél ezer éves. N.N.Kacsalov megjegyzi, hogy az óbabiloni királyság területén a régészek rendszeresen találnak helyi eredetű füstölőedényeket, amelyeket az egyiptomi technikával azonos technikával készítettek. A tudós azt állítja, hogy minden okunk megvan azt hinni, hogy "Egyiptomban és Nyugat-Ázsia országaiban az üveggyártás eredetét... körülbelül hatezer éves időköz választja el napjainktól".

Számos legenda is létezik, amelyek eltérő hitelességgel értelmezik a technológia fejlődésének lehetséges előfeltételeit. N.N.Kachalov reprodukálja az egyiket, az ókori természettudós és történész, idősebb Plinius (1. század) mesélte el. Ez a mitológiai változat szerint egykor a föníciai kereskedők a homokos parton, kövek híján, tűzhelyet raktak ki az általuk szállított afrikai üdítőből - reggel egy üvegrudat találtak a tűzhely helyén.

Az anyag keletkezésének történetével foglalkozó hallgatók egyszer el fognak jönni konszenzusés a helyhez képest - Egyiptom, Fönícia vagy Mezopotámia, Afrika vagy a Földközi-tenger keleti része stb. - és időhöz képest - "kb. 6 ezer évvel ezelőtt", de a természettudomány fenomenológiájának jellemző vonása - "a felfedezések szinkronsága" bizonyos jelekkel és ebben az esetben is megfigyelhető, és a több száz éves eltérés sem sokat számít, különösen akkor, ha az üvegolvasztás rekonstruált módszerében jelentős eltérések nyomon követhetők.

Az üvegkészítés eredetéről mesélő legendák relevanciája nem annyira a tudáselméleti szempontból csak közvetetten fontos történeti és népföldrajzi vonatkozásokra, hanem a technológia eredetére, mint olyanra redukálódik, ha elválik a kerámia "véletlenszerű" folyamataitól, és új tulajdonságokkal rendelkező anyag létrehozásának kiindulópontjává vált, ez az első lépés ezek kezeléséhez, és a jövőben - a szerkezet megértéséhez.

A. Lucas angol kutató némi sikert ért el az egyiptomi üveggyártás technológiájának tanulmányozásában. Információi a következő képet adják az üveggyártás fejlődéséről Egyiptom "archaikus" korszakában, amely a Kr.e. IV. évezreddel ér véget. NS.

Az úgynevezett "egyiptomi fajansz" (gyöngyök, amulettek, medálok, kis tányérok berakáshoz) zöldeskék mázzal bevont termékek. A jelenleg a „fajanszhoz” való hozzárendelésük nem tekinthető helyesnek, mivel ennek a tárgykategóriának a fő jellemzője – egy agyagszilánk – hiányzik. Ismert egyiptomi fajansz háromféle "szilánkkal": szteatit, lágy kvarcliszt és szilárd természetes kvarc. Úgy tartják, hogy a legkorábbi minták szteatitból készültek. Ez az ásványi anyag összetételében magnézium-szilikát, nagy mennyiségben van jelen a természetben. A steatit darabból kivágott termékeket a mázat alkotó nyersanyagok porszerű keverékével vonták be és égették ki. Ez a kémiailag nátrium-szilikátból, kis kalcium-keverékkel összeállított máz nem más, mint alacsony olvadáspontú üveg, amelyet kék és zöldeskék tónusokra festenek rézzel, olykor jókora mennyiségű vassal.

Az egyiptomi üvegkészítők cserépedényekben nyitott kandallókon olvasztották az üveget. A megsült darabokat vörösen a vízbe dobták, ahol megrepedtek, majd ezeket a töredékeket, az úgynevezett fritteket malomkövekkel porrá őrölték és újra megolvadtak.

A frittezést jóval a középkor után használták, ezért a régi metszeteken és a régészeti feltárások során mindig két kemencét találunk - az egyiket az elő-, a másikat a fritt olvasztására. A szükséges behatolási hőmérséklet 1450 °C, ill üzemhőmérséklet- 1100-1200 °C. A középkori olvasztó kemence (csehül "bél") alacsony, fával fűtött boltozat volt, ahol agyagedényekben olvasztották az üveget. Csak kövekből és timföldből kirakva nem bírta sokáig, de sokáig nem volt elég tűzifa sem. Ezért, amikor a guta körüli erdőt kivágták, új helyre vitték át, ahol még bőven volt erdő. Egy másik kemence, amelyet általában a kohóhoz kapcsoltak, egy izzító kemence volt - az edzéshez, ahol kész termék majdnem az üveg lágyulási pontjáig melegítettük, majd gyorsan lehűtöttük, hogy ezáltal kompenzálják az üveg feszültségeit (a kristályosodás megelőzése érdekében). Ilyen kialakítású formában az üvegolvasztó kemence a 17. század végéig kitartott, de a tűzifa hiánya miatt a 17. században néhány guta, különösen Angliában, szénre kényszerítette; és mivel a szénből kiáramló kén-dioxid sárgára festette az üveget, a britek zárt, úgynevezett fedett edényekben kezdték olvasztani az üveget. Ez megnehezítette és lelassította az olvasztási folyamatot, így nem olyan kemény töltetet kellett készíteni, ennek ellenére már a 18. század végén a szén volt az uralkodó. Érdekes információ kapcsolódik az üveg történetéhez, és ahhoz, hogy az üveg általános értelemben létezése során sok más anyaggal ellentétben gyakorlatilag semmilyen változáson nem ment keresztül (az üvegnek nevezett anyag legkorábbi mintái nem különböznek az a mindenki által jól ismert - palack; kivétel természetesen a meghatározott tulajdonságú üvegfajták), azonban ebben az esetben egy ásványi eredetű anyagról és anyagról beszélünk, amely a modern gyakorlatban is alkalmazásra talált.

Rizs. 4 - Diatret. 4. század második fele

Rizs. 5 - Skyphos. Színes üveg. Keleti mediterrán. 1. század első fele Remete Múzeum

Következtetés

Annak ellenére, hogy az üveget ősidők óta ismerték, és széles körben használják az emberi tevékenység szinte minden területén, az üveges állapot természete, az üvegesedési folyamatok atomi-molekuláris szintű megértése messze áll az üvegszerűség elméletének megteremtésétől. állapot, amely általánosságában hasonló a kristályos állapot elméletéhez. Az "üveges állapot" meghatározásáról folyó heves viták tükrözik a megoldandó probléma összetettségét. A század elejéhez képest az üvegtanulmányozás szerkezetérzékeny módszereinek technológiájának fejlődése, valamint az elméleti fizika egyes, a kísérleti eredmények értelmezésére és új modellkoncepciók megalkotására alkalmazott ágai miatt kialakult. az üvegről alkotott nézetek jelentős elmélyülése volt. A kvalitatív hipotézisekről (kristályhipotézis és a rendezetlen rács hipotézise) való átmenetben fejeződik ki az üveges állapot leírására szolgáló kvantitatív kritériumok kidolgozása.

Kétségtelen, hogy a kutatás fejlődése ezen a területen további fejlődést ösztönöz a kívánt tulajdonságokkal rendelkező üvegek összetételének, gyártási technológiáinak, kísérleti és elméleti kutatási módszereinek előrejelzésében.

Bibliográfia

1.http://ru.wikipedia.org/wiki/Glass és egyéb internetes források.

Korrepetálás

Segítségre van szüksége egy téma feltárásához?

Szakértőink tanácsot adnak vagy oktatói szolgáltatásokat nyújtanak az Önt érdeklő témákban.
Kérelmet küldeni a téma megjelölésével már most tájékozódni a konzultáció lehetőségéről.