Натрий кальций силикатное стекло что это


Изготовление и характеристики силикатного стекла

Существуют универсальные строительные материалы, которые используются при возведении любых объектов, независимо от их технологического назначения. Силикатное стекло относится как раз к таким элементам. Это один из древнейших материалов, который человечество научилось производить еще с незапамятных времен. Причем по составу нынешнее вещество мало чем отличается от древнейшего. Изменилась только технология изготовления и бесполезных примесей в составе стало намного меньше.

Изготовление материала

Поэтапно это выглядит так:

  • 1.    Основными компонентами для производства являются кварцевый песок, известняк и сода. Из них при помощи специального оборудования готовится однородная масса - шихта, в которую все указанные элементы входят в измельченном виде.
  • 2.    Далее приготовленный состав поступает в печь, где под воздействием температуры от 300 до 2500 градусов происходит его расплав до однородной жидкой массы. Такой широкий диапазон вызван наличием большого количества марок стекла и зависит от используемых присадок. Нередко таковыми выступают твердосплавные металлы.
  • 3.    Далее полученное вещество поступает в формы, которые будут соответствовать виду готового изделия. Там стекло застывает с температурой, достаточной для предотвращения кристаллизации составляющих компонентов.
  • 4.    Полученный материал не обязательно будет прозрачным. Этот параметр также зависит от использования дополнительных элементов при выплавке.

Профессиональные химики называют материал натрий-кальций-силикатное стекло. Это связано с тем, что вещество представляет собой сплав трех оксидов - одновалентного натрия, двухвалентного кальция и четырехвалентного кремния. Причем в одной структурной единице содержится по одной доле оксидов металлов и сразу шесть долей оксида кремния. Именно этим и обусловлены все свойства, которыми обладает стекло.

В состав силикатного стекла также могут входить другие металлы и их соединения. Они добавляются, чтобы изменить технические характеристики и придать материалу новые параметры, которые могли бы помочь ему в выполнении непосредственных функций. Неметаллические элементы при этом применяются значительно реже и составляют в основном фториды.

Дело в том, что у стекла очень много различных отраслей использования, так что оно имеет много марок. Отличаются эти продукты своей прозрачностью, прочностью, твердостью, цветом. За каждый отдельный показатель отвечает особый химический элемент. Поэтому любая нестандартная модель будет стоить дороже, чем обычное стекло, получаемое из известняка, песка и соды.

Жидкое стекло

Данный состав также широко применяется в строительной промышленности. В частности он служит для изготовления огнеупорных материалов. После обработки жидкостью бетон, дерево, краска перестаю бояться открытого огня. Вещество также хорошо укрепляет слабые грунты, склонные к выветриванию полезных микроэлементов. Используется в качестве основного компонента при изготовлении термостойкой керамики для выплавки металлических форм.

Одной из основных характеристик материала является силикатный модуль жидкого стекла. Этот показатель характеризует процентное содержание оксида кремния к оксиду натрия в составе. Величина лишь показывает выход продукта из кремнезема, но никак не определяет качество самого раствора. Для расчетов используются химические методы исследования, которые проводятся при помощи специального оборудования.

Характеристики материала

  • •    физическая плотность находится в диапазоне 2500-2600 килограмм на кубический метр и не зависит от температурных условий атмосферы;
  • •    модуль упругости (модуль Юнга) - 70 гигапаскаль;
  • •    модуль сдвига, который характеризует способность сопротивляться сдвиговой деформации, находится на отметке 26,2 гигапаскаль;
  • •    величина отношения относительного поперечного сжатия к относительному продольному растяжению или коэффициент Пуассона - 0,25;
  • •    предел прочности - 1000 мегапаскаль, но при закаливании удается увеличить базовый показатель в 3-4 раза. Посуда из силикатного стекла есть в каждом доме, так что многие знают, что если уронить стакан на пол, то он не всегда разбивается, так как для его изготовления используют закаленную марку;
  • •    показатель твердости по шкале Мооса - 7 единиц;
  • •    по показателям хрупкости стекло относится к категории идеально хрупких материалов, что означает его разбиваемость без видимой деформации;
  • •    теплопроводность крайне низкая - 0,0023 кал/(см*с*град);
  • •    температура плавления находится в диапазоне 400-600 градусов по Цельсию.

Цена такого стекла за квадратный метр зависит от марки.

Ссылка на promplace.ru обязательна

Похожие статьи

Кроме прозрачного, в продаже можно найти оргстекло практически любого оттенка. Данная категория материала предназначена,в первую очередь, для декоративных целей и используется в качестве ......

Такое стекло находит свое применение и в оформлении интерьера. Картины с антибликовым покрытием позволяют любоваться ими даже в залитых солнечным светом комнатах. Что касается атвомобильной промышленности, то ......

В основном, стекло такого типа используется в быту, например, для изготовления стеклянных дверок духовых шкафов или каминов. Прозрачный материал обладает превосходными эксплуатационными характеристиками и ......

Проще всего нарезать стекло, используя шаблоны. Их изготавливают из плотного материала, накладывают на заготовку и обводят стеклорезом. Такая процедура позволяет минмизировать количество отходов ......

    • Весовое оборудование, весы
    • Горно-добывающая отрасль
    • Двигатели
    • Деревообработка и заготовка
    • Конвейеры и транспортеры
    • Контрольно-измерительное оборудование
    • Крановое и подъемное оборудование
    • Легкая промышленность
    • Машиностроение
    • Металлургия
    • Насосы и насосное оборудование
    • Нефтегазовая промышленность
    • Новые технологии, изобретения
    • Переработка отходов и промышленных материалов
    • Пищевая промышленность
    • Пневмооборудование, компрессоры
    • Производственный процесс
    • Производство строительных материалов и оборудования
    • Промышленное оборудование
    • Склады, логистика
    • Трубы и трубопроводная арматура
    • Упаковка, маркировка товара
    • Химия и пластмассы
    • Электрика
      • Выключатели
      • Датчики, реле
      • Компьютерная техника, процессоры, полупроводники
      • Освещение, свет, лампы, светильники
      • Провода, кабели
      • Производство электроники
      • Трансформаторы, резисторы, электротехника
      • Электронные компоненты, контроллеры
    • Электрогенераторы
    • Энергетика и электротехника
    • Архитектура, проектирование
    • Вентиляция и кондиционирование
    • Водоснабжение и канализация
    • Инженерные коммуникации
    • Новые технологии, сооружения
    • Отопление, обогреватели, котлы
    • Пожаротушение, сигнализации
    • Строительное оборудование
    • Строительные материалы
      • Бетон
      • Геотекстиль
      • Гидроизоляция
      • Гипсокартон, перегородки
      • Железобетонные конструкции
      • Кирпич, блоки, пенобетон
      • Перекрытия
      • Плитка кафельная, тротуарная
      • Сухие смеси, штукатурка, шпаклевка
      • Утеплители, теплоизоляция
      • Фасадные материалы, устройство
      • Фундаменты
      • Цемент, песок, щебень
      • Черепица, кровля, устройство крыши
    • Строительные технологии
    • Строительный бизнес

promplace.ru

В бюллетене Американского керамического общества (The American Ceramic Society) появилась статья, объясняющая случаи взрыва кухонной посуды из стекла, имевшие место в США. Ее авторы, R.C. Bradt и R.L. Martens из Университета Алабамы, изучили недавние задокументированные случаи взрывов стеклянной посуды для приготовления пищи, и выдвинули гипотезу, их объясняющую.

По мнению исследователей, проблема взрывоопасности посуды из стекла, используемой для приготовления пищи, обусловлена тем, что разные производители используют разные составы. Например, посуда Pyrex, продаваемая в США, производится по лицензии компанией World Kitchen из натрий-кальций-силикатного стекла, в то время как Pyrex, продаваемый в Европе, произодится компанией ARC International по оригинальному рецепту из боросиликатного стекла.

Именно низкая устойчивость к термошоку натрий-кальций-силикатных стекол и является причиной взрывов кухонной посуды. Даже то, что некоторые производители дополнительно закаливают данные изделия, не позволяет существенным образом улучшить их устойчивость к резким перепадам температур.

На основании проведенных исследований R.C. Bradt and R.L. Martens приходят к выводу, что натрий-кальций-силикатное стекло вообще не является материалом, адекватным задаче производства кухонной посуды для приготовления пищи и призывают покупателей внимательно читать информацию, приведенную на упаковке.

Полный текст статьи - http://americanceramicsociety.org/bulletin/2012_pdf_files/sept_12/#/35/

posudka.ru

Виды стекла

Используемые в промышленности и быту силикатные стекла можно подразделить на следующие группы:

1 кальций-натрий-силикатные (обыкновенные). Они имеют достаточную химическую и термическую стойкость (до 95оС), твердость (7-7,5 по шкале Мооса), прозрачность. Их состав определяется назначением, способом выработки и применяемым сырьем.

Приближенный состав: 70-76% оксида кремния, по 8-10% щелочных и щелочноземельных оксидов. Соотношение используемых оксидов определяет свойства и применение стекла. Так, при преобладании оксидов калия (калийные стекла) оптические свойства стекла повышаются, стекло применяется для изготовления сортовой посуды. Стекла с превышением содержания оксидов натрия (натриевые) используют для тары, строительства, технических целей.

2 хрустальное стекло имеет голубоватый оттенок, большую прозрачность, блеск. Высокое лучепреломление (“играет” на свету). Повышенную плотность. При ударе издают продолжительный мелодичный звук. В зависимости от состава различают хрусталь свинцовый и бессвинцовый.

Свинцовый хрусталь содержит повышенное содержание оксидов калия, цинка, свинца. По содержанию оксидов свинца различают:

  • стекло хрустальное, содержащее не менее 10% РbО;

  • малосвинцовый хрусталь – 18-24%;

  • свинцовый хрусталь –24-30%,

  • высокосвинцовый хрусталь – 30-38% РbО.

С увеличением содержания оксидов свинца повышаются оптические свойства и плотность, но снижаются твердость (1,5-2 по шкале Мооса), химическая и термическая стойкость.

Бессвинцовый хрусталь бывает бариевый (не менее 20% оксида бария), циркониевый (8-10% оксида циркония), лантановый (4% оксида лантана). Такой хрусталь не “играет”, имеет повышенную по сравнению со свинцовым хрусталем твердость и поэтому не украшается алмазной гранью.

Стекло с содержанием 7-10% оксида бария называют “богемское стекло”.

Хрустальные стекла с повышенным содержанием оксидов свинца, лантана, бария, цинка и др. применяются в качестве оптических стекол. Основное требование к ним - высокая степень однородности, которая обеспечивается тщательным размешиванием массы в процессе варки и тщательным отжигом. Наиболее высококачественная оптика вырабатывается при использовании лантанов ого стекла, которое дает высокую четкость по всему полю изображения. Оптические стекла (кроны, флинты) выпускаются разных марок, отличающихся показателем преломления и прозрачностью в разных спектрах.

  1. жаростойкое стекло применяется в технических целях, а также для изготовления бытовой жаростойкой посуды.

  • Кварцевое стекло состоит из чистого кремнезема, его состав аналогичен горному хрусталю. Это стекло термостойкое (температура плавления кремнезема 1713оС) огнеупорное, химически и радиационностойкое. Применяется для остекления космических аппаратов, деталей приборов, смотровых стекол, световодов волоконной оптики.

  • Боросиликатное стекло содержит до 12,5% борного ангидрида. Может быть прозрачным –“мерефи” или непрозрачным – “пирекс”. Используется для бытовой посуды – столовой, чайно-кофейной, хозяйственной, а также для технических целей.

  • Лабораторное стекло содержит 18% оксида алюминия и 4-6% борного ангидрида. Обладает высокими химической и термической стойкостью, прозрачностью, бесцветностью. Используется для изготовления всех видов лабораторной посуды.

  • Ситаллы –стекла кристаллической структуры, благодаря которой приобретают устойчивость к высоким (до 300оС) температурам и резким перепадам температур. Получают их, вводя в состав стекломассы частичек металлов (центры кристаллизации). Для строительных целей применяют шлакоситаллы, для технических и бытовых изделий – литийсодержащие ситаллы.

  1. Безопасное стекло при разрушении не дает острых осколков. К безопасному стеклу относят:

-натриевое алюмосиликатное закаленное стекло (“дюралекс”), которое получают быстрым охлаждением струей воздуха нагретых до 600-650оС изделий;

-триплекс (безопасное трехслойное) состоит из двух слоев силикатного стекла, склеенных бутифолем или целлулоидом в автоклавах под давлением.

  • многослойное защитное стекло - это склеенные между собой полимерными материалами в различных сочетаниях силикатные стекла, силикатные с органическим, поликарбонатом или упрочняющими пленками. Его подразделяют на ударостойкое, выдерживающее многократный удар свободно падающего тела; устойчивое к пробиванию (обухом и лезвием топора) и пулестойкое (бронестекло). Каждое из них вырабатывается нескольких марок в зависимости от характеристик.

Безопасные стекла применяют для остекления зданий, автотранспорта, в самолетах, танках, кораблях.

studfiles.net


Смотрите также