Скачать презентацию СТЕКЛО Неорганическое стекло Неорганическое стекло — квазиаморфное Скачать презентацию СТЕКЛО Неорганическое стекло Неорганическое стекло — квазиаморфное

Стекло.pptx

  • Количество слайдов: 11

СТЕКЛО Неорганическое стекло СТЕКЛО Неорганическое стекло

Неорганическое стекло - квазиаморфное твердое вещество, у которого при наличии ближнего порядка отсутствует дальний Неорганическое стекло - квазиаморфное твердое вещество, у которого при наличии ближнего порядка отсутствует дальний порядок в расположении частиц. В современном понимании понятие «стекло» определяется не просто как материал, а как некоторое особое стеклообразное состояние твердого тела. Стекло — это такое состояние аморфного вещества, которое получается при затвердевании переохлажденной жидкости. Стекло неравновесно по отношению к кристаллическому состоянию, которое может реализовываться при том же составе и при тех же внешних условиях.

Структура стекла Рентгенограммы кварцевого стекла лучше всего интерпретируются в рамках модели непрерывной беспорядочной сетки Структура стекла Рентгенограммы кварцевого стекла лучше всего интерпретируются в рамках модели непрерывной беспорядочной сетки тетраэдров Si. O 4 (атом кремния, окружен четырьмя атомами кислорода), и отражают ближний порядок в структуре стекла. Рентгеновские и нейтронографические исследования показали, что наличие неупорядоченной сетки подтверждается применительно к структуре однокомпонентных стекол. В бездефектном кварцевом стекле существуют только мостиковые атомы кислорода. Для стекол, содержащих два или более компонентов, характерна химическая неоднородность. При введении в Si. O 2 оксида натрия в результате взаимодействия оксидов, несмотря на сохранение координации атомов кремния относительно кислорода, непрерывность кремнекислородной сетки нарушается за счет частичных обрывов связей Si-O-Si, соединяющих тетраэдры между собой.

Оксидные стекла Основу оксидного стекла составляет стеклообразующий оксид. К числу стеклообразующих оксидов относятся Si. Оксидные стекла Основу оксидного стекла составляет стеклообразующий оксид. К числу стеклообразующих оксидов относятся Si. O 2, В 2 O 3, Ge. O 2, P 2 O 5. Наибольшее распространение получили силикатные стекла (на основе Si. O 2) благодаря высокой химической устойчивости, а также дешевизне и доступности сырьевых компонентов. Для придания определенных физических свойств в состав силикатных стекол вводят оксиды различных металлов (наиболее часто щелочных и щелочноземельных). Физико-химические свойства стекла зависят от его состава и степени обработки. Наименьшую плотность (~2, 3 г/см 3) имеет кварцевое стекло, состоящее только из оксида кремния. Наиболее тяжелые свинцовые стекла, содержащие много оксида свинца (до 80%), имеют плотность около 8 г/см 3. Предел прочности стекла при растяжении невелик (8. 107 Н/м 2) и увеличивается при повышении содержания в нем Si. O 2 и Ca. O. Щелочные оксиды снижают прочность стекла. Сжатию стекло противостоит гораздо лучше, чем растяжению, и предел прочности при сжатии и растяжении может различаться на порядок. Стекло очень хрупкий материал; наименьшей хрупкостью обладают боросвинцовые стекла. Кварцевое стекло остается хрупким при нагреве до температуры ~ 400°С, при дальнейшем нагреве стекло постепенно размягчается и становится вязкой жидкостью. Процесс перехода стекла из твердого состояния в жидкое не характеризуется скольконибудь определенной температурой плавления. При правильном охлаждении жидкого стекла этот процесс происходит в обратном направлении также без кристаллизации (деаморфизации).

Халькогенидные стекла Считаются весьма интересной и перспективной в практическом отношении группой веществ, сочетающих в Халькогенидные стекла Считаются весьма интересной и перспективной в практическом отношении группой веществ, сочетающих в себе свойства стекол и кристаллических тел полупроводников. Известны они очень давно. Например, одно из первых упоминаний о такого рода стеклах относится еще к 19 в. (стекло состава As 2 S 3). Однако как определенный класс стекол они стали изучаться лишь в 1970 -х гг. , когда было установлено, что сплавы халькогенидов — сурьмы, мышьяка и таллия — образуют обширную область стеклообразного состояния. Халькогенидные стекла могут быть получены на основе самых различных сочетаний. В совокупности они представляют весьма обширную группу стекол, обладающих весьма разнообразными физико-химическими, физическими, электрическими и оптическими свойствами. Электропроводность халькогенидных стекол в зависимости от состава может находиться в границах 10 -14 -10 -1 ом-1·см-1, т. е. быть выше электропроводности многих известных кристаллических проводников. Изучение электрических свойств этой группы веществ показало, что по ряду признаков (температурная проводимость, большое значение термоэлектродвижущей силы, и особенно внутренний фотоэлектрический эффект) они являются типичными электронными полупроводниками с дырочным механизмом проводимости. Соединения такого типа в последние годы стали применять в переключающих устройствах, нелинейной оптике и в качестве стеклообразующих полупроводников.

На основе стекол также получают: стеклокерамический материал — ситалл, ячеистый материал пеностекло, триплекс, и На основе стекол также получают: стеклокерамический материал — ситалл, ячеистый материал пеностекло, триплекс, и ряд других материалов. СИТА ЛЛЫ (от «стекло и кристаллы» ), стеклокристаллические (микрокристаллические) материалы, состоящие из одной или нескольких кристаллических фаз, равномерно распределенных в стекловидной фазе. Главная особенность ситаллов — тонкозернистая равномерная стеклокристаллическая структура. От неорганических стекол они отличаются кристаллическим строением, а от керамических материалов – более зернистой и однородной микрокристаллической структурой. Получают путем направленной (катализированной) кристаллизации стекол специальных составов, протекающей в объеме заранее отформованного изделия. Различают технические ситаллы (изготовляемые на основе искусственных композиций из различных химических соединений — оксидов, солей), петроситаллы (из горных пород — базальтов, диабазов и др. ) и шлакоситаллы (из металлургических или топливных шлаков).

Свойства В отличие от обычных стекол, свойства которых определяются в основном их химическим составом, Свойства В отличие от обычных стекол, свойства которых определяются в основном их химическим составом, для ситаллов решающее значение имеют структура и фазовый состав. Причина ценных свойств ситаллов заключается в их исключительной мелкозернистости, почти идеальной поликристаллической структуре, что обусловливает сочетание высокой твердости и механической прочности с отличными электроизоляционными свойствами, высокой температурой размягчения, хорошей термической и химической стойкостью. Свойства ситаллов изотропны. В них совершенно отсутствует вязкая пористость. Усадка материала при его переработке незначительна. Большая абразивная стойкость делает их малочувствительными к поверхностным дефектам. Плотность ситаллов лежит в пределах 2400 -2950 кг/м 3, прочность при изгибе – 70 -350 МПа, временное сопротивление – 112 -161 МПа, сопротивление сжатию – 7000 -2000 МПа. Модуль упругости 84 – 141 Гпа. Прочность ситаллов зависит от температуры. Твердость их близка к твердости закаленной стали (V - 7000 -10500 МПа). Они весьма износостойки (f тр = 0, 07 -0, 19). Коэффициент линейного расширения лежит в пределах (7– 300)10 -7 с-1. Ситаллы с маленьким коэффициентом линейного расширения весьма нагревостойки. По теплопроводности ситаллы в результате повышенной плотности превосходят стекла. Термостойкость высокая в интервале температур 50 -9000 °С. Термическая устойчивость ситаллов обеспечивается очень небольшими, а иногда и отрицательными (от -7. 10 -7 до +3. 10 -7) коэффициентами термического расширения. Удельное объемное сопротивление 108 -1012 Ом. м, электрическая прочность 25 -75 МВ/м, тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц (10 -800). 10 -4. Многие ситаллы обладают высокой химической стойкостью к действию сильных кислот (кроме плавкиковой) и щелочей. Оптическое кварцевое стекло может быть заменено прозрачными ситаллами, которые имеют перед ним то преимущество, что в силу малых коэффициентов теплового расширения они нечувствительны к тепловым ударам. Прозрачность связана с размером кристаллов, меньшим длины полуволны видимого света и близостью показателей их преломления к стекловидной фазе.

Применение Так как синтез ситаллов может быть осуществлен с учетом заранее заданных требований, ситаллы Применение Так как синтез ситаллов может быть осуществлен с учетом заранее заданных требований, ситаллы могут отличаться каким-либо одним главным свойством, например, механической или термической прочностью, химической устойчивостью, износостойкостью, прозрачностью и др. , или обладать комплексом необходимых свойств. Это предопределило широкий спектр использования этих кристаллических материалов. Высокие эксплуатационные характеристики ситалловых изделий (прочность и износостойкость, химическая стойкость, способность выдерживать высокие температурные перепады) обеспечивают этому классу материалов возможность широкого применения в строительстве в качестве облицовочного материала, элементов слоистых панелей в конструкциях промышленных зданий. Шлакоситалл хорошо зарекомендовал себя в качестве материала для настила полов промышленных и гражданских зданий, для облицовки наружных и внутренних стен, для футеровки строительных конструкций, подверженных химическим воздействиям и абразивному износу. Для расширения цветовой гаммы шлакоситалла его поверхность можно декорировать силикатными эмалями. Ситалл обладает высокой прочностью, твердостью, химической и термической стойкость, низким температурным коэффициент расширения, поэтому на предприятиях химической, коксохимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности используют изделия из ситалла (панели, трубы, электроизоляторы и др. ). Их получают методом стекольной или керамической технологии. Ситаллы применяют также для герметизации электровакуумных приборов, в оптике и т. д. Фотоситаллы находят широкое применение в микроэлектронике, ракетной технике, космосе, оптике, полиграфии и бытовых приборах: из фотоситалла изготавливают перфорированные диски, применяемые в катодно-лучевых трубках и т. д.

Пеностекло ПЕНОСТЕКЛО - ячеистый материал, получаемый на основе стекла. Легкий пористый материал, строение которого Пеностекло ПЕНОСТЕКЛО - ячеистый материал, получаемый на основе стекла. Легкий пористый материал, строение которого напоминает твердую мыльную пену. Размер ячеек пены может быть от долей миллиметра до сантиметра. Цвет материала от светло-кремового до черного (обычно зеленовато-серый), но в зависимости от состава стекла и примесей может приобретать практически любые цвета. Высокие тепло - и звукоизоляционные свойства, малая плотность, легко поддается механической обработке и склеиванию. Применяется для теплоизоляции, как плавучий материал. Из пеностекла с открытыми порами изготовляют фильтры для кислот и щелочей. Разработано в 1930 -40 -х гг. Свойства Пеностекло обладает высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Как всякое стекло нерастворимо в воде, устойчиво к действию большинства кислот и органических растворителей, т. е. оно инертно во всех средах за исключением растворов сильных щелочей и плавиковой кислоты. Выдерживает высокие температуры. Основные уникальные свойства пеностекла в сравнении с традиционными теплоизоляционными материалами заключаются в низкой теплопроводности при высокой прочности и удобстве обработки и монтажа при экологической безопасности и долговечности. Плотность пеностекла — 100 -600 кг/м 3, состоит из большого количества стеклянных ячеек, механическое разрушение даже некоторой части которых не приводит к потери его плавучести. Благодаря ячеистой структуре и свойствам стекла пеностекло является жестким и безусадочным материалом. Предел прочности на сжатие зависит от плотности материала, и изменяется от 5 до 75 кг/см 2. Наряду с этим, пеностекло легко обрабатывается, что позволяет создавать изделия любой формы. Коэффициент водостойкости (размягчения) пеностекла близок к 0, 95, что соответствует характеристикам гранита. Предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности при толщинах 40, 80 и 100 мм составляет соответственно 30, 45 и 60 минут.

Применение Химическая стойкость материала наряду с его жесткостью, негорючестью, легкостью делает его незаменимым для Применение Химическая стойкость материала наряду с его жесткостью, негорючестью, легкостью делает его незаменимым для использования в качестве теплоизоляции в агрессивных средах. Пеностекло обладает небольшой плотностью, не тонет в воде и потому используется для создания плавучих конструкций различного назначения: для изготовления понтонных мостов и спасательного оборудования. Оно весит примерно столько же, сколько весит пробка, и во время Второй мировой войны использовалось в качестве заменителя пробки, а также пробковой древесины и пористой резины. Как и пробка, пеностекло – отличный изолятор. Однако в отличие от пробки на него не влияют сырость и конденсация влаги, так что оно очень подходит для обкладки холодильных камер и бытовых холодильников. Пеностекло в равной мере успешно может применяться и для высокотемпературной теплоизоляции вплоть до 425°С, поскольку оно не только не горит, но и заглушает огонь. Новые сорта пеностекла содержат до 99% кремнезема и могут использоваться при температуре до 1200°С. . Так как пеностекло химически инертно и обладает высокой коррозионной устойчивостью, его используют при изготовлении многоразовой изоляции, в строительстве резервуаров и трубопроводов для кислот и нефтепродуктов. Главная область применения пеностекла строительство. Пеностекло — материал безусадочный, т. е. сохраняет долговременную стабильность размеров. Время его эксплуатации практически неограниченно. Жесткость и безусадочность пеностекла позволяют использовать его для теплоизоляции кровель, при создании обогреваемого пола, тротуаров, автостоянок. Этот материал может применяться для одновременной гидро- и теплоизоляции (кровли, парковки, пандусы и др. ). Паропроницаемое пеностекло позволяет создавать ограждающие конструкции, обеспечивающие комфортный микроклимат в помещении. Паронепроницаемое пеностекло обеспечит паро- и гидроизоляцию любых поверхностей.

ТРИ ПЛЕКС (от лат. triplex — тройной), материал, состоящий из трех слоев; двух пластин ТРИ ПЛЕКС (от лат. triplex — тройной), материал, состоящий из трех слоев; двух пластин силикатного или органического стекла и склеивающего соединительного слоя (обычно из поливинилбутираля). При ударе не разлетается на осколки, т. к. отдельные куски пластин удерживаются соединительным слоем. Применяется для остекления средств транспорта, скафандров.