Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Materialovedenie.docx
Скачиваний:
87
Добавлен:
01.06.2015
Размер:
702.06 Кб
Скачать

41. Оптические и электрические свойства стекол.

Основными для технического применения стекла являются его оптические свойства.

Обычные силикатные стекла хорошо пропускают всю видимую часть спектра оптического излучения и практически не пропускают ультрафиолетовые (УФ) и инфракрасные (ИК) лучи.

Кварцевое стекло пропускает наиболее широкую полосу электромагнитных волн от УФ до ИК, т.е. воспринимаемый глазом видимый свет.

Стекла, легированные редкоземельными элементами, поглощают УФ-излучение.

При введении оксидов цинка, бора или алюминия получают стекла, пропускающие УФ-излучение. У окна с таким стеклом можно загорать.

Стекло, легированное легкими элементами (бор, бериллий, литий), пропускает рентгеновское излучение, тяжелыми элементами (свинец и др.) – задерживает.

Стекла, содержащие железо и фосфаты, задерживают тепловое ИК-излучение. Введение оксидов некоторых металлов делает стекло цветным: красный цвет – это оксиды никеля; желтый – оксиды германия; зеленый – оксиды хрома; синий – оксиды меди; фиолетовый – оксиды марганца.

Плотность стекла в зависимости от состава – 2,2... 8,0 г/см3.

Электрические свойства стекла характеризуются высокими значениями удельного электрического сопротивления. Введение оксидов тяжелых металлов свинца и бария приводит к повышению электроизоляционных свойств стекла. Они используются в электротехнической промышленности.

42. Получение стекол.

Изделия получают процессами раздувания, прокатки, прессования, литья.

За начало размягчения стекла принимают температуру, при которой его вязкость составляет определенную величину. Температура размягчения большинства стекол находится в интервале 400... 1600 °С. Максимальное значение температуры размягчения соответствует кварцевому стеклу, получаемому без добавок модификаторов, а минимальную температуру размягчения имеют щелочные стекла. Поэтому изготовление из кварцевого стекла деталей сложного профиля затруднено. Щелочные стекла более технологичны.

Механическая обработка стекла в связи с его высокой твердостью осуществляется алмазным (резка стекла) или абразивным (шлифование и полирование) инструментом. У дутых изделий края, как правило, оплавляют.

При нагреве стекло постепенно размягчается вплоть до перехода в жидкое состояние. В пластичном состоянии оно легко формуется. Чем ниже температура начала размягчения, тем стекло технологичнее. Изделия получают процессами раздувания, прокатки, прессования, литья.

43. Технологические свойства стекла определяются температурами размягчения и перехода в жидкое состояние.

Стекло как типичный представитель аморфных веществ при переходе из твердого состояния в жидкое и обратно не имеет определенных точек плавления и затвердевания.

44. Упрочение стекол, в т.Ч. Термическое.

Прочность стекла, как и всех других материалов, зависит от условий нагружения. В связи с этим важное значение приобретает состояние поверхности стекла – наличие царапин, микротрещин и других дефектов, которые являются концентраторами напряжений, резко снижает прочность стекла. Большую прочность имеют кварцевые и бесщелочные стекла, меньшую – щелочные.

Предел прочности стекол при сжатии высок и достигает 2000 МПа. Прочность стекол на сжатие до 10 раз выше сопротивления растягивающим нагрузкам. Твердость стекла близка к твердости закаленной инструментальной стали.

Методы упрочнения стекла основаны на термической, термохимической и химической обработке.

Термическая обработка стекла – это закалка, которая заключается в нагреве выше температуры стеклования и последующем быстром охлаждении в потоке воздуха или в масле. При этом на поверхности стекла возникают напряжения сжатия, которые компенсируют растягивающие напряжения в условиях эксплуатации. Предел прочности повышается в 2-4 раза, а термостойкость закаленного стекла возрастает в 2-3 раза.

Закалка в кремнийорганических жидкостях – термохимическое упрочнение – приводит к образованию на поверхности полимерной пленки, что дает дополнительный эффект по сравнению с обычной закалкой, особенно по увеличению сопротивления статической усталости.

Важное практическое значение имеет термостойкость стекла. При резком нагреве или охлаждении вследствие низкой теплопроводности стекла в стеклянном изделии возникают механические напряжения. Нагрев приводит к возникновению напряжений сжатия, а охлаждение создает растягивающие напряжения. Быстрое охлаждение стеклянных изделий более опасно, чем быстрый нагрев. Термостойкость характеризуют разностью температур, которую выдерживает стекло без разрушения при резком охлаждении в воде. Для большинства стекол термостойкость находится в пределах 90... 170 °С, а для кварцевого стекла достигает 1000 °С.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]