43. Стекло. Область применения. Св-ва. Стру-ра.

Стекло – аморфное тело, получ путем переохлаждения расплава независимо от их хим. сост. и обладающие механич. св-ми твердых тел. Св-ва стеклообраз. состояния: 1. Рентгеноаморфно – нет КР. 2. Изотропно – не зав. от напр. измерений. 3. Имеет избыт. запах внутр. энергии, т.к. получается быстрым переохлаждением расплава. 4. Твердеет постепенно и обратимо. 5. Имеет переходный интервал стеклования.

Искажение закл. в произвольном изменении угла связи Si-О-Si от 120 до 180^oC. В кварц. стекле имеются своб. полости. Классификация стекла: a) по типам оксидов: 1. стеклообразующие SiO, B₂O₃, P₂O₅ (силикатная, баратная, фосфорная) 2. модифицирующая Na₂O, Ca₂O 3. промежуточная Al₂O₃, ZnO₂, TiO₂ б) по типу неорг. соед. 1. элементарные, 2.о= оксидны, 3. галогенитные – на осн. BeF₂ 4. калькогенитные – на осн. сульфитов, селенитов в безкислородных системах, 5. металлические – с прим. супервыс. скоростей охлаждения. На осн. этих групп можно получить смеш. стекла. Стекла имеют микронеоднородное строение – в стр-ре имеются микрообласти, размером до 20 нм, кот. отл. друг от друга по хим. сост. и геометр. располож. частиц. Не имеют границ раздела. Повторный нагрев может привести к его кристаллизации. В стекле может нах. 2 фазы: 1. стекловидная, две стекловидных при ликвации (разделении в жидк. виде), кристаллическая. М-зм кристализ. стекла происх. в 2 стадии: 1. Зарождение центров кристаллизации. 2. Рост кристаллов. Реальная прочность стекла намного ↓ теоретического на 4 порядка. При нагр. стекла и охлаждении в стекле возникают термоупругие охлаждения. При резком охлаждении нар. слои остывают быстро и не дают сжиматься поверхност. слою. Напряжение пов. слоя может привести к растяжению стекла. При резком нагреве пов. слой расширяетя, а внутр. сужается.

ТО стекла: 1. Отжиг – нагрев, выдержка и медл. охлаждение. Повышение прочности за счет сжатия внутр. остат. напряжений. 2. Закалка – нагрев, выдержка, охлаждение хол. воздухом\жидкостью. ↑ поверхн. прочность и термостоикость. Стеклоизделия: 1. Стекловолокно – материал, получ. с пом. искусств. ориентации стр-ры материала. Волокна вытягивают в опр. направлении. 2. Триплекс – комбин. стекло, сост. из 2-х закаленных слоев стекла, склееных между собой прозрач. эластич. пленкой. 3. Флоатстекло – полированное стекло, толщиной до 1 млм. Пеностекло получ. вспениванием в жидкость стекольной массы за счет введ. тверд. в-в. 4. Ситалл – получ. путемчастич/полной кристаллизации стекла. (прочный, непрозрачный, газонепроницаемый, твердый, жесткий, стойкий к коррозии. Деффекты стекла: от инород. включений. 1. Газовые. 2. Кристаллические. 3. Стекловидные.

44. Керамика. Область применения. Св-ва. Стр-ра.

Классификация технич. керамики:

1). Электрокерамика (св-ва: диэлектрические, электропроводность, пьезоэлектрические, изоляционные) применение: конденсаторы, термисторы, солнечные батареи)

2) магнитокерамика (с магнитными св-ми) применяется в магнит. носителях)

3) отптокерамика (прозрачность, полеризация) лампы выс. давления, лазерные материалы, элементы оптич. памяти, экраны дисплея)

4) хемокерамика (абсорбционная и абсорбционно-каталитическая активность, коррозионная стойкость) сорбенты, катализаторы, электроды, датчики влажности)

5) термокерамика (жаропрочность, жаростойкость, тепроводность) огнеупорные изделия, тепловые трубы, теплообменники, теплозащита)

6) биокерамика (биологическая активность с живыми организмами, стойкость к биокоррозии)

7) механокерамика (все мех. св-ва – тверд., прозрач.) тепловые двигатели, уплотнительная, антифрикционная керамика, режущий инструмент, пресс)

8) ядерная (радиационная стойкость, жаростойкость, радиоактивность, ядерное горючее, общивка реакторов, поглатитель излучения, экранирующие материалы)

Технич. керамика – поликристаллический материал, получаемый стеканием неметаллич порошков.

Пр-с изготовления: 1) получение исходных порошков (размер частиц менее 1 мкм) 2) консолидация: формование – прессование под давлением, пластичное формование выдавливанием пластичной массы, шликерное литье (шликер – растворенная керамич. смесь в сиде суспензии, кот. заливается в любую форму и спекается при температуре 2000-2200 получ. монолитное прочное изделие и форм. св-ва. 3) обработка керамики: с трудом поддается мех. обработке. Осн. условие – получение при этом практически готовых изделий. Если мех. обработка неизбежна, прим. алмазные круги, лазерная обработка, ультразвуковая и электрохимич.4) контроль пар-ров керамич. изделий, для кот. исп. рентгеновскую и ультразвуковую дефектоскопию – неразрушающие методы контроля.

Керамика – низкая вязкость и пластичность, трещиностойкость, поэт. прим. метод определения механики разрушений с опр. коэф-та интенсивности напряжений.

Керамика – выс. твердость, хим. и термостойкостью, низ. склонность к хрупкому разрушению.

Стр-ра керамики однофазная поликристаллическая. Кроме кристаллической фазы может содержаться небольшое количество газов (поры) и стекловидной фазы, которая образуется в результате наличия примесей в исходных материалах. Температура плавления чистых окислов превышает 2000 С, поэтому их относят к классу высокоогнеупоров. Как и для других неорганических материалов, окисная керамика обладает высокой прочностью при сжатии по сравнению с прочностью при растяжении или изгибе; более прочными являются мелкокристаллические структуры, так как при крупнокристаллическом строении на границе между кристаллами возникают значительные внутренние напряжения.

применяется в гончарном деле

Принципиальными недостатками керамики являются ее хрупкость и сложность обработки. Керамические материалы плохо работают в условиях механических или термических ударов, а также при циклических условиях нагружения. Им свойственна высокая чувствительность к надрезам. В то же время керамические материалы обладают высокой жаропрочностью, превосходной коррозионной стойкостью и малой теплопроводностью, что позволяет с успехом использовать их в качестве элементов тепловой защиты.