44. Стекловарение. Этапы стекловарения. Студка. Факторы, влияющие на процесс.

Стекловарение – это термический процесс, при котором смесь разнородных компонентов шихты образует однородный расплав (стекломассу).Протекает в значительном температурном интервале. При варке различают 5 этапов стекловарения.

1. Силикатообразование

2. Стеклообразование

3. Осветление (дегозация)

4. Гомогенизация (усреднение состава)

5. Охлаждение (студка)

1 и 2 протекают почти одновременно

Студка – завершает этап стекловарения, на котором происходит подготовка стекломассы к формованию. Для этого Т уменьшается равномерно до 300 С, что бы достигнуть вязкости, необходимой для выработки изделий стекла. Охлаждение проводят очень медленно, чтобы избежать в расплаве конвекционных потоков. Т.к. такие процессы могут вызвать неконкретный перенос поверхностных слоев в объем расплава, состав изменяется и появляется негомогенные области. Кроме того, если охладить быстро, не успеют пройти диффузионные процессы, которые способствуют установлению равновесной системы при Т.

Разделение стекловарения на 5 этапов является условным. В реальных условиях эти этапы перекрывают друг друга.

44. Пороки стекла. Газовые, стекловидные, кристаллические пороки. Методы борьбы с пороками.

Пороки – это инородные включения, ухудшающие качество изделий стекла.

Различают пороки:

- газовые пузыри разные по размеру, цвету и форме, которые могут быть заполнены газами CO2, SO2, O2 Пузыри ухудшают прозрачность, химическую стойкость и механическую прочность. По происхождению пузыри могут быть : первичные и вторичные. Первичные образуются при неполном удалении газообразных продуктов при разложении шихты, при нарушении режима осветления. Вторичные недостаточно медленное охлаждение стекломассы или при повторном нагреве. Кроме того вторичные могут образоваться при взаимодействии стекломассы с материалом горшка, ванны, печи

- стекловидные – включение стекла др. состава, которые образуют в основном стекле нити. Имеют другую плотность, состав, цвет и коэффициент преломления. Силы образуются как на поверхности. Так и в объеме. Причины: плохое смешение шихты, нарушение химического состава, конвекционное перемешивание расплава при быстром охлаждении.

- кристаллические – образуются в результате кристаллизации стекломассы или попадании в стекломассу посторонних нерастворимых включений

Методы борьбы с пороками: тщательная разработка и соблюдение ТП варки и выработки стекла.

44. Формование стекла. Стадии процесса формования.

Формование – основная и важная стадия ( после стекловарения) получения изделий. Это превращение вязкого расплава стекломассы в твердое изделие с заданной конфигурацией с помощью внешних сил охлаждения и твердения. Стекло из вязкой несжимаей жидкости переходит в пластическое состояние, а затем в твердое хрупкое состояние. Изучает процесс формования - реалогия (теория упругости и гидродинамики). При формовании стекло проходит всю температурную область стекловарения. Верхняя Т граница формования значительно выше, чем характерная Т_f перехода стекла в вязкое текучее состояние. А нижние соответствуют Т_f стеклования Т_g, при которой стекло упругое хрупкое.

В процессе формования движение стекломассы сопровождается интенсивными стеклообменами с окружающей средой. Особенность процесса массопереноса при формовании является то, что стекломасса – это упруго-вязкая среда и ее реалогические свойства зависят от химического состава и Т. Теплопередача определяется тепло-физическими свойствами стекла (коэффициент теплопроводности, Т, удельная теплоемкость и т.д.)

Стадии процесса формования:

В соответствии с двумя основными этапами, определяется его ход:

- деформирование стекломассы

- постепенное ее твердение .

Следовательно процесс формования делится на 2 стадии:

1) формообразование

2) придание (фиксация) формы

Формообразование – осуществляется в температурно - вязкостной области, когда стекломасса имеет способность к течению и пластичности деформации и (10²-10⁷Па*с) при Т=1200-1800 С. Здесь стекломасса приобретает конфигурацию требуемого изделия, в результате ее деформации под действием внешних сил. Скорость и продолжительность этой стадии зависит от реалогичных свойств стекломассы и их зависимостью от Т.

Фиксация формы производится с закреплением достигнутой конфигурации изделия. Ее проводят в области интенсивного твердения стекла. Вязкость 10⁸-10¹² па*с Т=100-500 С скорость и продолжительность фиксации определяется характерным твердением стекла, которое зависит от реалогических свойств.

Разделение формования на 2 стадии является условным.

Процессы формования стекла делятся в технологическом отношении на:

1. непрерывные

2. циклические.