Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Стекло



 Другие рефераты
Становление понятий о химическом элементе Адвокат и его речь Адвокатская этика Стекло

Общеобразовательная школа №1248.



                          Реферат по химии на тему:


                                   Стекло



          Работа выполнена

          Учеником 9-го класса

          Новиковым Игорем.


          Учитель:

          Лукомская А. Ф.



                               Москва 2004 год


                        Общая характеристика стекла.



Стекло, твёрдый аморфный  материал,  полученный  в  процессе  переохлаждения
расплава. Для стекла  характерна обратимость перехода из  жидкого  состояния
в метастабильное, неустойчивое стеклообразное  состояние.  При  определённых
температурных условиях кристаллизуется. Стекло не  плавится  при  нагревании
подобно кристаллическим телам, а размягчается, последовательно  переходя  из
твёрдого  состояния  в  пластическое,  а  затем  в  жидкое.  По  агрегатному
состоянию  стекло  занимает   промежуточное   положение   между   жидким   и
кристаллическим  веществами.  Упругие  свойства  делают  стекло  сходным   с
твёрдыми  кристаллическими   телами,   а   отсутствие   кристаллографической
симметрии (и связанная с этим изотропность) приближает к жидким.  Склонность
к образованию стекла характерна для многих веществ (селен,  сера,  силикаты,
бораты и др.).
Стеклом   называют  также  отдельные  группы  изделий  из  стекла,  например
строительное  стекло,  тарное  стекло,  химико-лабораторное  стекло  и   др.
Изделия из стекла могут быть прозрачными или непрозрачными, бесцветными  или
окрашенными, люминесцировать под воздействием,  например,  ультрафиолетового
и  g-излучения,  пропускать  или  поглощать  ультрафиолетовые  лучи   и т.д.
Наибольшее     распространение     получило      неорганическое      стекло,
характеризующееся  высокими  механическими  тепловыми,  химическими  и   др.
свойствами.  Основная   масса   неорганического   стекла   выпускается   для
строительства (главным образом листовое) и для изготовления тары.  Эти  виды
продукции получают преимущественно из  стекла  на  основе  двуокиси  кремния
(силикатное стекло); применение находят также и др.  кислородные  (оксидные)
стекла, в состав которых входят окислы  фосфора,  алюминия,  бора  и т.д.  К
бескислородным   неорганическим   стеклам   относятся   стекла   на   основе
халькогенидов мышьяка (As2S3), сурьмы (Sb2Se3) и т.д., галогенидов  бериллия
(BeFz)  и т.д.По  назначению  различают:   строительное   стекло   (оконное,
узорчатое, стеклянные  блоки  и т.д.),  тарное  стекло,  стекло  техническое
(кварцевое стекло,  светотехническое  стекло,  стеклянное  волокно  и т.д.),
сортовое стекло и т.д. Вырабатываются  стекла,  защищающие  от  ионизирующих
излучений, стекла индикаторов проникающей  радиации,  фотохромные  стекла  с
переменным  светопропусканием,  стекло,  применяемое  в  качестве   лазерных
материалов,  увиолевое  стекло,  пеностекло,  растворимое   стекло   и   др.
Растворимое стекло, содержащее около 75% 3102, 24% Na2O  и  др.  компоненты,
образует  с  водой  клейкую  жидкость  (жидкое  стекло);  используется   как
уплотняющее  средство,  например,  для   изготовления   силикатных   красок,
конторского клея, в качестве диспергаторов и моющих  средств,  для  пропитки
тканей, бумаги и пр. Химический состав некоторых  видов  стекла  приведён  в
таблице.
Физико-химические свойства стекла.  Свойства  стекла  зависят  от  сочетания
входящих в их состав компонентов. Наиболее характерное  свойство  стекла   —
прозрачность  (светопрозрачность  оконного  стекла  83—90%,  а   оптического
стекла — до 99,95%). Стекло типично хрупкое тело,  весьма  чувствительное  к
механическим воздействиям, особенно ударным, однако сопротивление  сжатию  у
стекла такое же, как у чугуна. Для  повышения  прочности  стекло  подвергают
упрочнению  (закалка,  ионный  обмен,  при  котором  на  поверхности  стекла
происходит  замена  ионов,  например  натрия,  на  ионы  лития  или   калия,
химическая и  термохимическая  обработка  и  др.),  что  ослабляет  действие
поверхностных микротрещин (трещины Гриффитса),  возникающих  на  поверхности
стекла в результате воздействия  окружающей  среды  (температура,  влажность
и пр.)  и  являющихся  концентраторами  напряжений,  и  позволяет   повысить
прочность стекла в 4—50  раз.  Обычно  для  устранения  влияния  микротрещин
применяют стравливание или  сжатие  поверхностного  слоя.  При  стравливании
дефектный  слой  растворяется  плавиковой  кислотой,   а   на   обнажившийся
бездефектный слой наносится защитная  плёнка,  например  из  полимеров.  При
закалке поверхностный слой сжимается,  что  препятствует  раскрытию  трещин.
Плотность  стекла  2200—8000  кг/м3,  твёрдость  по  минералогической  шкале
4,5—7,5, микротвёрдость 4—10 Гн/м2, модуль  упругости  50—85  Гн/м2.  Предел
прочности стекла при сжатии равен 0,5—2 Гн/м2, при изгибе 30—90  Гн/м2,  при
ударном  изгибе  1,5—2  Гн/м2.  Теплоёмкость  стекла  0,3—1  кДж/кг   -   К,
термостойкость 80°— 1000 °С, температурный коэффициент расширения  (0,56—12)
109  1/К.  Коэффициент  теплопроводности   стекла  мало   зависит   от   его
химического состава и  равен  0,7—1,3  Вт/(м.  К).  Коэффициент  преломления
1,4—2,2, электрическая проводимость 10-8—10-18 Ом -1.  см1,  диэлектрическая
проницаемость 3,8—16.
Технология стекла.  Производство  стекла  состоит  из  следующих  процессов:
подготовки сырьевых компонентов, получения шихты, варки  стекла,  охлаждения
стекломассы,  формования  изделий,  их  отжига  и  обработки   (термической,
химической, механической). К главным  компонентам  относят  стеклообразующие
вещества (природные,  например  SiO2,  и  искусственные,  например  Na2CO3),
содержащие  основные  (щелочные  и  щёлочноземельные)  и  кислотные  окислы.
Главный компонент  большинства  промышленных  стекол  —  кремнезём  (кремния
двуокись), содержание которого в стекле составляет от 40 до 80% (по  массе),
а в кварцевых и  кварцоидных  от  96  до  100%.  В  стекловарении  обычно  в
качестве  источника  кремнезёма  используют  кварцевые   стекольные   пески,
которые  в  случае  необходимости  обогащают.  Сырьём,   содержащим   борный
ангидрид, являются борная кислота, бура и др. Глинозём вводится  с  полевыми
шпатами, нефелином и т.д.; щелочные окислы  —  с  кальцинированной  содой  и
поташом;   щёлочноземельные   окислы   —   с   мелом,    доломитом    и т.п.
Вспомогательные компоненты — соединения, придающие  то  или  иное  свойство,
например окраску,  ускоряющие  процесс  варки  и т.д.  Например,  соединения
марганца,  кобальта,  хрома,  никеля  используются  как  красители,   церия,
неодима, празеодима, мышьяка, сурьмы —  как  обесцвечиватели  и  окислители,
фтора, фосфора,  олова,  циркония  —  как  глушители  (вещества,  вызывающие
интенсивное  светорассеяние);  в  качестве  осветлителей  применяют   хлорид
натрия,  сульфат  и  нитрат  аммония  и  др.  Все  компоненты  перед  варкой
просеиваются,  сушатся,  при  необходимости  измельчаются,  смешиваются   до
полностью   однородной   порошкообразной   шихты,   которая    подаётся    в
стекловаренную печь. Процесс стекловарения условно  разделяют  на  несколько
стадий: силикатообразование, стеклообразование, осветление, гомогенизацию  и
охлаждение   («студку»).   При   нагревании   шихты    вначале    испаряется
гигроскопическая и химически связанная вода. На  стадии  силикатообразования
происходит термическое разложение компонентов, реакции в  твёрдой  и  жидкой
фазе с образованием силикатов, которые вначале представляют собой  спекшийся
конгломерат, включающий и  не  вступившие  в  реакцию  компоненты.  По  мере
повышения температуры отдельные силикаты плавятся  и,  растворяясь,  друг  в
друге, образуют непрозрачный  расплав,  содержащий  значительное  количество
газов и частицы компонентов шихты.  Стадия  силикатообразования  завершается
при 1100—1200 °С. На стадии стеклообразования растворяются остатки шихты,  и
удаляется  пена  —  расплав  становится  прозрачным;  стадия  совмещается  с
конечным этапом силикатообразования и протекает  при  температуре  1150—1200
°С. Собственно стеклообразованием называют  процесс  растворения  остаточных
зёрен  кварца  в  силикатном  расплаве,   в   результате   чего   образуется
относительно  однородная   стекломасса.   В   обычных   силикатных   стеклах
содержится около 25% кремнезёма, химически не связанного в силикаты  (только
такое  стекло  оказывается  пригодным  по  своей  химической  стойкости  для
практического  использования).   Стеклообразование   протекает   значительно
медленнее, чем силикатообразование, оно составляет  около  90%  от  времени,
затраченного  на  провар  шихты  и   около   30%   от   общей   длительности
стекловарения.  Обычная  стекольная  шихта  содержит  около  18%   химически
связанных газов (СО2, SO2, O2 и др.). В процессе провара шихты  эти  газы  в
основном удаляются, однако часть их остаётся в стекломассе, образуя  крупные
и  мелкие  пузыри.  На  стадии  осветления  при  длительной   выдержке   при
температуре  1500—1600  °С  уменьшается  степень  перенасыщения  стекломассы
газами,  в  результате  чего  пузырьки  больших  размеров   поднимаются   на
поверхность  стекломассы,  а  малые  растворяются  в  ней.   Для   ускорения
осветления в шихту вводят  осветлители,  снижающие  поверхностное  натяжение
стекломассы; стекломасса перемешивается специальными огнеупорными  мешалками
или  через  неё  пропускают  сжатый  воздух  или  др.  газ.  Одновременно  с
осветлением  идёт  гомогенизация  —  усреднение  стекломассы   по   составу.
Неоднородность  стекломассы   обычно   образуется   в   результате   плохого
перемешивания компонентов шихты, высокой  вязкости  расплава,  замедленности
диффузионных   процессов.   Гомогенизации   сп
123
скачать работу


 Другие рефераты
Петр Первый Великий
История литературы Соединенных Штатов Америки
Жеке адамдардың қалыптасуы мен дамуы
Альбрехт Дюрер - выдающийся художник северного Возрождения


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ