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
Категории диалектики
Система образования в Японии, Китае, Корее, Индии
Педагогическая характеристика коллектива
Сәкен Сейфуллиннің «Көкшетау» поэмасының танудың технологиясы. Мектепте дастан оқыту мәселесі.


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ