Вязкость и процесс стеклообразования

Процесс стеклообразования определяется следующими факторами 1) внутренними, зависящими от природы веществ, находящихся в расплавленном состоянии эти факторы стеклования расплавов связаны со строением атомов, входящих в состав расплава, и характером сил взаимодействия между ними 2) внешними, зависящими от условий термообработки. Наиболее общим условием перехода в стеклообразное состояние является возможность переохлаждения расплава до таких температур, при которых вязкость расплава становится достаточно большой, достигая значений порядка Ю з Па-с. Очевидно, что расплав перейдет в стеклообразное состояние, если в процессе охлаждения в нем не возникнет ни одного зародыша кристаллизации, что исключает процесс кристаллизации полностью. [c.125]

Большинство процессов стеклообразования начинается при точке текучести , равной температуре, при которой вязкость стекла имеет величину 10 П. Точка текучести, не признанная стандартной, также показана на рис. 1. Точка размягчения есть температура, при которой стекло деформируется под собственным весом. Мягкие стекла имеют большой температурный интервал между точками текучести и размягчения и, как говорят, должны иметь длительный интервал обработки . Они легче в обработке, чем алюмосиликатные стекла. Плавленый кремнезем практически имеет короткий интервал обработки , хотя температурный интервал между точ- [c.494]

Таким образом, возможность стеклообразования зависит от соотношения скорости охлаждения расплава (которая определяет изменение вязкости) и скорости диффузионного перемещения атомов в процессе образования упорядоченной кристаллической структуры. Если скорость изменения вязкости расплава сравнительно невелика, а ориентация атомов в равновесных положениях кристаллической решетки происходит быстро (как у металлических и ионных жидкостей), то стеклообразование отсутствует. Отсюда следует, что при быстром охлаждении можно получить даже металлические стекла. Действительно, при охлаждении металличес-ских расплавов со скоростью порядка 10 град/мин получены стеклообразные металлические пленки. [c.306]

Физико-химические свойства стекла зависят от его химич. состава, условий варки, формования и носледующей термич. и химич. обработки. Важнейшими свойствами С., определяющими условия его варки, формования и отжига, являются вязкость и поверхностное натяжение. Процессы стеклообразования. формования изделий и затвердевания С. протекают в широком интервале значений вязкости (от 10 пуаз при 1400° до 10 пуаз при комнатной темп-ре). При вязкости 10 пуаз С. затвердевает. Темп-ра, нри к-рой С. достигает вязкости 10 3 пуаз, наз. температурой стеклования. [c.514]

Процессы стеклования криогранул следует рассматривать и как положительное явление, если их подвергать криоэкстрагированию или крио-осаждению. С этой позиции процессы стеклообразования при замораживании растворов являются желательными для их интенсификации используют криопротекторы — вещества, увеличивающие вязкость растюров и способствующие их переходу при быстром замораживании в стеклообразное состояние. К криопротекторам относятся, например, органические вещества, модифицирующие структуру исходного раствора и изменяющие механизм льдообразования. Наиболее распространенными криопротекгорами являются глицерин, спирты (метанол, этанол и др.), полиэтиленоксиды, гликоли и т.д. [c.106]

Условия стеклообразования характеризуются кривой давления пара над переохлажденной жидкостью (см. рис. 126, кривая ЬЬ ). Однако даже глубокое переохлаждение жидкости не всегда приводит к образованию стекла. Возможность стеклообразования при затвердевании жидкости определяется характером химической связи и особенностями структуры жидкой и твердой фаз. Жидкости, обладающие преимущественно металлической связью (расплавы металлов, германия, кремния), или жидкости с ионной природой (расплавы солей) не склонны к стеклообразованию вследствие ненаправленности и ненасыщенностн этих типов связи. Поэтому возникновение дальнего порядка при затвердевании происходит достаточно легко и быстро. Затвердевание жидкостей, в которых преобладает ковалентная связь, приводит к образованию твердой фазы с сохранением того же типа связи. Процессы упорядочения при образовании кристаллов с ковалентной связью из-за направленности и насыщаемости ее затруднены и протекают сравнительно медленно. В условиях достаточного переохлаждения при возрастании вязкости жидкости образование упорядоченной (кристаллической) фазы не происходит. Это и приводит к возникновению стекол. [c.306]

Варку С. н. проводят в печах непрерывного действия разл. типа-электрич., газопламенных, газопламенных с дополнит. электроподогревом. На первой стадии вследствие плавления эвтектич. смесей и солей происходит образование силикатов и др. промежут. соединений, появляется жидкая фаза. Силикаты и непрореагировавише компоненты вместе с жидкой фазой представляют собой на этой стадии плотную спекшуюся массу. Для большинства силикатных С.н. первый этап завершается при 1100-1200°С. На стадии стеклообразования при 1200-1250°С растворяются остатки шихты, происходит взаимное растворение силикатов, удаляется пена и образуется относительно однородная стекломасса, насьпценная, однако, газовыми включениями, поскольку обычно шихта силикатных С.н. содержит ок. 18% химически связанных газов (СО , SO , О и др.). На стадии осветления (1500-1600°С, длительность-до неск. суток) происходит удаление из расплава газовых пузырей. Для ускорения процесса используют добавки, снижающие поверхностное натяжение массы. Одновременно с осветлением идет гомогенизация-усреднение расплава по составу. Наиб, интенсивно гомогенизация йсуществляется при мех. перемешивании стекломассы мешалками из огнеупорных материалов. На стадии охлаждения проводят подготовку стекломассы к формованию, для чего равномерно снижают т-ру на 400-500°С и достигают необходимой вязкости С.н. Формование изделий из стекломассы осуществляют разл. методами-прокатом, прессованием, прессвыдуванием, выдуванием, вытягиванием и др. на спец. стеклоформующих машинах. [c.424]

Первая стадия варки (силикатообразование) заключается в том, что в шихте, загруженной в печь, под воздействием высоких температур, происходит ряд сложных физических и химических процессов (испарение влаги, диссоциация углекислых и сернокислых солей кальция, магния, натрия и улетучивание газообразных составляющих, образование спекшейся массы, состоящей из силикатов и кремнезема). Во время второй стадии варки (стеклообразование), протекающей при температурах около 1400—1450°С, происходит плавление спекшейся массы и взаимное растворение силикатов и кремнезема. В результате этого процесса образуется прозрачный расплав — стекломасса, которая, однако, неоднородна по своему химическому составу (негомогенна) и, кроме того, пронизана большим количеством газовых включений (пузырей). Третья стадия (осветление и гомогенизация) имеет целью придать стекломассе химическую однородность и освободить ее от газовых включений (пузырей). Эта стадия варки протекает обычно при наиболее высокой температуре (1500—1550°С), благодаря которой вязкость стекломассы снижается, что способствует наиболее быстрому выделению (подъему на поверхность) содержащихся в ней пузырей. Эти пузыри, поднимаясь вверх, пере- [c.32]

Для растворения кварца в силикатном расплаве и формирова ния однородного расплава, отвечающего составу промышленной силикат-глыбы, требуется температура до 1250 °С. На этапе стеклообразования остатки кварцевых зерен [8] медленно растворяются в вязком расплаве силикатов. Вокруг каждого зерна в результате растворения образуется пограничная зона с повышенным содержанием Si02. По мере насыщения зоны растворение кварцевого зерна затормаживается. Удаление избыточного диоксида кремния из реакционной зоны происходит диффузионным путем под влиянием градиента концентраций. Скорость диффузии Si02 в расплаве, определяющая скорость стеклообразования, зависит от таких факторов, как температура процесса, вязкость силикатного расплава, его поверхностное натяжение, характеристика зерен кварца (размер, форма, наличие включений), условия перемешивания Расплава. [c.133]

Распределение температуре рабочем пространстве ванных печей зависит от свойств стекла и условий варки. Так, например, при варке обычных стекол щелочного состава температура у зафузочного кармана должна быть не ниже 1400-1420 °С, так как в этой части бассейна происходит нафев, расплавление и провар шихты, т.е. завершается стадии силикатообразования, стеклообразования, и частично осветления стекломассы. В зоне осветления температура газовой среды должна быть максимальной (1460-1590 °С). При такой температуре очень сильно снижается вязкость стекломассы, что способст ет интенсивному протеканию процесса осветления и завершению гомогенизации. В зоне студки температура газовой среды плавно понижается до 1180-1280 °С, а в зоне выработки температурный режим устанавливают в зависимости от требований, необходимых для нормальной выработки стекломассы и формования из нее стеклоизделий. [c.554]

При повышении температуры до 1400—1480° осуществляется процесс гомогенизации стекломассы. При указанной высокой температуре составные части шихты полностью расплавляются и образуется достаточно жидкая масса, так как в этих усповиях вязкость силикатных расплавов значительно понижается. Благодаря этому ускоряются диффузионные процессы, состав всей стекломассы выравнивается, она освобождается от газовых включений (остатки газообразных продуктов реакций стеклообразования) и становится прозрачной. Для ускорения и облегчения этого процесса в шихту добавляют осветлители. Иногда в расплав вводят воду (в специальном ковше) или же кусок сырого дерева. Образующиеся при этом пары воды перемешивают расплав (бурление) и при испарении увлекают с собой газы. Кроме воды, для этих целей применяются также химические соединения, которые в условиях варки стекла легко превращаются в пары. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология