Пустоты в структуре стекла

Обнаружено и много других линейных или сшитых полиионов. Обычно они образуют стекла, так как их сложная и хаотическая форма затрудняет кристаллизацию. Фосфатные стекла применяют в особых случаях, когда невозможно использовать силикатное стекло. Положительные ионы расположены в пустотах структуры стекла. [c.466]

Существенное значение также имеет состояние поверхности стекла, которое сильно зависит от ее предварительной обработки и состава стекла. Поэтому обратимся к существующим представлениям о структуре стекла и его поверхностного слоя Простейшее стекло, или стеклообразный кремнезем, состоит из тетраэдров 81—О4, которые, соединяясь друг с другом, образуют пространственную решетку. В этом случае каждый атом кислорода связан с двумя атомами кремния, т. е. принадлежит одновременно двум тетраэдрам. В отличие от кристаллической модификации отдельные тетраэдры в стекле соединены между собой беспорядочно, т. е. угол между связями 81—0—31 различен для каждого атома кислорода. При наличии в стекле атомов щелочных и щелочноземельных металлов не все атомы кислорода связаны с двумя атомами кремния, но часть кислородных атомов связана с одним атомом 81 и одним атомом металла. Иначе говоря, структуру стекла можно представить как сетку, состоящую из атомов кремния и атомов кислорода, в пустотах которой расположены атомы щелочных и щелочноземельных металлов. Совершенно очевидно, что на свежеобразованной поверхности стекла имеются в результате разрыва связей свободные валентные силы, определяющие адсорбционные свойства поверхности. Таким образом, [c.448]

На подвижность этих ионов, а следовательно, на величину потерь влияет структура стекла и наличие больших катионов, блокирующих межатомные пустоты, например, бария и свинца, которые создают помехи для миграции щелочных ионов. [c.120]

Твердые адсорбенты. Твердые материалы, используемые для адсорбции из газовой фазы и растворов, обладают высокой удельной поверхностью. В большей их части содержится огромное число пустот, объем которых во много раз меньше объема частиц твердого вещества. Именно пустоты, называемые порами, обеспечивают характерные свойства твердых адсорбентов. Пространство твердой фазы, в котором содержатся поры, называется матрицей или скелетом. Поры могут сообщаться или с другими порами и внешней средой, или только с внешней средой, или вообще не сообщаться ни с другими порами, ни с внешней средой. Соответственно они называются сквозными, тупиковыми и замкнутыми. Пространство открытых пор (сквозных и тупиковых) называется активным. В нем протекают сорбционные процессы. В зависимости от характера формирования пор в материале различают первичную и вторичную пористую структуру. Первичная пористая структура образуется в результате сцепления частиц друг с другом. В этом случае норовое пространство представляет собой объем между первичными частицами. К системам с первичной пористостью относятся спекшиеся частицы стекла, керамики, плотные осадки на фильтрах и др. Вторич- [c.67]

Приведенная на рис. Х-61 схема структуры натрий-силикатного стекла дает представление о размещении в решетке металлических ионов они без какой-либо четкой последовательности располагаются в пустотах силикатной сетки. Так как в этой сетке нет строго закономерного повторения структурных элементов, отдельные ее связи характеризуются неодинаковой прочностью. Поэтому стекло, в противоположность кристаллу, не обладает определенной температурой плавления, а в процессе нагревания размягчается постепенно. По неорганическим стеклообразующим системам имеется монография . [c.598]

Приведенная на рис. Х-20 схема структуры натрий-силикатного стекла дает представление о размещении в решетке металлических ионов последние без какой-либо четкой последовательности располагаются в пустотах силикатной [c.326]

Морфология пористых тел. Различают корпускулярные структуры, образующиеся путем сращивания отдельных частиц (зерен) разной формы и размера, и губчатые структуры, образованные не зернами, а сплошной сеткой твердой фазы, в к-рой поры представляют собой систему пустот и каналов. Типичный представитель корпускулярной структуры-силикагель, губчатой структуры-пористое стекло. Существуют смешанные структуры либо частицы имеют губчатое строение, либо в полостях губчатых тел имеются скопления мелких частиц. [c.70]

Наиболее типичным примером аморфных веществ являются стекла. Стеклообразное состояние можно сравнить с замороженной жидкостью, в которой вследствие повышенной вязкости рост регулярных кристаллов затруднен. В качестве наиболее общего примера стеклообразного вещества можно привести 5102 (окись кремния имеет также и кристаллическую форму—кварц). Как схематически показано на рис. 10, основу структуры 5102 составляет трехмерная сетка, построенная из тетраэдров 8104. Хаотичное расположение цепей облегчает проникание ионов в пустоты. За счет этого удается, например, [c.27]

Рассмотрим в качестве примера зависимость коэффициента теплопроводности от плотности для вспученного перлитового песка. Истинная плотность перлита в виде сплошного тела составляет приблизительно 2400 кг/м . Перлит близок по структуре и химическому составу к стеклу [31], его коэффициент теплопроводности Яг может быть оценен в 0,7 вт м-град) при 190° К. Интегральные структурные кривые перлитового песка (см. гл. П1) имеют при т = 0,6—0,7 точку перегиба, показывающую, что это значение соответствует объему пустот между зернами. К этому же значению приводят измерения водопоглощения [17], при которых водой заполняются, в основном, поры в зернах материала. Таким образом, для вспученного перлитового песка [c.25]

Таким образом, у стекол всех составов в системе As—Ge—Те наблюдается сквозная проводимость по трехмерной пространственной сетке. В стеклах нет разрывов сплошности, трещин, пустот, нет блокирования пространственных структур кольцеобразными и цепочечными образованиями. [c.129]

Классификация пористых тел, основанная па их строении [58, 59], делит их на корпускулярные и губчатые системы. Как видно из приведенных в разделе 1 данных, в большинстве случаев поры образованы промежутками между частицами пористого тела. В таких корпускулярных структурах форма пор зависит от формы частиц и их взаимного расположения, а размеры пор обусловлены размерами частиц и плотностью их упаковки. Чем больше частицы и чем рыхлее они упакованы, тем больше размер пор. В наиболее простом, но довольно распространенном случае (многие аморфные ксерогели, сажа, аэросилы) частицы имеют сферическую форму и образуют глобулярную структуру. В губчатых структурах поры представляют каналы, полости или пустоты в сплошном твердом теле. Большая часть этих тел имеет ячеистое строение, в котором пустоты-ячейки соединены друг с другом более узкими проходами (бутылкообразные поры). Очень часто каждая ячейка-пора в такой структуре сообщается с соседними через несколько проходов-горл. Наиболее типичным представителем этого класса являются пористые стекла. [c.255]

Влияние содержания окиси алюминия связано как с изменением структуры скелета стекла по мере введения алюминия, так и с возможностью извлечения последнего из стекла в ходе его обработки кислотой, в результате чего происходит образование дополнительного объема пустот в пористом стекле. [c.234]

Органические и неорганические иониты нерастворимы в воде. Оки представляют собой трехмерный каркас, в который включены несущие заряд группы атомов, называемые потенциалопределяю-щими ионами. Иокы противоположного знака называют противо-ио ами. Они связаны с потенциалопределяющими ионами каркаса электростатическими силами, а потому способны к обмену на другие ионы. Так, структуру стекла составляет трехмерная сетка кремнекислородных (силикатных) ионов. В пустотах этой трехмерной кремнекислородной решетки находятся катионы щелочных или щелочноземельных металлоа, удерживаемые электростатическими сила -, и и способные к обмену на другие катионы (в частности, на ионы водорода). [c.324]

Как известно [4], основой образования стекла является окись кремния. Простейшее силикатное стекло состоит из неупорядоченно расположенных тетраэдров 8104 с областями более или менее упорядоченного строения. При переходе к многокомпонентным стеклам структура стекла меняется, причем это относится в первую очередь к пространственной решетке. При введении щелочного окисла, нанример КааО, ионы Казаполняют пустоты, имеющиеся в решетке. Однако пустоты начальной пространственной решетки заполняются при помощи только части введенных катионов натрия (около 70%), а остальные 30% идут на увеличение общего объема стекла. Если в состав стекла ввести вместо окиси натрия окись лития, то ионы имеющие меньший ионный радиус по сравнению с ионами натрия, все целиком размещаются в пустотах неупорядоченной решетки [5]. Таким образом, плотность стекла при введении иона Е возрастает. [c.19]

Сушествование двухщелочного эффекта (э. д. щ.), по мнению некоторых исследователей, обусловлено процессами, связанными с изменением компактности упаковки [35]. Когда пустоты в структуре стекла заняты одним видом щелочных ионов, то упаковка не будет энергетически выгодной. Если же в стекле присутствует два вида щелочных ионов различных размеров, то распределение ионов па пустотам окажется более выгодным и связи ионов с кремнекислородным скелетом станут более прочными. При определенном количественном соотношении ионов разных видов упаковка становится оптимальной . [c.288]

Типичным для стекол этого состава (а равно, как будет показано ниже, вообще для стекол систем MegO — SiO g) является наличие в спектрах отражения в области 8—12 мк двух полос. Аналогичный вид имеют и спектры комбинационного рассеяния тех же стекол (рис. 11.129). В то же время спектры стекол с другими окислами металлов (например, РЬО) аналогичных составов имеют другие спектры. Такое различие между спектрами свинцовосиликатных и щелочных стекол указывает на специфику строения стекол различных систем. Во-первых, кремнекислородный скелет в свинцовых и щелочных стеклах строится совершенно по-разному во-вторых, структура скелета определяется природой катионов металла, т. е. скелет не представляет собой просто беспорядочную сетку из тетраэдров Si04, в пустотах которой локализованы катионы металла, а сформирован совершенно определенным образом в присутствии именно данных катионов и находится в органической связи с ними [45]. Если хотя бы для стекол одного состава удалось понять, какая причина скрывается за появлением в инфракрасном спектре в области 8 — 12 мк рассматриваемых двух полос, то тем самым в первом приближении была бы понятна не только структура стекла рассматриваемого состава, но и вообще структура двухкомпонентных щелочных силикатных стекол и их физико-химические свойства. [c.177]

Стекло представляет собой переохлажденную жидкость — раствор различных силикатов. Исследование структуры стекол с помощью рентгеновых лучей показало, что стекло представляет собой сетку, построенную из кремнийкислородных цепочек (рис. 7). Пустоты в трехмерном скелете заняты катионами щелочных металлов, которые удерживаются электростатическими полями соседних ионов (Кислорода. Катионы, находящиеся в пустотах рещетки, могут обратимо замещаться без нарушения структуры решетки. [c.18]

Земная кора почти полностью состоит из силикатов и кремнезема эти минералы составляют основу всех горных пород и продуктов их выветривания, почвы, песка и глииы. Все неорганические строительные материалы, начиная от горных пород (например, гранит) и кончая искусственными материалами (кирпич, цемент, строительный раствор), а также различная керамика и стекла являются силикатами. Руды металлов и другие несиликатные минералы составляют лищь иезначительную часть массы земной коры. В табл. 23.2 приведен средний состав литосферы по Гольдшмидту для сравнения указан и состав гидросферы. Видно, что более чем э/ю объема земной коры приходится на долю кислорода. В структурах многих силикатов осуществляется плотнейшая упаковка атомов кислорода (которая может быть искаженной), тогда как ионы более электроположительных элементов (почти все они меньше по размеру, чем ионы кислорода) располагаются в пустотах этой упаковки. [c.120]

В других случаях, когда жидкое стекло используется как связующее в бетонах, желательно получить наиболее плотные и прочные структуры. Пористость в бетонах возникает как за счет уменьшения объема жидкого стекла в ходе потери влаги и обра зования крупных пустот, так и из-за возникновения капиллярной пористости затвердевшего жидкого стекла при его дальнейшем высушивании. [c.104]

Стеклопластики о 6 =4000 кгс/см прн i , б =350 кто/ см при =200°С имеют равноиврное распределение микроструктуры. Стеклопластики, ксторые не соответствовали пределам яре-йований, имеют дефекты структуры - микрозрещинн и пустоты, которые образуются в результате несоблюдения технологических параметров (давления, температуры) в процессе формования стекло-пластиковых изделий. [c.181]

В твердых телах, таких, как металлы и ргеорганические стекла, различают [39—43] хрупкое и пластическое разрушение. В пе])вом случае поверхность разрыва иерпендик лярна растягивающим напряжениям и сравнительно мало деформи-[)оваиа, в то время как во втором случае наблюдается пластическое п,1и вязкое течение, и при разрушении имеют место сдвиговые деформацни. В полимерах наибольший интерес представляет природа хрупкого разрушения, имеющего место как в полимерных стеклах, которые нмеют сходство с другими твердыми телами, так и в резинах, которые разрушаются под действием растягивающих напряжении. Процесс хрупкого разрущения связан с неоднородностями структуры— для стекол с трещинами и микроскопическими пустотами, а для резин с неравномерностью распределения напряжений по цепям сетки. Вследствие существенной роли таких неоднородностей сопротивление разрыву не. может быть выражено через энергию химических связей или сил межмолекулярного взаимодействия, которым должна соответствовать прочность, на несколько порядков величины более высокая [39—42]. [c.494]

Основной причиной таких отклонений, на которую указывают Товаров в результате анализа обширного литературного и экспериментального материала [10], а также Бреннер и Видмайер [214], является то, что измельчение происходит со значительными отклонениями от теоретической схемы. Вследствие этого нельзя быть всегда уверенным в том, что закономерность распределения, экспериментально установленная для некоторого промежутка значений размеров частиц, сохраняется и вне этого промежутка. Отклонения вызываются главным образом тем, что измельчение (помол) складывается из двух процессов — истирания и раскалывания, причем раскалывание происходит по плоскостям, разделение по которым требует меньших усилий. Такие слабые места структуры имеются в громадном большинстве материалов, подвергаемых измельчению. Даже в стеклах и хорошо образованных кристаллах, например в кварце, имеются многочисленные дефекты структуры — пустоты, включения посторонних тел, внутренние и поверхностные трещины. При продолжающемся измельчении приходится прикладывать все большую силу. Однако, наступает момент, когда увеличение давления не приводит к дальнейшему измельчению. Поэтому при любом размоле возникает нижний предел величины зерна, что аналитическими формулами не учитывается. Эта причина отклонений от аналитических зависимостей является общей как для эмпирических формул, так и для формул, основанных на некоторых физических представлениях о процессе измельчения. [c.56]

В основе многих технологических процессов лежит тепловая обработка материалов и изделий нагрев и плавление металлов, обжиг строительного и огнеупорного кирпича, обжиг фарфора и других керамических изделий, получение вяжущих материалов (цементного клинкера, извести, гипса), получение стекла, термическая переработка топлива и т.д. Тепловая обработка материалов и изделий осуществляется в технологических или знерготехнологических агрегатах — промышленных печах, в которых материалам или изделиям в условиях относительно высоких температур придаются свойства, необходимые для дальнейшей обработки или для выпуска в качестве конечного продукта. Так, в нагревательных печах стальные слитки или заготовки приобретают повышенную пластичность и текучесть, необходимую для прокатки и ковки. В чугунолитейных вагранках чугун переходит из твердого состояния в жидкое, при котором он хорошо заполняет пустоты форм для отливок. Химический состав чугуна при его расплавлении может быть изменен в зависимости от требований, предъявляемых к литью (серый чугун, жаропрочный чугун и т. д.). В некоторых термических печах стальные изделия нагреваются, а затем охлаждаются по заранее определенному режиму, чем достигается получение определенных механических свойств путем изменения внутренней структуры металла без изменения его химического состава (отжиг, нормализация, закалка и отпуск). В печах для термохимической обработки стальных изделий металл нагревается для того, чтобы облегчить насыщение поверхности металла углеродом (цементация) или азотом (азотизация) или одновременно углеродом и азотом (цианирование). [c.7]

Указанные особенности строения стекла наглядно иллюстрирует двухмерная модель структуры гипотетического оксида А2О3 (рис. 1.13,а, б). Видно, что в сетке имеются пустоты различных размеров. [c.55]

Хотя пористость и является характеристикой объема, однако она также зависит от состояния поверхности подложки. Там, где поры пересекают поверхность, удерживается грязь или загрязнения из очищающи.х растворов. При последующей вакуумной обработке часто возникает проблема выделения окклюдированных газов или продуктов разложения органических остатков. В то время, как стекла пор не имеют и их обезгаживание ограничено десорбцией и диффузией водяных паров, гл. 2, разд. ЗВ, 2), поликристаллические керамики обязательно имеют поры, размеры и распределение которых меняются в зависимости от условий изготовления. Эти поры являются важным критерием качества материала. Как утверждалось в разд. 2, поликристаллическая керамика скорее спекается, чем плавится. Это требует уплотнения диффузией атомов внутрь или вакансий наружу первоначальных пустот. Обычно процесс уплотнения является неполным, и некоторые поры остаются. Заполнение остаточных пор может быть выполнено добавлением в качестве флюса стекла. Получающаяся структура показана на рис. 11. Относительно большие рекри- [c.517]

Уоррен пришел к. заключению, что Захариасен точно предсказал структуру стеклообразной двуокиси кремния он также подтвердил модель структуры, предложенную Захариасеном для двухкомпонентных стекол. На рис. 5 приведено изображение на плоскости структуры натриевосиликатного стекла согласно Уоррену. В основе структуры лежит непрерывная сетка тетраэдров SIO4, а ноны натрия беспорядочно заполняют большие пустоты. Не все атомы кислорода связаны с двумя атомами кремния, как в плавленом кварце. Это вызвано тем, что избыточные атомы кислорода вводятся вместе с Na20, при этом отношение O/Si увеличивается и становится больше 2. Атомы кислорода, связан- [c.24]

Структура щелочносиликатных стекол также образована связанными друг с другом вершинами К ремнекислородными тетраэдрами, в пустотах между которыми находятся катионы щелочных металлов. Однако плотность упаковки кремнекислородных тетраэдров в стеклах настолько велика, что не только занятые щелочными катионами, но и свободные пустоты в кремнекислородной сетке стекла остаются недоступными даже для таких малых молекул, как молекулы воды. Стекла эти становятся пористыми и приобретают способно<, ть к поглощению молекул воды и других веществ лишь после их обработки растворами кислот. При действии кислот на стекла происходит их выщелачивание. Процесс выщелачивания начинается с обмена щелочных катионов стекла на протоны кислоты. Для натриевосиликатяого стекла этот процесс может быть представлен схемой [c.70]

В поисках причин столь своеобразного влияния окиси алюминия на структуру получаемых нри выщелачивании пористых стекол была изучена начальная стадия процесса разрушения кислотами исходных стекол ряда. Не имея возможности в рамках настоящей статьи подробно останавливаться на этой части работы, ограничимся лишь упоминанием о некоторых ее результатах. Было установлено, что из большинства исследованных стекол весь калий удаляется (в условиях опыта) в течение первых четырех часов, причем по мере увеличения содернгания алюминия в стекле скорость извлечения калия в самый начальный период выщелачивания несколько затормаживается. Алюминий, нри содержании А12О3 до 3 моль.% (стекла 35/1—35/5), практически не удаляется из стекла в первые часы выщелачивания, однако при больших ее содержаниях (стекла 35/6—35/11) начинает интенсивно переходить в раствор уже после непродолжительного воздействия кислоты на стекло. По-видимому, именно с этим связано увеличение объемов и размеров нор в последних двух стеклах рассматриваемого ряда (рис. 1), ибо процесс извлечения алюминия должен сопровождаться разрушением алюмокислородных тетраэдров стекла, за счет чего и появляются дополнительные объемы пустот в выщелоченном стекле. Прямым подтверждением этому являются данные о содержании А12О3 в исследованных пористых стеклах. Из табл. 1 видно, что с увеличением содержания окиси алюмипия в исходных стеклах относительно все большие ее количества переходят в раствор в процессе кислотной обработки стекла. [c.231]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология