Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Характеристика сировинних матеріалів та їх вплив на формування споживних властивостей скляних виробів.

Читайте также:
  1. CASE-средства. Общая характеристика и классификация
  2. Cклади пально-мастильних матеріалів, пiноутворювача i порошку
  3. I група (загальна характеристика отрут
  4. I. Общая характеристика
  5. I. Общая характеристика возрастного развития
  6. I. Общая характеристика образовательного учреждения
  7. I. Общая характеристика общеобразовательного учреждения.
  8. II. Краткая характеристика основных групп (отделов) водорослей и их отдельных представителей.
  9. II. СКЛАД ТА ХАРАКТЕРИСТИКА ПК
  10. II. Экономическая характеристика ЗАО «Манино» Калачеевского района Воронежской области

Сировинні матеріали скловиробництва поділяють на основні та допоміжні. До основних матеріалів належать речовини, необхідні для введення в скломасу кислотних, лужних та лужноземельних оксидів, які забезпечують отримання виробів з необхідними фізичними і хімічними властивостями. Допоміжні матеріали вводять для зміни властивостей скла: одержання різного кольору скла, забезпечення необхідних умов для одержання високоякісних виробів, а також прискорення процесів варіння і просвітлювання скломаси.

До основних матеріалів належать кварцовий пісок, борна кислота чи бура, польовий шпат, каолін, сода і сульфат натрію, поташ , вапняки і крейда, доломіт, сурик, оксиди цинку, алюмінію, кальцію, магнію і барію, нефелін, скляний бій та ін.

Кварцовий пісокє основною сировиною для введення до складу скла кремнезему, який міститься в ньому від 60 до 75%. Від вмісту SіО2 залежать властивості скла: підвищується хімічна стійкість, знижується крихкість. Високоякісні піски повинні мати вміст кремнезему не менше 99%. Найшкідливіші домішки — сполуки заліза, які надають склу жовтувато-зелене забарвлення, що погіршує зовнішній вигляд готових виробів.

Для побутових скляних виробів вміст домішок заліза в піску може бути не більше 0,03%, а для кришталевих — до 0,012%. Обмежується також вміст діоксиду титану (0,01—0,2%) і оксиду хрому (0,05—0,1%). Температура плавлення SіО2 становить 1713°С, а густина — 2,65 г/см3.

Борна кислота чи буравикористовується для введення в скло борного ангідриду — В203, який плавиться при температурі 600°С, а при охолодженні перетворюється в прозору скловидну масу. Борний ангідрид позитивно впливає на хімічну, термічну і механічну стійкість, а також підвищує показник заломлення світла. Таке скло використовують для отримання високоякісних та спеціальних скловиробів, які виробляють механізованим способом

Польовий шпат,каолін, пегматит, обсидіан, чистий глинозем використовують для введення в скло глинозему — Аl203. З цією метою також застосовують нефелінові сієніти, які, крім глинозему, містять близько 20% лугів, завдяки чому

економиться сода і поташ, що значно дорожчі. Глинозем має температуру


плавлення 2050°С, а густину — 3,85 г/см3. Навіть в невеликих кількостях глинозем підвищує термостійкість та механічну міцність, твердість, знижує кристалізаційну здатність скла. Використовують глиноземи при виготовленні сортового, жаростійкого і хімічного посуду та віконного й пляшкового скла.



Сода і поташ— це самі дорогі сировинні матеріали, завдяки яким в склад скла вводяться оксиди натрію та калію (Nа20 та К20).

Соду отримують обезводненням кальцинованої соди (Nа2СО3); плавиться вона при температурі 855°С. В скляній промисловості віддають перевагу сульфату (Nа2504) як більш дешевій сировині і менш дефіцитній порівняно з содою. Поташ (К2СО3) застосовують у виробництві найбільш цінного скла — кришталевого та оптичного. Оксид калію надає виробам такі властивості: прозорість, блиск, зменшує кристалізацію скла. Температура плавлення поташу 881 °С.

Вапняк і крейда(СаС03) використовуються для введення оксиду кальцію, який сприяє освітленню та прискоренню варіння скломаси і надає склу хімічну стійкість. При температурі понад 600°С вапняки розпадаються з виділенням оксиду кальцію.

Доломіт(СаС03«МgС03) розпадається при нагріванні з виділенням СаО і МgО. Оксид магнію знижує термічне розширення скла та здатність його до кристалізації, а також підвищує в'язкість, міцність та хімічну стійкість скловиробів.



Цинкові білила(Zn0) вводять до лабораторного, технічного та деяких інших спеціальних видів скла. Оксид цинку підвищує хімічну і термічну стійкість скла, а також його міцність. Крім того, скляні вироби, які містять Zn0, відрізняються підвищеним блиском і прозорістю, грою світла.

Сурик(Рb04) використовують для виробництва кришталю та оптичного скла з високою густиною, характерним блиском та грою світла. Температура плавлення сурику 880°С. Вироби з вмістом оксидів свинцю легко піддаються грануванню, шліфуванню, поліруванню. Особливістю кришталевих виробів є їх мелодійний та тривалий звук при постукуванні. Недоліком кришталю є його висока чутливість до окислювально-відновних умов варіння. Цього недоліку позбавлений баритовий кришталь, для отримання якого в скломасу вводять ВаО, застосовуючи мінерал вітерит (ВаС03).

Скляний бійвводять до складу шихти від 15 до 30%, що сприяє прискоренню варіння скломаси. Важливою вимогою є відповідність хімічного складу скляного бою і основної шихти.

Допоміжні матеріали — це барвники, глушники, знебарвлювачі, освітлювачі, окисники, відновники і прискорювачі варіння скла.

Барвникискла, в залежності від того, чи в процесі варіння скла вони розчиняються і утворюють з кремнеземом забарвлені силікати, чи зберігаються у вигляді колоїдно-дисперсних частинок, мають відповідно назву молекулярні та колоїдно-дисперсні.


Молекулярні барвники — це оксиди металів (СО, Nі, Мn, Сr, Сu), які надають склу певний колір без додаткової теплової обробки. Колір скла залежить від виду і кількості барвника, хімічного складу скломаси, середовища та умов варіння. Так, оксид кобальту при невеликій кількості (0,1-0,5%) надає склу синій колір, при великій -фіолетово-синій з червоним відтінком. Сумісне введення сполук кобальту і пероксиду марганцю надають скловиробам пурпурового, фіолетового і чорного кольорів. Калієве скло при цьому забарвлюється інтенсивніше, ніж натрієве. Перекис марганцю (МnО2) забарвлює звичайне скло (натрій — кальцій силікатне) в червоно-фіолетовий колір; оксид нікелю це скло теж забарвлює в фіолетовий колір з коричневим відтінком, а калієве — в червоно-фіолетовий. Оксид міді надає склу блакитного (при вмісті 1—2%) чи зеленого кольору, а оксид хрому — зеленого. Жовтий колір одержуємо при введенні в скломасу сульфід кадмію, сульфіду заліза, оксиду урану. Крім того, широко застосовуються комбіновані барвники для збільшення кольорової гами скла. Білий колір надає поєднання двоксиду олова і кріоліту, чорний — оксиду марганцю (12-13%) і сульфіду заліза. Оксид заліза забарвлює скло в синьо-зелений колір, оксид заліза — в жовтий, а в комбінації вони дають скло зеленого кольору; змішуючи жовті і червоні барвники, отримують скло коричневого кольору тощо. В якості молекулярних барвників в останні десятиліття широко використовують оксиди рідкоземельних елементів: діоксид церію, оксид неодиму і празеодиму, оксид ербію, комбінацію оксидів неодиму та празеодиму (дидим). Ці барвники надають склу такі споживні властивості: високий показник світлозаломлення, світло-проникнення, стійке і рівномірне забарвлення. Так, скло, яке містить діоксид церію в присутності оксиду титану, має лимонно-жовтий колір з незначним червоним відтінком, а оксид неодиму надає склу фіолетово-бузкового кольору. Красивий колір скла — фіолетово-червоний — одержуєм при введенні оксиду празеодиму. Дидим забарвлює скло в синьо-блакитний колір, а оксид ербію — в рожевий.

Колоїдно-дисперсні барвники надають склу певного кольору після теплової обробки (наводка), в результаті якої мікрочастинки барвника збільшуються до необхідного розміру (10—55 мкм). До таких барвників належать золото, срібло, мідь, селен, сурма, а також сульфіди свинцю, заліза, міді, кадмію, селену тощо. Так, для одержання скла рубінового кольору використовують 0,02% хлорного золота і діоксиду олова. В результаті реакції золото відновлюється до металевого і при наводці кристали його збільшуються, надаючи склу червоний (розмір кристалів золота 10— 13мкм), рожевий (5-10 мкм) або коричневий (більше 13 мкм) колір. Таким методом наводиться мідний і селеновий рубіни, авантюрин та сульфідне скло, що містить сполуки сірки, які здатні утворювати широку гаму кольорів — від світло-жовтого до чорного. Особливе місце серед кольорового скла належить сульфідно-цинковому, в якому роль барвника виконує сульфід цинку (ZnS), що


утворюється при взаємодії оксиду цинку і сірки, які спеціально вводять в шихту.

Реакція забарвлення сульфідно-цинкового скла представлена формулою:

FеО + ZnS ZnO + FеS

Кожний компонент є барвником або глушником, оскільки це скло молочного чи блакитно-жовтого кольору, напівпрозоро-опалове. Якщо в склі, крім сульфіду цинку, міститься сульфід заліза (другий барвник), то скло набуває різноманітних відтінків — від блідо-рожевого до темно-коричневого.

Співвідношення барвників, склад шихти, режим часу, температури і характеру реакції в процесі скловаріння обумовлюють різнокольорову гаму сульфідно-цинкового скла.

Глушникидодаються для одержання молочно-білого непрозорого, напівпрозорого (опалового) чи ледь заглушеного скла, в якості яких використовують фосфорнокислі солі (солі амонію і кальцію), сполуки фтору (кріоліт, кремнефтористий натрій) оксид олова, тальк та ін.

Глушники в процесі варіння скла або не розчиняються в ньому, або розчиняються, при подальшому охолодженні виділяються у вигляді дрібних кристалів. Коефіцієнт світлозаломлення їх різко відрізняється від коефіцієнта інших компонентів шихти, що і створює ефект заглушеного скла, який обумовлений розсіюванням світла частинками глушника.

Знебарвникизастосовуються для усунення небажаних зеленуватих чи жовтуватих відтінків, причиною яких є домішки оксидів заліза в скломасі. Існує два основних методи знебарвлення скломаси: фізичний і хімічний.

При фізичному знебарвленні в скло вводять речовини, які забарвлюють його в колір, додатковий до зеленого (селен, оксид нікелю, оксид неодиму й ін.), що створює ефект безбарвного скла.

Ступінь застосування хімічних знебарвників (селітра, триоксид миш'яку, триоксид сурми й ін.) зводиться до того, що ці речовини при розпаданні виділяють велику кількість атомарного кисню, який сприяє переходу закису заліза в оксид. При цьому інтенсивність забарвлення скла знижується в десятки разів і зеленуватий колір переходить в жовтуватий.

Освітлювачі сприяють видаленню із скломаси видимих різних газових та повітряних включень, які понижують якість готових виробів. Це триоксид миш'яку і селітра, амонійні солі, іноді сира деревина та інші паро- і газоутворюючі речовини, які через товщу скломаси рухаються наверх у вигляді великих бульбашок. При цьому скломаса активно переміщується (кипить) і дрібні бульбашки газу збираються в більш круглі; які легше видаляються з скломаси.

Прискорювачі варіння скломаси, окисники, відновникивводять в склад для одержання відповідного ефекту. Так, прискорювачі (фтористоамонійні й інші сполуки) інтенсифікують процес скловаріння; окисники, наприклад селітра,


миш'яковий ангідрид тощо, необхідні для варіння кольорового скла, забарвленого молекулярними барвниками, і для обезбарвлення скла. Відновники (тирса, вугілля, сполуки олова й ін.) необхідні при варінні скла, колір якого одержаний завдяки колоїдним барвникам

7.4.Характеристика основних етапів виробництва скляних виробів:


Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 245; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Споживні властивості скляних побутових товарів. | Отримання скломаси.
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2020 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты