Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Состав и производство эмали.




Читайте также:
  1. I. Труд, производство, общество
  2. I. ЭКОНОМИКА И ПРОИЗВОДСТВО.
  3. III. Смешивание составов и набивка гильз
  4. Quot;Нетрадиционные" пиротехнические составы.
  5. R затраты на производство для оценки себестоимости отдельных видов произведенной продукции и остатков незавершенного производства
  6. R расходы на производство, обслуживание и управление производством
  7. S: Ответственность за производство общественных благ несет
  8. V. Производство судебной экспертизы
  9. VII. Составление отчета
  10. X. Производство по делам об административных

Основой большинства неорганических стекол и эмалей является окись кремния SiO2, вводимая в шихту в виде кварцевого песка (силикатные стекла). Cтеклообразователями служат также трехокись бора B2O3, фосфорный ангидрид P2O5, оксид свинца PbO и др. Соответственно такие стекла называются борными, свинцовыми и т. д. Кроме того, в состав эмали входят модификаторы (окиси щелочных и щелочноземельных металлов, от которых зависят свойства эмалей), а также красители и пигменты – красящие окислы металлов, окиси алюминия, свинца, соединения фтора и т. д.

В качестве тугоплавкого сырья для изготовления эмалей используют чистый кварцевый песок (двуокись кремния), полевой шпат (алюмосиликат калия, кальция или натрия), магнезит (углекислый магний). Кварц (SiO2) составляет 30 - 55 % большинства художественных эмалей. От содержания кварца в составе эмалей зависят такие механические свойства стекла, как прочность при сжатии, упругость и химическая стойкость. Однако увеличение количества SiO2 в составе шихты значительно увеличивает тугоплавкость эмали (температура плавления чистого кварца 1800 - 2000ºС). Обычные, в том числе художественные стекла содержат 60 – 75% оксида кремния.

Для снижения температуры плавления в шихту вводят легкоплавкие компоненты – флюсы. Чаще всего используются следующие вещества: борная кислота (H3BO3), бура (Na2B4O7), сода (Na2CO3), известковый шпат (CaCO3), свинцовый сурик (Pb3O4).

Плавление шихты и варку эмалей проводят при температуре в педелах 1000 - 1400 ºС. время варки – от нескольких десятков минут, до нескольких часов. Столь долгое время необходимо для достижения однородной (гомогенной) структуры вещества. В процессе варки в расплаве шихты протекают сложные химические реакции, сопровождающиеся выделением газов. В промышленных условиях варку эмали производят в специальных плавильных или тигельных печах, в лабораторных условиях – в небольших тиглях.

Перед плавкой все компоненты шихты измельчают и тщательно перемешивают. Как правило, варку эмали проводят в два приема. Сначала варят прозрачное стекло – фритту. Затем фритту измельчают и используют как основу для производства собственно цветных эмалей.

Кварц применяют в виде особо чистого песка, но при этом в расплав все же попадает ряд примесей, особенно окислы железа. С другими естественными шихтовыми материалами в образовавшуюся фритту также попадают некоторые примеси. В расплаве эти материалы взаимодействуют друг с другом в виде окислов.



Образовавшаяся из рассмотренных компонентов фритта прозрачна и служит основой для прозрачных эмалей. При добавлении в стекловидный расплав глушителей понижается его прозрачность и таким образом получают исходный материал для непрозрачных эмалей.

До сих пор эмали составляют на основе экспериментальных данных. Многие факторы невозможно заранее предусмотреть, так как взаимодействие компонентов в процессе плавления приводит к различным отклонениям. Состав эмали зависит от заданных технологических параметров. В таблице 1. дан примерный состав эмалей, выпускаемых промышленностью.

 

 

Таблица 1.

Исходная рецептура ювелирных эмалей (по данным народного предприятия в г. Радеберг, ГДР) предусматривает следующее соотношение основных компонентов, %:

Кварц 34 — 55
Бура (борная кислота) 0 — 12,5
Сода 3 — 8
Поташ 1,5 — 11
Свинцовый сурик 25 — 40
Плавликовый шпат 0 — 2,5
Криолит 1 — 4
Калиевая селитра 0 — 2
Мышьяк 0 — 4
Красящие окислы 0,1 — 0,5

Предпосылкой для полного растворения и равномерного распределения всех компонентов в расплаве является тщательная подготовка исходных материалов. Точно взвешенное количество шихтовых материалов тщательно измельчают и смешивают так, чтобы в результате получилась однородная смесь твердых, мелких гранул компонентов. Эмалевую шихту расплавляют в печи до получения стеклообразной массы, которая представляет собой основу будущей эмали.



Температура плавления для различных эмалей находится в пределах От 1000 до 1400 °С. Минимальная температура плавления шихты определяется температурой плавления компонентов. Отсюда следует, что ход сложных реакций в шихте требует определенного времени и не может быть ускорен резким повышением температуры.

Здесь, как и при любом химическом процессе, скорость реакции увеличивается с повышением температуры, но до определенного предела, превышение которого приводит к нежелательным явлениям: слишком большим изменениям состава эмали за счет летучести компонентов.

При изготовлении стекла шихту плавят, затем расплав выдерживают при температуре плавления до тех пор, пока не будут удалены газовые пузырьки и смесь не станет гомогенной. Точно так же поступают при варке эмали: шихту нагревают до температуры плавления, расплав перемешивают и, выдержав необходимое время, быстро охлаждают. Вследствие этого получают застывший расплав в виде твердых частиц стекла с включениями газовых пузырьков. Химические реакции между компонентами в необожженной эмали еще не закончены, и при последующем оплавлении на металлической подложке физико-химические процессы продолжаются до тех пор, пока стеклообразная масса не станет полностью однородной. Процесс варки довольно сложен, так как химические и физические процессы протекают одновременно, влияя друг на друга.



Глушение стекла. Если варят непразрачные (опаковые) эмали, то в стекловидный расплав добавляют глушители, особые глушащие добавки с иными показателами преломления, чем у основы стекла. Свет при прохождении через эмалевую массу отклоняется неравномерно, рассеивается и отражается. Чем больше разница показателей преломления основного стекла и глушителя, тем больше глушащий эффект.Некоторые глушители, растворяясь в жидкой эмалевой массе, при охлаждении выделяются в виде твердых частиц или газов. Мелкие газовые пузырьки или кристаллические частицы отражают свет.

В качестве глушителей могут быть использованы следующие вещества: костяной пепел (широко применялся еще с античных времен, в настоящее время вытеснен другими материалами); двуокись олова (SnO2); двуокись титана (TiO2); плавликовый шпат или фтористый кальций (CaF2); криолит (Na3AlF6).


Дата добавления: 2015-09-13; просмотров: 17; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.009 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