7.7. Ситаллдар және қожды ситаллдар

Түрлі құрамдағы шыны массаларының немесе басқа қорытындыларынан алдын-ала құйылған бұйымдар көлемінің барлығында түгелдей жүретін кристалдану процессін ұқыптылықпен белгілі бір бағытта бақылау арқылы алынатын материалдарды ситаллалар немесе шыныкристалдықтар деп атайды. Бағытталына кристалданғандығынан оларды майда түйіршікті және біртекті құрылым құрылады. Осының нәтижесінде бұйымдардың мықтылығы, термиялық беріктігі және басқа қасиет сипаттамалары өте жоғары болып шығады.

Ситаллалар микроқұрылымы көлемі бойынша бірыңғай бөлінген майда кристалдардан мөлшері бірнеше мкм тұратындығымен (көлемі бойынша ең кемдегенде 80%) және сол өте майда кристалдар арасында қалындығы 1 мкм қабатпен біркелкі бөлінген шыныфазасының болатындығымен сипатталынады. Көпшілік жағдайда кристалдану процессін мүмкіншілігінше толық жүргізілетіндіктен шыныфазасының мөлшері әдетте көлемі бойынша 5-10% аспайды.

Ситаллалардағы кристалдардың орташа мөлшері 1-2 мкм, ал олардың арасындағы шыныфазасы қабатының қалыңдығы микронның оннан бір бөлігінен аспайды, және де кристалдар ситалла көлемінде қалай болса солай жүйесіз орналасқан. Сондықтан да ситаллаларда анизотропиялық қасиет болмайды.

Сонымен ситаллалардың шыныдан ерекшелігі олардың поликристалдық құрылысы, ал керамикадан - кристалдарының өте майдалығы. Құрылымының осындай ерекшелігінің арқасында ситаллаларда шыныға тән онды қасиеттерінің барлығы сақталған: механикалық беріктігі, термиялық және химиялық төзімділігі; диэлектрикалық қасиеттер көрсеткіштері жетерліктей жоғары, морттығы да төмен.

Ситаллаларды жасау үшін шыны оларда қолданатын шикізат құрамаларын және кейбір арнайы қоспаларды - кристалданудың катализаторларын (титанның, литияның, цирконияның және т.с. түзінділерді) пайдаланады. Бірақ мұнда шикізаттың тазалығына және технологиялық тәртіптің ұқыптылықпен орындалуына қойылатын талап қатаңдау.

Ситаллалар алу технологиясы катализдандырылған кристалдану принципіне негізделген. Бұл принцип бойынша мынандай технологиялық операциялардың орындалуы қажет: катализаторлар қосылған шихта балқытылады, сонда шыны қорытындысында кристалдану катализаторлары ериді (сур.7.11. 1 – поз).

Шыны өндіру тәсілдері бойынша балқытылған массадан бұйымдарды қалыптайды. Сосын катализатордың микроскопиялық кристалдар түйіршіктері пайда болатын температураға дейін бұйымды суытады. Әдетте бұл температура шыны отжигтеу температурасынан 50°С жоғарылау (2-поз). Осы сатыда катализаторлар түйіршіктерінің мүмкіншілігінше көп бөлініп шығу үшін 1 сағ. шамасы бүйымды ұстайды. Келесі термиялық өңдеу сатысында ситаллалар кристалдарының ең үлкен жылдамдықпен құрылуын және кристалдар түйіршіктерінің жылдам өсуіне сәйкес келетін температураға дейін бұйымды қыздырады (3-поз) және осы температурада кристалдану процессінің мүмкіншілігінше толық біткеніне шейін ұстайды. Ең соңында ситалла бұйымын бөлмелік температураға дейін суытады (4-поз).

Сонымен ситалла технологиясында термиялық өңдеу маңызы жағынан басты орын алады. Термиялық өндеу тәртібін реттей отырып кристалдану дәрежесін, кристалл мөлшерін және кристалдар тығыздығын өзгертуге болады. Бұл өзретімен ситаллалы қасиетіне күшті әсер етеді. Олай болса ситалла қасиеті тек химиялық құрамына ғана емес термиялық өңдеу тәртібіне де байланысты.