35

ЗМІСТ

Вступ		3
РОЗДІЛ I .ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ		4
1.1.	Вивчення видів сировинніх матеріалів для виготовлення скла	10
1.2.	Вплив соровини на структурно механічні властивості скла	12
1.3.	Вивчення властивостей скла	12
	1.3.1. Вивчення фізичніх властивостей	14
	1.3.2. Вивчення хімічних властивостей скла	12
	1.3.3. Термічні властивості скла	15
1.4.	Аналіз способів покращення властівостей скла	15
Висновок до розділу I		18
1.5	Мита та задачы дослидження	18
РОЗДІЛ II. ЕКСПЕРЕМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА			20
2.1.	Об’єкти та предмети дослідження	20
2.2.	Методи дослідження	20
2.3.	Дослідження шляхів поліпшення властивостей скла	21
	2.3.1.Поліпшення експлуатаційних характеристик флоат-скла	22
	2.3.2. Армоване скло та його характеристики	25
	2.3.3 Кулестійке скло та його характеристики	28
Висновок за єксперементальною чатиною			31
Висновки та пропозіції			32
Література			34

ВСТУП

Скло є перспективним і динамічно використованним будівельним матеріалом. Збільшення роботи з поліпшення існуючих та створення нових процесів, виготовлення гнучких високопродуктивних скляних віробів і утворення широкого асортименту архітектурного скла.

Подальший розвиток термічно- полірованого скла може бути здійснено у двох основних напрямках:

-Будівництво флоат-лінії високопродуктивного скла;

-Будівництво флоат-ліній, низької і середньої продуктивності, що призначені для широкого спектру виробів. Другий напрям, є більш перспективним, оскільки він надає найбільш повного задоволення зростаючим потребам будівельної галузі різних видах листового скла. Для розвитку цього напрямку створюються гнучкіх технології, які включають відомі і нові технологічні процеси і обладнання.

Тобто ринок скла передбачає впровадження нових розробок і прагне до розширення. Скло застосовується майже у всіх галузіх народного господарства,­­ крім зазначеної будівельної галузі, біля 25%, господарського посуду виробляеться на основі силікатів, із скла виготовляють вітрини і холодильні шафи для роздрібної торгівлі, скло застосовують у виготовленні меблів , автомобілів . При цьому властивості і конструктивні характеристики скла прямим чином впливають на споживчі властивості виробів з нього.

Тому при вивченні показників якості виробів із застосуванням скла товарознавеці повинні знати його властивості, як сировинного матеріала .

Виходить з вищесказаного, написання роботи присвяченої дослідженню скла як матеріалу із притаманними йому особливостями є актуальною задачою при вивченні матеріалознавства.

Розділ I .Огляд літературних джерел

1.1.Вивчення видів сировинніх матеріалів для виготовлення скла

Розплав, з якого виробляють скляні вироби, отримують з суміши природних або штучних сировинних матеріалів (шихти). Сировинні матеріали, що застосовуються для виробництва скла умовно ділять на дві групи: основні і допоміжні.

До основних сировинних матеріалів відносять природні або штучні речовини, які служать для введення в скломасу кислотних, лужних і лужноземельних оксидів та діоксинів, що є основою для утворення скла.

До кислотних оксидів, які застосовуються при виробныцтвы скла відносять : Si , Al₂O₃ і .[1]

У деякі види скла додають оксид алюмінію, оксид свинцю та оксиди інших металів. Основний компонент скла-діоксид кремнію, плавлення дорівнює 1728° c. Вміст окисі кремнію в склі 50-85%, а в кварцовому склі - 98,8 99,9%. Вміст інших компонентів, які входять до складу скла варіюється залежно від рецептури.

Кольорове скло виготовляють шляхом введення у вміст оксидів або інші сполуки з різних елементів, таких як скло для малювання, в синій - сполуки кобальту, в оксиду хрому в зелений, фіолетовий - з'єднань марганцю та оксид міді або металеве золото.

Для введення Si в склад шихти використовують кварцовий пісок.

Кварцовий пісок - продукт руйнування гірських порід який складається з зерен кварцу і домішок (глина, поле-шпатові породи, сполуки заліза та інші).

Головна вимога до пісків - максимальний вміст Si і мінімальний вміст забарвлюючих домішок (з'єднань заліза). Оксиди заліза FeO і Fe₂O₃ забарвлюють скло і знижують його загальну прозорість. Від Fe₂O₃ скло набуває жовтого забарвлення, від FeO - блакитну. Скло, зварене з пісків, що містять одночасно FeO і Fe₂O₃, має зеленуватий відтінок. Велике значення для скловаріння має форма зерен кварцового піску і його зерновий склад. Для прискорення процесу варіння скла застосовується пісок із зернами гострокутної форми, так як в цьому випадку збільшується реакційна поверхня порівняно із зернами сферичної форми.

Згідно з ГОСТ 22551 - 77 «Пісок кварцовий, мелені піщаник, кварцит і жильний кварц для скляної промисловості. Технічні умови» для виробництва листового скла рекомендує пісок марок ВС-040-1, ЗС-050-1, ЗС-050-2, С-070, їх основні характеристики наведені в таблиці 1.1.

Табліця 1.1.

Основні характеристики скляних пісків

Найменування показника	Норма для марки
	ВС–040 –1	ВС–050 -1	ВС–050–2	С–070–1
Масова частка оксиду кремнію (SiO2), не менше, %	8,5	8,5	98,5	98,5
Масова частка оксиду заліза (Fe2O3), не більше, %	0,04	0,05	0,05	0,07
Массовая доля оксида алюминия (Al2O3), не більше, %	1,6	1,6	2,0	0,6
Масова частка вологи, %, не більше: в збагачених пісках в незбагачених пісках	0,5 7,0	0,5 7,0	0,5 7,0	0,5 7,0

У кварцовому піску нормується–––– розмір зернового складу , характеристики якого наведено у (таблиці 1.2.)

Таблиця 1.2.

Зерновий склад скляних пісків

Найменування показника	Норма для кварцового піску
	Збагаченого	незбагаченого
Залишок на сітці№ 08, %, не більш	0,5	5,0
Прохід через сітку№ 01, %, не більш	5,0	15,0

У кварцовому піску не допускається наявність сторонніх домішок, видимих неозброєним оком.

Для введення оксиду алюмінію (Al₂O₃) в скляну шихту використовуємо польові шпати.

Польові шпати - кристалічні природні алюмосилікати лужних і лужноземельних металів. За хімічним складом вони поділяються на три групи:

калієві (ортоклаз і микроклин) • Al₂O₃ • 6SiO₂;

натрієві (альбіта) Na₂O • Al₂O₃ • 6 SiO₂;

кальцієві (анортитом) СаО • Al₂O₃ • 6SiO₂.

Хімічний склад польових шпатів наведено в таблиці1.3.

Таблиця 1.3.

Хімічний склад польових шпатів

Найменування мінералу	Вміст у %
	SiO2	Al2O3	СаО	Н2O	Na2O
Ортоклаз і микроклин	64,7	18,4		6,9	-
Альбіт	68,7	19,5	-	-	11,8
Анортит	43,2	36,7	20,1	-	-

До лужних оксидів,що застосовуються у складі промислового скла, відносяться N O і О. Присутність лужних металів сприяє зниженню в'язкості розплавів і температури варіння скла, зниженню термічної і хімічної їх стійкості.

Карбонат натрію (каліцинована сода) - основний матеріал для введення в скло оксиду натрію. Кальцинована безводна сода являє собою білий пилоподібний порошок, який при нагріванні розкладається на N O і С , причому N O (приблизно 58,5%), переходить в скломасу, а С (решта 41,5%) випаровується в атмосферу печі. У стекловарении застосовують технічну кальциновану соду марки Б ОКП 21 3111 0120. Згідно з ГОСТ 5100 – 85 до неї висуваються наступні норми фізико-хімічних показників, що наведені у таблиці 1.4.

Таблиця 1.4.

Фізико-хімічні показники технічної кальцинованої соди (марка Б ОКП 21 3111 0100)

Найменування показника	Вищий сорт ОКП 21 3111 0120
1	2
Зовнішній вигляд	Порошок білого кольору
Масова частка вуглекислого кальцію (Na2CO3), %, не менше	99,4
Масова частка вуглекислого
натрію (Na2CO3) у перерахуванні на непрожарений продукт,%, не менше	98,7
1	2
Масова частка втрати при прожарюванні (при 270-300ºС), %, не більше	0,5
Масова частка хлоридів у перерахунку NaCl, %, не більше	0,4
Масова частка заліза в перерахунку на Fe2O3, %, не більше	0,003
Масова частка речовин не розчинних у воді, %, не більше	0,03
Масова частка сульфатів у перерахунку наNa2SO4, %, не більше	0,04

Оксид натрію, як і оксиди інших лужних металів, виконує роль плавнів. Він прискорює склоутворення і знижує температуру варіння скла. Разом з тим N O підвищує коефіцієнт термічного розширення, знижує термічну та хімічну стійкість скла.[2,3]

Заміна частини оксиду натрію оксидом калію зменшує схильність скла до кристалізації, підвищує його показник заломлення, щільність і термостійкість, покращує колірний відтінок (колір) скла, надає йому блиск . В якості сировинних матеріалів для введення О в скло використовують карбонат калію ( С ).

Поташ буває кристалічний • 2 О і кальцинований С .Для скловаріння застосовують головним чином кальцинований поташ, який за стандартом повинен містити не менше 98% за масою С .

Лужноземельні оксиди СаО, MgO входять до складу більшості скляних виробів. Вони підвищують їх термічну та хімічну стійкість, а також механічну міцність.

До складу листового скла оксид кальцію вводиться за допомогою природних карбонатів кальцію - вапняку і крейди.

Вапняк СаС являє собою осаді гірських порід, що забарвлені, в залежності від вмісту в них оксидів заліза в різні кольори. У застосовуваних для виробництва скла вапняках вміст СаО повиннен бути не менше 53% за масою і не більше 0,1 -0,2% оксидів заліза.

Оксид магнію вводять до складу листових стекол природним матеріалом - доломитом Са С • Мg С .[3]

Доломіт - тверда світло-сіра осадова порода, офарбована сполуками заліза в жовто-коричневий колір. При варінні скла з доломіту в скломасу переходить 30,4% СаО і 21,9% МgО по масі, а 47,7% С випаровується. Хімічний склад доломіту поданою у ( таблиці 1.5.)

Таблиці 1.5.

Хімічний склад доломіту

Вміст
СаО	МgО	Fe2O3	Al2O3	SiO2
Не менше 31,3	20,25	Не більш 0,24	1,2	1,5

Оксид магнію поліпшує кристалізаційні властивості скла, знижує термічний коефіцієнт лінійного розширення, підвищує механічну міцність.

Допоміжні сировинні матеріали являють собою речовини, які вводять для зміни характеристик скла і прискорення процесу скловаріння (барвники, обезбарвлювачь, глушники, прискорювачі варіння).

Обезбарвлювачі- застосовують для отримання безбарвного скла. В якості обезбарвлювача використовують селітру. Знебарвлення зазвичай зводиться до знищення забарвлення скла, викликаного особливо домішками заліза і меншою мірою хрому, титану, ванадію, які заносяться в скло разом з сировинними матеріалами.

Для отримання глушеного (непрозорого) скла застосовують сполуки фосфору. Глушіння скла або забарвлення в молочно-білий колір досягається шляхом розподілу в склі найдрібніших частинок речовин (0,1-10 мкм), що викликає розсіювання світла та завдяки різному світлозаломленню скла частинки світла багаторазово відбиваються та заломлюються і таким чином розсіюваються.

До освітлювачів відносяться матеріали, що сприяють освітленню скломаси, тобто звільняють її від бачених дрібних і великих бульбашок. В якості освітлювачів застосовують селітру.

Ряд хімічних сполук прискорюють варіння скла. У виробництві листового скла для прискорення його варіння застосовують сполуки фтору. Шихта з добавкою 1% фтору при 1450ºС провариваеться в 2 рази швидше, ніж шихта без фтору.

Для отримання однорідних розплавів сировинні матеріали повинні мати постійний хімічний склад як в обсязі партій, що надходять у виробництво.

Загальна вимога до всіх видів скляної сировини - чистота і однорідність складу. Чистота сировинних матеріалів визначається, кількіст’ю в них оксидів заліза, що знижують светопрозрачность скла.[4]