9. Ситали, особливості структури, властивості, області застосування.

Сита́ли (склокера́міка) — це склокристалічні матеріали, які складаються з однієї або декількох кристалічних фаз, рівномірно розподілених у скловидній фазі. Вони займають проміжне положення між звичайним склом і керамікою. Ситали містять велику кількість дрібних (< 1 мкм) кристалів, що пов'язані між собою міжкристалічним прошарком (скловидною фазою). Концентрація кристалів може змінюватись у значних межах (20...90 % за об'ємом)^[1].

Розрізняють ситали технічні (на основі штучних композицій з різних оксидів, солей), петроситали (з базальтів та інших гірських порід) і шлакоситали.

Властивості ситалів

Ситали мають високі міцність, твердість, зносостійкість, малий коефіцієнт лінійного розширення, хімічну і термічну стійкість, газо- і вологонепроникність. За своім призначенням поділяються на технічні та будівельні. Технічні ситали отримують на основі систем: Li₂O--Al₂O₃ - SiO₂, MO - Al₂O₃ - SiO₂, Li₂O - MO - Al₂O₃--SiO₂, де M - Mg, Ca, Zn, Ba, Sr та ін.; MgO - Al₂O₃--SiO₂ - K₂O - F; MO - B₂O₃ - Al₂O₃ (де M - Ca, Sr, Pb, Zn); PbO - ZnO - B₂O₃ - Al₂O₃ - SiO₂ та ін.

За основною властивостями і призначенням поділяються на: високоміцні, радіопрозорі хімічно стійкі, прозорі термостійкі, зносостійкі і хімічно стійкі, фотоситали, слюдоситали, біоситали, ситалоцементи, ситалоемалі, ситали із спеціальними електричними властивостями^[2].

Твердість більшості ситалів 6,5—7 одиниць за Моосом, границя міцності при згині до 250 МПа, термостійкість до 1000 °C ^[2]

Використання

Головна особливість ситалів — тонкозерниста рівномірна склокристалічна структура, що обумовлює поєднання високої твердості і механічної міцності з відмінними електроізоляційними властивостями, високою температурою розм'якшення, хорошою термічною і хімічною стійкістю. Ситали міцніші і твердіші за вуглецеві сталі, і водночас легші за алюміній і не розм'якшуються при нагріванні до 1350...1450 °С. Завдяки таким властивостям і низькій собівартості ситали набувають дедалі ширшого застосування: у авіації, у виготовленні ізоляторів, деталей радіоапаратури, реакторів і хімічно стійкої апаратури.

У деталях радіоапаратури ситали використовуються як встановлювальні так як конденсаторні матеріали. У першому випадку ситали використовують як підкладки гібридних інтегральних мікросхем і дискретних пасивних елементів (наприклад, тонкоплівкові резистори), деталі НВЧ-пристроїв і деяких типів електронних ламп. Перевагою ситалових конденсаторів є підвищена електрична міцність в порівнянні з керамічними конденсаторами.

У ситалах, виготовлених зі світлочутливого скла, отримують непрозорі білі або кольорові тривимірні зображення. Різна розчинність кристалічної і прозорої скловидної фаз відкриває можливості отримання опуклого зображення і виробництва з фотоситалів технічних виробів з сіткою прецизійно виконаних отворів будь-якого перетину.

Термічна стійкість ситалів забезпечується дуже малими (від 7·10^-7 до 3·10^-7), а іноді і від'ємними значеннями коефіцієнта термічного розширення. Оптичне кварцове скломоже бути замінене прозорими ситалами, які переважають його меншою чутливість до теплових ударів. Прозорість пов'язана з розміром кристалів, меншим за довжину півхвилі видимого світла (соті долі мм), і близькістю до скловидної фази за показниками його заломлення. Світлочутливе скло і фотоситали знаходять широке застосування в мікроелектроніці, ракетній техніці, космосі, оптиці, поліграфії і побутових приладах. Так, з фоточутливого скла отримані матриці для газорозрядних приладів, фотокерам для виготовлення плат друкарського монтажу, з фотоситалу виготовляють перфоровані диски, що використовуються в катодно-променевих трубках тощо.