книги / Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. Ч. 1

IIТитрационный

Потен­

циомет­

рический

Химическая стойкость стекол во влажной атмосфере (налетоопасность)

Примечание. Группы налетоопасности, приводимые в таблице, характеризуются временем образования на поверх­ ности образца капельного гигроскопического налета (видимо­ го под микроскопом при увеличении в 80 раз) в атмосфере с влажностью 85 % при 50 °С. Этот метод применяется обычно для характеристики стойкости оптических стекол.

Состав стекол (мол. % ) с повышенной стойкостью к фтору, фтористому водороду и плавиковой кислоте

Химическая стойкость стекол к слабокислым растворам (пятнаемость)

Примечание. Категории пятнаемости, представленные в таблице, характеризуются временем разрушения стекол на толщину 135 ммк под действием 0,1 н. раствора уксусной кислоты при различной температуре. Этот метод обычно применяется для определения стойкости оптических стекол.

Химическая стойкость промышленных стекол к щелочным реагентам

Примечание. В таблице приводится толщина растворенно­ го слоя стекла (мкм) под действием 0,5 н. растворов щелоч­ ных реагентов при 90 °С в течение 4 ч.

7.2.Промышленные стекла, их состав и свойства

7.2.1.К варц евое ст екло

Кварцевое стекло представляет собой однокомпо­ нентное силикатное стекло. Оно обладает комплексом ценнейших свойств: прозрачностью к ультрафиолето­ вому и инфракрасному излучению, высокой термостой­ костью, потому что его коэффициент термического рас­ ширения значительно ниже, чем у любого другого стек­ ла (5 • КГ7град~'), высокой жаростойкостью, химичес­ кой стойкостью, ценными электрическими свойствами.

Кварцевое стекло имеет следующую классифика­ цию:

1. Непрозрачное кварцевое стекло изготовляют из обогащенных кварцевых песков, содержащих 99,6- 99,7 масс. % Si02. Непрозрачное кварцевое стекло ис­ пользуют в качестве огнеупорных брусьев, горшков для варки стекла, изоляторов высокого напряжения, круп­ ногабаритных термостойких кислотоупорных аппара­ тов и т. д.

2. Техническое прозрачное кварцевое стекло изго­ тавливают с использованием горного хрусталя с содер­ жанием 99,96-99,98 масс. % Si02. Из технического про­ зрачного стекла вырабатывают разнообразную аппара­ туру, применяемую в химической технологии: лабора­ торную посуду и приборы, смотровые стекла реакторов взрывных камер, химических аппаратов, электропечей, высокочастотные изоляторы.

3.Оптическое прозрачное кварцевое стекло — оп­ тические детали различных приборов.

4.Особо чистое кварцевое стекло отличается опти­ ческой и акустической однородностью, радиационной стойкостью. Из особо чистого кварцевого стекла изго­ товляют трубы, тигли, контейнеры, используемые при получении особо чистых веществ в полупроводниковой технике и радиоэлектронике.

5.Легированное кварцевое стекло — УФ-свето- фильтры, оболочки ИК-излучателей и др.

6.Кварцевая стеклокерамика — композиционный материал, изготовленный из измельченного кварцевого стекла или синтетического аморфного оксида кремния (в зависимости от требований к получаемым изделиям) имеет фарфоровоподобный вид, плотность 1,8-2,1 г/см3. Кварцевая керамика находит применение при изготов­ лении сложной химической аппаратуры и посуды, со­ судов для варки оптического стекла, форм для точного литья, изоляторов в высокотемпературных ядерных реакторах и др.

Кварцевая керамика обладает большей термостой­ костью, чем кварцевое стекло и изменяется в зависимо­ сти от пористости и степени спекания.

Состав кварцевого стекла по анализу

В зависимости от способа производства прозрачные кварцевые стекла делятся на четыре основные типа, они характеризуются светопропусканием в определенной области спектра, примесным составом и наличием «структурной» воды (ГОСТ 15130-86 Стекло кварцевое оптическое. Общие технические условия)

ввидимой области спектра

ки Стекло кварцевое оптическое, прозрачное

ввидимой и инфракрасной областях спектра

КУВИ Стекло кварцевое оптическое, прозрачное в ультрафиолетовой, видимой и инфра­ красной областях спектра

Механическая прочность кварцевого стекла при различной температуре

Зависимость электрической прочности кварцевого стекла от температуры

Прозрачность кварцевого стекла для ультрафиолетовых лучей

Примечание. Данные приводятся для стекла среднего ка­ чества толщиной 13 мм.

Коэффициенты диффузии различных газов через прозрачное кварцевое стекло

Примечание. Коэффициенты диффузии в таблице выра­ жены в см3 газа (при О°С и 760 мм рт. ст.), проходящего в 1сек через стекло площадью 1 см2 и толщиной 1 мм при раз­ ности давлений 1см рт. ст.

Стойкость кварцевого стекла при действии расплавленных металлов

7.2.2. Х и м и ко-лаборат орное ст екло

Химико-лабораторным стеклом называют изделия из стекла повышенной химической и термической стойкости. Из химико-лабораторного стекла изготавли­ вают различную посуду, приборы и аппаратуру, приме­ няемые в лабораторной практике и научно-исследова­ тельских работах. Виды изделий из химико-лоборатор- ного стекла и требования распространяющиеся на нее подробно рассмотрены в томе «Нового справочника химика и технолога» «Интеллектуальная собствен­ ность. Математический аппарат специалиста. Популяр­ ные пакеты прикладных программ. Общие сведения. Строение вещества. Свойства важнейших веществ. Ла­ боратория техника».

Термические свойства химико-лабораторного стекла

* Под термостойкостью понимается перепад температур, который выдерживает стеклянное изделие без разрушения. Термостойкость стекол определяется по ГОСТ 11103-85 и 25535-82.

Вязкость стекла № 29 при различных температурах

Химическая стойкость лабораторного стекла. Метод определения стойкости по ГОСТ 21400-75

7.2.3. Э лект родное ст екло

(для ст еклянн ы х элект родов)

За предел применяемости стеклянного электрода принимают значения рН-раствора, при котором потен­ циал стеклянного электрода отличается от потенциала водородного электрода более чем на 10-12 мВ, что со­ ответствует 0,2 единицы pH.

Ниже приводятся данные, относящиеся к концен­ трации ионов щелочных металлов 3 г-экв/л.

7.2.4. Э лект ровакууиное ст екло

Стекла, применяемые в электровакуумной промыш­ ленности, разделяются на группы в зависимости от зна­ чения коэффициента линейного термического расши­ рения. Эти группы получили названия в соответствии с металлом, способным спаиваться со стеклами данной группы.

Маркировка электровакуумных стекол состоит из буквы С, за которой следует цифра, обозначающая ве­ личину коэффициента линейного термического расши­ рения стекла. Стекла с одинаковым коэффициентом расширения различаются порядковыми номерами, стоя­ щими в конце марки. В скобках приводится также прежняя маркировка электровакуумных стекол.

Удельное объемное электрическое сопротивление электровакуумных стекол

400 450

0,45

4,2 1,0

ООгч

2,0

0,6

1,5

1,6

3,8

Группа и марка стекла

Вольфрамовая: ЛЛ (Чехия) С37-1( № 40) С38-1 (ЗС-9) С39-1 (№ 17) С40-1 (ЗС-11)

Молибденовая: С47-1 (№ 46) С48-1 (ЗС-8)

С49-1 (ЗС-5 Na) С49-2 (ЗС-5 К)

Платинитовая: С87-1 (ЗС-4) С89-1 (№ 2) С89-2 (№ 23)

С89-6 (С88-13) С90-1 (БД-1)

Стекло для спаев

сферрохромом Стекло для спаев

сжелезом

Стекло для спаев с медью

Состав электровакуумных стекол, стойких в парах металлов

П римечание. Указанные в таблице стекла, в противопо­ ложность обычным, стойки в парах щелочных и щелочнозе­ мельных металлов. Однако эти стекла обладают плохими выработочными свойствами и низкой влагостойкостью, что позволяет использовать их лишь в качестве внутренних на­ кладных покрытий в разрядных лампах.

7.2.5.Состав стекол для окон рентгеновских трубок

ипропускание ими рентгеновских лучей

Стекла этого типа склонны к кристаллизации; они обладают низкой химической стойкостью и требуют нанесения защитного лакового покрытия.

7.2.6. Состав и свойства некоторых припоечных стекол

Для герметизации электровакуумных приборов и для соединения их частей (например, слюдяных окошек со стеклом) часто используются легкоплавкие стекла. При введении таллия и особенно йода в состав бескис­ лородных сульфоселенидных систем можно получить стекла с температурой размягчения от 200 до 20 °С. Таковы, например, стекла, отвечающие составам As2Se3I1(5, As2Se • Tl2Se и 2As2Se3 • T12S. Более туго­ плавкие припоечные стекла, характеристика которых приводится в таблице, получены из оксидов бора, свин­ ца и цинка.

Продолжение таблицы

Показатель

поглощения

(при длине

0,185 0,365 0,515

волны 586 мкм), мм-1

Температура,

соответст­ вующая вяз­ 624 611 кости 1013Пз, °С

7.2.8'. Стеклокристаллические материалы (ситаллы)

Ситаллы представляют собой микрокристалличес­ кие материалы, получаемые путем специальной обра­ ботки стекол определенного состава. В зависимости от величины кристаллов, вырастающих в стеклах, и от разности показателей преломления стекла и кристал­ лов ситаллы могут быть прозрачными и непрозрачны­ ми. Прозрачные ситаллы получаются на основе сте­ кол, относящихся к литиевогаллиевосиликатной и магниевоалюмосиликатной системам. Для получения большого количества кристалликов размером порядка нескольких микрон в стеклах искусственно создают центры кристаллизации. В ситаллах литиевоалюмоси­ ликатной системы кристаллизация вызывается введе­ нием в стекло оксида титана. У кристаллических ли­ тиевых алюмосиликатов (петалита, сподумена, эвкрептита) наблюдается своеобразное изменение коэф­ фициента линейного термического расширения, кото­ рый может иметь даже отрицательные значения. Поэтому ситаллы, в которых кристаллизуются литие­ вые алюмосиликаты, имеют очень ценные термиче­ ские свойства.

Ситаллы обладают высокой химической стойкостью по отношению к воде, кислотам (за исключением пла­

виковой) и щелочам. Используя различную раствори­ мость кристаллической и стеклообразной фаз ситалла в плавиковой кислоте, можно получать изделия (пласти­ ны), имеющие несколько тысяч отверстий на см2.

Ориентировочные значения некоторых физических свойств ситаллов

Удельное объемное

электрическое сопротив­

Ю10

ление при 250 °С, Ом • см

7.2.9. Оптическое стекло

Оптическим стеклом называется однородное, про­ зрачное, не окрашенное специально стекло. Оптическое стекло, кроме своего основного свойства - однород­ ность, должно иметь определенные оптические свойст­ ва, а также должно быть высоко прозрачным и химиче­ ски устойчивым к действию атмосферы и слабым растворам кислот.

Оптическое стекло применяют для изготовления всевозможных оптических приборов, для особо точных приборов требуется оптическое стекло не только выс­ шей степени однородности, но и с точным соблюдени­ ем значений показателя преломления и дисперсии.

Оптические стекла разделяются на типы в зависи­ мости от их положения на диаграмме «показатель пре­ ломления nD—коэффициент дисперсии vD». Наимено­ вание марок стекол образуется из первых букв обозначения типа и порядкового номера (ГОСТ 3514—94 Стекло оптическое бесцветное. Технические условия).

Коэффициент ли­ нейного терминеского расширения

а• 107, град-1

35-100

65-75