32. Полирование стекла. Факторы, влияющие на процесс полирования

П. – это сложный ф.-х. процесс. П-ем стекла удаляются шероховатость на поверхности стекла до размеров, меньших длин волн видимого света 0,4 – 0,7 мкм. При этом поверхность стекла становится гладкой, зеркальной и не рассеивает падающий свет. При П. рабочим инструментом явл. полировальники, на рабочую поверхность которых нанесены: смола или пенополеуритан. При исп. полиуритана производительность П. выше. Точность обработки выше при исп. смоляных полировальников. Между вращ-ся полировальниками и стеклом помещается полировальный тонкодисперсный порошок.

Удаление пов-ных слоев идет послойно на молек-ом уровне. При П. использ. полирующие суспензии (полярит). Полярит получен на основе оксидов редкоземельных элементов. Также полирующ. способность имеют оксиды Fe(111), Zr, Al, из природных материалов – трепел, пемза. Полирующая суспенз. имеет pH=4-6.

При П наблюдается уменьшение массы стекла. При П. наблюд. постепенное снятие выпукостей рельефного слоя.

Под воздействием кислой среды на поверхности стекла образ. гелеобразная кремнезем. пленка. Пленка снимается полирующим порошком при движении полировальника, сразу образуется вновь и т. д.

При П. оптических деталей качество полирования определяется классом шереховатости (их 14) и точностью обработки

33. Хим. обраб. стекла: полир-е и матирование.

1. Травление пов-ти стекла

2. Хим полирование.

Реакционная способ-ть пов-ти стекла высока., что связ. с присутсв. ионов щелочных и щелочн-зем. Ме на пов-ти, присутствием немостиковых ионов кислорода и нестабильных радикалов: Si – O^- и Si⁺ . Эти радикалы наз-ют силанольными. Во влажной атмосфере поисх. реакции

Si – O^- + H2OSi – OH

Si⁺ Si – OH

Гр. Si-OH химически не устойчива. Ион Н⁺ может замениться другим соединением, а при 1200⁰С начинается отделение молекулы воды с образ-ем мостикового кислорода, => взаимод-е пов-ти стекла с реагентами всегда происходит с участием воды и именно к водным р-рам стекло более устойчиво.

Силикатные стёкла слабо реагируют с минеральными к-ми кроме H3PO4 и HF.

При взаимодействии HF с пов-ю стекла:

SiO2*nH2O + 4HF  SiF4 + (2+n)H2O

SiO2*nH2O + 6HF  H2SiF6 + (2+n)H2O

Возможно протекание: H2SiF6  SiF4 +2HF

Т.о. в травильном р-ре присутствует HF и H2SiF6.

HF взаимод-ет с оксидами 2 группы (PbO, CaO,ZnO), а H2SiF6 взаимод-ет с оксидами щелочных Ме, в рез-те при обработке хрусталя получают:

PbO + 2HF  PbF2 + H2O

CaO + 2HF CaF2 + H2O

K2O + H2SiF6  K2SiF6 + H2O

Na2O + H2SiF6  Na2SiF6 + H2O

Для проведения полирования в полировальную смесь добавляют серную к-ту. Это связано с тем. что образуются фториды и кремний фториды Ме – это мало и трудно растворимые соли, кот. оседают на пов-ти и созд. эффект матовости. К-та обеспеч. перевод компонентов в растворённую форму по р-циям:

PbF2 + H2SO4 ↔ PbSO4 + 2HF

K2SiF6 + H2SO4 ↔ K2SO4 + H2SiF6

Они обратимы, и конечные продукты зависят от условия проведения процесса. Для хрусталя использ-ся 40% HF и 93% H2SO4.

На полирование влияют:

1. технологич. параметры

2. хим . состав (Pb-содержащие стёкла полируются быстрее чем бариевые). Чем < SiO2 тем ниже хим. устойчивость и более активно протек. полир-е.

Матирование м.б. достигнуто при обработке соединениями фтора, т.е. травлением. Лучше использовать не HF, а кислые фториды аммония и калия. Хим. р-ции такие же,чтоо и при полировке. При этом на пов-ть стекла оседают кристаллы фторидов и кремний фторидов Ме и обеспеч-ся эффект рассеивания света. Использ-ся жид. р-ры и пастообразные реагенты (к порошку фторида добавл. крахмал и воду). При регулировании концентрации р-ра или пасты получ. пов-ти разной фактуры.

Недостаток хим. обраб.: 1) образ-ся больше кол-во кислых сточных вод; 2) выброс в атмосферу парообраз. кислотных реагентов. Это требует организации сист. очистки воздуха, нейтрализ. сточных вод известковым молоком.