2.4.6 Выработка стекла на воду
В этой технологии сваренное ситалловое стекло подвергают гранулированию путем обработки струи жидкой стекломассы проточной водой с последующей сушкой, образующей гранулят.
После высушивания гранулят может быть размолот до удельной поверхности, соответствующей тому или иному методу оформления заготовок.
Эта технология используется при изготовлении изделий сложой конфигурации, которые невозможно отформовать методом стекольной технологии.
2.5 Прессование стекломассы
Прессование стекломассы относится к циклическим способам формования штучных изделий и производится за один прием в металлической (обычно чугунной) форме под действием односторонне направленных сжимающих усилий, создаваемых пуансоном при его движении от привода пресса.
Порция стекломассы, помещенная в окончательную форму, воспринимая давление опускающегося в нее пуансона (охлаждаемого изнутри водой), формуется в изделие заданной конфигурации, внешний контур которой определяется формой, а внутренний — пуансоном (рисунок 2.1).
Для формования верхнего края изделия и предотвращения выхода стекломассы из формы на нее сверху накладывают (и прижимают механизмом пресса) формовое кольцо. После короткой выдержки, необходимой для снижения деформируемости изделия, пуансон вместе с формовым кольцом поднимают в исходное положение, а изделие после охлаждения и затвердевания удаляют из формы посредством поддона — выталкивателя. Прессование ведут в неразъемных или раскрывных (створчатых) формах, когда прессуют сложные асимметричные изделия.
Рисунок 2.1 – Схема процесса прессования стекломассы
а — подача стекломассы в чистовую форму; б — прессование изделия пуансоном и формовым кольцом; в — удаление изделия из формы; 1 — форма; 2—пуансон; 3 — формовое кольцо; 4 — поддон-выталкиватель; 5 —капля стекломассы; 6 — изделие
Прессование весьма распространено, механизировано, поскольку это простой, надежный и высокопроизводительный способ формования разнообразного ассортимента сплошных (массивных) или полых изделий с точно регулируемыми размерами: диаметром 10—650 мм, высотой 10— 350 мм, толщиной 3—50 мм и массой 0,02—15 кг.
2.6 Кристаллизация стекла
Катализированная кристаллизация стекла является сложным физико-химическим процессом получения закристаллизованного материала определенной микроструктуры, с максимальным количеством кристаллической фазы и с заданными физико-химическими и механическими свойствами определяется многими факторами. Основные из них: химический состав стекла, вид и количество каталитических добавок, режим термообработки.
Кристаллизация стекла это процесс при котором рост кристаллов начинается одновременно из большого количества центров кристаллизации, равномерно распределенных в стекле, которому уже придана форма изделия.
В области низких температур стеклообразное состояние метастабильно. При нагревании стекло стремится перейти в термодинамически устойчивое состояние, что может быть достигнуто в результате фазового разделения. Фазовое разделение может осуществляться путем кристаллизации или ликвации стекла. Вследствие высокой вязкости стекломассы процессы фазового разделения не достигают полного завершения и в материале обычно после фазового разделения сосуществуют по меньшей мере две фазы: кристаллическая и стекловидная – при кристаллизации; и две стекловидных – при ликвации.
Фазовое разделение приводит не только к ухудшению или потере прозрачности и прочности изделий, но и к нарушению технологических режимов выработки и формования.
Управляя процессом ликвации или кристаллизации, удается получать разнообразные материалы на основе стекла с регулируемой прозрачностью, вплоть до непрозрачных стекол молочно-белого цвета. Склонность расплавов и стекол к кристаллизации определяется их составом, положением состава на диаграмме состояния (в случае простых систем), температурой и давлением.
Механизм кристаллизации стекол включает две стадии: образование центров кристаллизации (зародышей) и рост кристаллов на них.