- •Содержание
- •Реферат
- •Введение
- •1 Исследование в области стеклокристаллических материалов (ситаллов)
- •1.1 Стеклообразное состояние. Стекло. Свойства стекла и его структура
- •1.2 Классификация стекол по составу
- •1.3 Стеклокристаллические материалы (ситаллы)
- •1.3.1 Классификация ситаллов
- •1.3.2 Методы получения ситаллов
- •1.3.2.1 Стекольная технология получения ситаллов
- •1.3.2.2 Керамическая технология получения ситаллов
- •1.3.3 Область применения ситаллов
- •1.4 Анализ обзора литературы
- •2 Технологический процесс получения конденсаторных ситаллов с высокой диэлектрической проницаемостью
- •2.1 Обоснование выбора состава
- •2.2 Расчет шихты стекла для ситалла
- •2.3 Подготовка шихты
- •2.3.1 Выбор тиглей
- •2.4 Варка стекла
- •2.4.1 Силикатообразование стекла
- •2.4.2 Стеклообразование
- •2.4.3 Осветление
- •2.4.4 Гомогенизация
- •2.4.5 Студка
- •2.4.6 Выработка стекла на воду
- •2.5 Прессование стекломассы
- •2.6 Кристаллизация стекла
- •2.6.1 Образование центров кристаллизации (зародышей)
- •2.6.2 Рост кристаллов
- •3 Контроль параметров
- •3.1 Контроль стекольной шихты
- •3.2 Диэлектрическая проницаемость стекла
- •3.3 Диэлектрические потери в стекле
- •3.4 Определение диэлектрических потерь и проницаемости
- •4 Техника безопасности при производстве стекла
- •Заключение
- •Список использованных источников
1.4 Анализ обзора литературы
В данном разделе был проведен обзор литературы по теме исследование в области стеклокристаллических материалов (ситаллов). Рассмотрены свойства и структура стекол, их классификация по составу. Изучено понятие ситалл, рассмотрены его основные свойства, классификация, методы получения и область применения.
Целью данной работы является изучение технологического процесса получения конденсаторных ситаллов с высокой диэлектрической проницаемостью. Во втором разделе представлен расчет шихты, описание технологического процесса и технологическая схема.
2 Технологический процесс получения конденсаторных ситаллов с высокой диэлектрической проницаемостью
2.1 Обоснование выбора состава
Исходное стекло для получения на его основе ситалла должно удовлетворять следующим требованиям:
Оно не должно кристаллизоваться в процессе формования из него
изделий и при охлаждении.
В то же время оно не должно отличаться особой устойчивостью
аморфного состояния. В определенном температурном интервале стекло должно обладать достаточной склонностью к кристаллизации с образованием мелкокристаллической структуры.
Исходное стекло должно быть технологичным, т.е. обладать
приемлемой температурой варки, изготовления изделий и т.д.
Исходные составы стекол для получения ситаллов следует выбирать
по соответствующим диаграммам состояния в области ликвидации или примыкать к ней. Выбор таких составов и применение катализаторов создает благоприятные условия для получения микроликвационных систем, обеспечивающих равномерную высокодисперсную кристаллическую структуру ситаллов.
На основе системы BaO-Al2O3-SiO2-TiO2 получаются ситаллы с высокой диэлектрической постоянной и низкими диэлектрическими потерями ( ).
Это объясняется синтезом соединения с сегнетоэлектронными свойствами (а именно BaTiO3). Поэтому ситаллы могут быть использованы для изготовления низкочастотных конденсаторов большей емкости и т.д.
SiO2 и Al2O3 вводятся для улучшения стеклообразования (т.к. это оксиды – стеклообразователи).
F2 и CaO (понижают Тпл. шихты). Чтобы исключить образование других соединений ВаО вводится в стекло с избытком.
Высокая концентрация SiO2 и недостаток Al2O3 приведет к уменьшению количества BaTiO3 и значительному снижению диэлектрической проницаемости.
TiO2 – (оксидный катализатор) применяется при синтезе ситаллов разных составов. Отличается высокой степенью упорядоченной структуры, обуславливающей быструю ее кристаллизацию. Увеличение содержания катализатора приводит к усилению ликвидации стекла. Количество вводимого оксида титана составляет от 5 до 15% и зависит от состава исходных стекол[4].
2.2 Расчет шихты стекла для ситалла
Исходный материал – стекло. Состав мол. %: 64,9 – BaO, 7,9 – Al2O3, 9,0– SiO2, 17,2 – ТiO2, 0,7 – CaO, 0,3 – F2.
Для синтеза cиталла выбираем следующие сырьевые материалы:
ВаО вводится карбонадом бария (BaCO3)
BaCO3 → BaO + CO2
M(BaCO3) = 197,341 г/моль
M(BaO) = 153,33 г/моль
Al2O3 глиноземом
М(Al2O3) = 101,96 г/моль
SiO2 кварцевым песком
М (SiO2) = 60,086 г/моль
ТiO2 рутилом
М(ТiO2) = 79,9 г/моль
CаO мелом (СaCO3)
СaCO3 → СaO + CO2
M(СaCO3) = 129,731 г/моль
M(СaO) = 85,72 г/моль
F2 фторидом алюминия (AlF3)
М (F2) = 37,98 г/моль
Для расчета шихты необходимо пересчитать составы из молярных процентов в массовые:
ВаO:
Al2O3:
SiO2:
ТiO2:
СаO:
F2:
Сумма массовых частей:
∑ = 99,5+8,055+5,41+13,74+0,6+0,11 = 127,415 м.ч.
Переводим массовые части в масс. %
ВаО:
Al2O3:
SiO2:
ТiO2:
СаO:
F2:
Находим сумму:
∑ = 78,12+6,31+4,24+10,78+0,47+0,08 = 100 масс. %
Расчет шихты:
карбонад бария (BaCO3): K=1,28
г
глинозем (Al2O3): К=1,02
г
кварцевый песок (SiO2 ): К=1,02
г
рутил (ТiO2): К=1
г
мел (СaCO3): К=1,51
г
фторид алюминия (AlF3): К=2
г
Сумма шихты:
∑ = 99,98+6,44+4,325+10,78+0,71+0,16= 122,395 г