2.3 Подготовка шихты

Для варки стекла сырьевые материалы должны быть предварительно подготовлены. При составлении шихты используют обычные для стеклотехники приемы подготовки компонентов сырья. Сыпучие материалы просеивают, а кусковые вначале измельчают, а затем также просеивают. В случае необходимости сырьевые материалы сушат перед просеиванием или измельчением. Подготовленные сырьевые компоненты, взятые согласно составу шихты, тщательно перемешивают с добавлением катализатора кристаллизации. При получении прозрачных ситаллов чистота этих компонентов должна находиться на уровне оптического стекла, так как малейшие примеси оксидов железа отрицательно сказываются на цвете и прозрачности ситалла. А также при получении ситаллов с высокими диэлектрическими свойствами вредными оказываются примеси переходных металлов, которые могут приводить к электронной проводимости, резко ухудшая электрические свойства ситалла. Хорошее смешивание шихты облегчает в дальнейшем варку стекла, дает более однородное стекло. При плохом перемешивании шихты стекло будет иметь свили, пузыри и другие пороки. Химически неоднородное стекло с многочисленными газовыми включениями не может обеспечить высоких физических и химических свойств ситалла.

2.3.1 Выбор тиглей

Для варки стекла используют платиновые и платинородиевые тигли.

Платиновые и платинородиевые сплавы являются высокоогнеупорными материалами.

В платиновых тигля разлагаются горные породы. Их используют при особо точных и ответственных аналитических операциях. В платиновых тиглях нельзя сплавлять едкие щелочи, перекись натрия, окиси и гидроокиси бария и лития, соли синильной кислоты. Нельзя прокаливать вещества, содержащие окислы железа, соли тяжелых металлов, таких, как сернокислый свинец, перекись свинца, окись олова, висмута, сурьмы

Тигли из платинородиевых сплавов используются в лабораторных исследованиях и для выращивания некоторых драгоценных камней и электрооптических кристаллов [5].

2.4 Варка стекла

Шихту плавят в тиглях, емкость которых зависит от количества стекла, подлежащего варке. Тигли с шихтой помещают в печь. После размещения тиглей печь закрывают и замазывают глиной ее загрузочное отверстие для устранения подсоса холодного воздуха. Используют для варки стекла окислительную или нейтральную газовую среду.

Перед варкой стекла устанавливают режим нагрева, охлаждение печи и длительность выдержки при максимальной температуре. На основе этих данных вычерчивают график варки в система координат: температура – время. При варке стекла следует строго придерживаться этого режима, отмечая все отклонения. Температурный максимум варки стекла составляет 1450^оС. Продолжительность варки зависит от состава стекла. Кроме того, следует учитывать интенсивность облучения тигля в печи.

Температуру при разогреве печи можно поднимать со скоростью 200^оС/час. При этом нужно учитывать термостойкость футеровки печи и тиглей, а также склонность стекла к пенообразованию, в результате которого возможно разбрызгивание стекломассы из тиглей. Продолжительность выдержки при максимальной температуре зависит от тугоплавкости стекла, вязкости стекломассы и других факторов, она составляет не более 5 часов.

При использовании летучих катализаторов (фториды, сульфиды, некоторые окислы и т. д.) приходится прибегать к специальным мерам по уменьшению потерь этих компонентов в процессе варки стекла.

Варка стекла для получения ситаллов делиться на 2 стадии: силикатообразование и кристаллизация стекла.