Geum.ru

Учебное пособие Челябинск Издательский центр юургу 2011

Вид материалаУчебное пособие

Содержание


3.5. Вопросы по теме «Резины»
4.1. Основные свойства стекла
Подобный материал:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   15

3.5. Вопросы по теме «Резины»:




  1. Что называется резиной? Каковы ее состав и назначение отдельных ком­понентов?
  2. В чем сущность процесса вулканизации; как изменяются свойства ре­зины после вулканизации?
  3. Назовите основные синтетические каучуки, их состав и области приме­нения резин на их основе.
  4. Назовите основные физико-механические свойства различных резиновых материалов и их применение.
  5. В чем сущность процессов старения резины? Какими способами защищают резину и резиновые детали от старения? Укажите эксплуатационную стойкость резин.
  6. Как изменяются свойства резин под действием озона, температуры, ра­диации и вакуума?



4. СТЕКЛА



Неорганическое стекло – это однородное аморфное вещество, получаемое при затвердевании расплава оксидов. Оно не имеет определенной точки плавления или затверде­вания и при охлаждении переходит из расплавленного, жидкого состоя­ния в высоковязкое состояние, а затем в твердое, сохраняя при этом неупорядоченность и неоднородность внутреннего строения.

В составе стекла могут присут­ствовать оксиды трех типов: стеклообразующие, модифицирующие и промежуточные. Стеклообразующими являются оксиды кремния, бора, фосфора, германия, мышьяка. К модифицирующим окси­дам относятся оксиды щелочных (Na, К) и щелочноземельных (Са, Мg, Ва) металлов. Модифицирующие оксиды вводят в процессе варки стекол. Глино­зем А1203 повышает механическую прочность, а также термическую и химическую стойкость стекол. При добавке В203 повышается скорость стекловарения, улучшается осветление и уменьшается склонность к кристаллизации. Оксид свинца РbО, вводимый главным образом при изготовлении оптического стекла и хрусталя, повышает показатель све­топреломления. Оксид цинка ZnO понижает температурный коэффи­циент линейного расширения стекла, благодаря чему повышается его термическая стойкость. Промежуточны­ми являются оксиды алюминия, свинца, титана, железа, которые могут замещать часть стеклообразующих оксидов.

Технологические добавки, вводимые в состав стекол, делят по их назначению на следующие груп­пы:

осветлители – вещества, способствующие удалению из стекломассы газовых пузырей (сульфат натрия, плавиковый шпат);

обесцвечиватели – вещества, обесцвечивающие стекольную массу;

глушители – вещества, делающие стекло непрозрачным.

Стеклообразующие оксиды (например, SiO2, А1203, В2О3, Р203) об­разуют пространственную сетку из однородных звеньев-полиэдров, а модифицирующие оксиды, располагаясь внутри ячеек сетки, ослабляют или разрывают связи в стеклообразующих оксидах и снижают проч­исть, термо- и химическую стойкость стекла, но позволяют регулировать температуру его размягчения и другие свойства (рис. 12).

Химический состав стекла можно изменять в широких преде­лах, поэтому и свойства стекла могут быть различными. По хими­ческому составу в зависимости от природы стеклообразующих ок­сидов различают силикатное, алюмосиликатное, боросиликатное, алюмоборосиликатное и другие виды стекла.

В зависимости от содержания модификаторов стекло может быть щелочным и бесщелочным.

По назначению различают строительное (оконное, стеклобло­ки), бытовое (стеклотара, посуда) и техническое (оптическое, электротехническое, химическое и др.) стекло.




Рис. 12. Схема непрерывной структурной сетки стекла:

а – кварцевого; б – натрийсиликатного

4.1. Основные свойства стекла



Свойства неорганических стекол изотропны. К основным свойствам носятся:
  • плотность – 2200 – 6500 кг/м3 (для стекол с оксидами свинца – до 8000 кг/м3);
  • температуры для промышленных стекол:

- стеклования – 425–600 °С;

- размягчения – 600–800 °С;
  • коэффициент теплопроводности – 0,7–15 Вт/(м·К);
  • температурный коэффициент линейного расширения: для кварцевых стекол – 5,6·107°С–1; для строительных стекол – 9,0·108°С–1;

• σсж=500–2000 МПа; σраст=30–90МПа; σизг.= 50–150 МПа.

Более высокие прочностные характеристики имеют стекла бесщелочного состава и кварцевые:
  • модуль сдвига (2–3)·104 МПа;
  • модуль Юнга (7–7,5)·104 МПа;
  • коэффициент Пуассона 0,184–0,26;
  • твердость 5–7 ед. по Моосу;
  • ударная вязкость – 1,5–2,5 кДж/м2;
  • удельное электросопротивление – 1012–1018 Ом·см;
  • диэлектрическая проницаемость – 3,5–16;
  • полупроводниковые свойства;
  • химическая стойкость;
  • высокие оптические свойства.

По оптическим свойствам различают прозрачное, окрашенное, бес­цветное и рассеивающее свет стекла.

К потребительским свойствам неорганических стекол относятся про­зрачность, высокая стойкость к атмосферным воздействиям, водо- и воздухонепроницаемость, термостойкость. Термостойкость стекла харак­теризует его долговечность в условиях резких изменений температуры и определяется разностью температур, которую стекло может выдержать без разрушения при резком охлаждении в воде (t=0 °С). Для большин­ства видов стекол термостойкость колеблется от 90 до 170 °С, а для квар­цевого стекла она составляет 800–1000 °С.

Стекло поддается механической обработке: его можно пилить цир­кулярными пилами с алмазной набивкой, обтачивать победитовыми резцами, резать алмазом, шлифовать, полировать.

Способы воздействия на неорганические стекла определяются необходимостью нейтрализовать дефектный поверхностный слой. Их можно разделить на четыре группы: механическая обработка (поли­рование), химическая обработка (травление), термическая обработка (за­калка), химико-термическая обработка. Так, закалка, при которой мож­но получить анизотропию свойств, и химико-термическая обработка стекла в несколько раз повышают показатели прочности и ударную вязкость, а также увеличивают термостойкость. Травление закаленного неорганического стекла плавиковой кислотой способствует удалению по­верхностных дефектов и также повышает прочность и термостойкость.