Кварцевое стекло. Его свойства, производство и применение - Глаголев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 24. Нитевидный агрегат кремнезема.
вание различных путей агрегации молекул 8Ю2 и признать, что наряду с нитевидными агрегатами могут встречаться агрегаты иного строения, являющиеся первой ступенью на пути построения кристаллической решетки кристобалита.
"Необходимо впрочем отметить известную неопределенность всех рассмотренных представлений, вытекающую из отмеченного выше отсутствия ясности во взглядах на взаимоотношение процессов агрегации и кристаллизации. Надо надеяться, что дальнейшие исследования свойств кварцевого стекла и в частности новые рентгенографические опыты, а также углубление теории стеклообразного состояния вещества вообще позволят дать стройную картину внутреннего молекулярного строения плавленого кварца и подвести тем самым прочную базу под практику его производства и применения.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА
В зависимости^ от количества пузырьков воздуха, попавших внутрь вещества во время процесса изготовления, различают непрозрачное, прозрачное и оптически прозрачное кварцевое стекло.
Непрозрачное кварцевое стекло представляет белое просвечи-' вающееся вещество, чрезвычайно своеобразие го внешнего вида, имеющее отдаленнее сходство с серебристым перламутром. Поверхность его может быть либо гладкой и блестящей, либо слегка шероховатой, в зависимости от способа обработки.
Прозрачное кварцевое Стекло вполне подобно обычному стеклу и отличается от него лишь полным отсутствием какой бы то ни было даже слабой окраски и наличием немногочисленных довольно крупных пузырьков, рассеянных по всей массе, но отнюдь не препятствующих прохождению света.
Наконец оптически прозрачное Рис. 25. Различие образцы кварце- кварцевое стекло обладает настоль-вого стекла. Ко большой однородностью, что с
успехом может быть употреблено в ответственнейших частях точных оптических приборов. Рис. 25 дает вид всех трех сортов кварца. Мы видим трубку непрозрачного кварцевого стекла, трубку обыкновенного прозрачного кварца с редкими пузырьками и линзу, сделанную из оптически прозрачного кварца.
Во всех случаях, за исключением тех, когда это будет специально оговорено, мы под кварцевым стеклом будем понимать стекло оптически прозрачное
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Механическая характеристика плавленого кварца, принимая во внимание все более возрастающее применение его в разнообразных областях техники (химическая и электротехническая промышленность, архитектура и пр.), чрезвычайно важна. Однако число исследований, посвященных вопросам, связанным с механическими свойствами плавленого кварца,весьма ограничено и далеко не дает полной картины. Особенно это относится к непрозрачному кварцевому ?6 '
стеклу, которое, несмотря на то, что именно оно служит материалом» для промышленного применения, изучено очень мало.
Таким сбразем приводимые здесь данные относительно механических особенностей плавленого кремке'еиа будут по необходимости страдать некоторой неполнотой. При применении их для практических расчетов неебходимо всякий раз ебращать внимание на то, к какому сорту кварцевого стекла они относятся, и в случае необходимости, вводить соответствующие поправки.
Плотность
Соответственно с содержанием пузырьков воздуха плотность плавленого кварца колеблется от 2,0 до 2,2. Плавленый кварц, как. это видно из табл. 8, является наименее плотной модификацией кремнезема.
ТАБЛИЦА &
Плотность различных модификаций кремнезема
Модификация I' Плотность
а-КВГри................
а-тридимит ......... . . . .
а-кристобалит.............
Кварцевое стекло оптически прозрачно; Кварцевое стекло непрозрачное . . . .
2,6537
2,28
2,32
2,203
2,00
Плотность различных образцов непрозрачного кварцевого стекла может колебаться в довольно широких пределах в зависимости ст" условий производства и методов обработки. Так например, непрозрачный плавленый кварц, полученный плавкой сухого песка в реостатных печах обычного типа, имеет плотность 1,93, в то время как кварц, полученный тем же методом, но только с увлажненным песком, показывает плотность, равную 2,00 (George в2). ,
Значительно большее постоянство плотности обнаруживает оптически прозрачное кварцевое стекло. Определением плотности прозрачного кварцевого стекла занимались многие исследователи. • Цифрыг. заслуживающие наибольшего доверия, приведены в табл. 9, из которой видно, что различные образцы прозрачного кварцевого стекла , имеют несколько отличающуюся друг от друга плотность.
ТАБЛИЦА 9"
Плотность различных о5разцоз кварцевого стекла (Sesman)
Автор Плотность при 0° Автор П:отность при 0°
Stumpf63 (1913)..... Stumpf (1913) . . Stierlin64 (1907) Stierlin (1907) Stumpf (1913) ... 2,2042 2,2041 2,2041 2,2030 2,2030 Chappuis65 (1903) .... Madelung и Fuchs66 (1921) 2.2029 2,2028 2,2016 2,1957
Эти отклонения превышают ошибки измерений и должнй быть приписаны причинам, связанным с различными условиями получения и обработки отдельных образцов стекла.
Для практических расчетов иногда бывает полезно знать плотность для температур, отличных от 0°. Табл. 10 дает соответствующие числа. Там же даны объемы, занимаемые 1 кг кварцевого стекла при различных температурах.
