Кварцевое стекло. Его свойства, производство и применение - Глаголев С.П.
Скачать (прямая ссылка):
Почти одновременно с Негаеиз и Негвспкош^зсп, независимо от них, над методами получения прозрачного кварцевого стекла работает в Англии ЭЬепзгоп. Как и Негаеиз, он идет по пути, намеченному первыми исследователями: кусочки кристаллического кварца, нерасколов-шиеся случайно в момент нагревания, постепенно наплавляются один на другой до получения тонкого стержня, который и подвергается .дальнейшей обработке. Основной недостаток способов плавки и обработки, предложенных ЭпепБГ^п, заключается в невозможности их промышленного применения. Работа носит чисто кустарный характер и не позволяет получать кварцевое стекло в сколько-нибудь значительных количествах. Однако несмотря на это, исследования Эпепзг^п сыграли важную роль в деле популяризации кварцевого стекла. Его изделия вскоре появились на английском рынке и если не могли, хотя бы в малой степени, удовлетворить спроса, то зато наглядно показывали все преимущества и замечательные свойства нового вида стекла.
Мы видим, насколько кропотливым и сложным делом было получение кварцевого стекла по одному из вышеуказанных методов. В промышленном отношении из них оказался рентабельным лишь метод Негаеиз, который позволял получить достаточно большие количества вполне удовлетворительного по своим качествам продукта. Правда, цена на кварцевое стекло в первые годы его производства была чрезвычайно высокой, но все же благодаря его замечательным свойствам из-.делия из него покупались нарасхват.
ГЛАВА ШЕСТАЯ
НОВЕЙШИЕ МЕТОДЫ ПЛАВКИ И ОБРАБОТКИ ПРОЗРАЧНОГО КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА
СЫРЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Несмотря на распространенность кремнезема в природе подыскать подходящее сырье для производства как прозрачного, так и непрозрачного кварцевого стекла нелегко. Дело в том, что исходные продукты для кварцевой индустрии должны отличаться почти полным отсутствием инородных примесей как органического, так и неорганического происхождения. Можно считать твердо установленным, что содержание кремнезема в сырье для производства прозрачного кварцевого стекла не должно быть меньше 99,6—99,8%, а для производства непрозрачного кварцевого стекла — 99,5—99,6%. Опыты Day и Shepherd 42 с несомненностью показали, что достаточно присутствие 0,3% окиси металлов (например А1203) в стекле, чтобы совершенно испортить продукт, лишив его тех отличительных свойств (тугоплавкость, прозрачность, нечувствительность к резким колебаниям температуры и т. д.), благодаря которым плавленый кварц находит столь Широкое применение. Содержание железа (Fea03) должно быть еще меньше и не превышать во всяком случае 0,02%. В силу этого лишь весьма ограниченное количество природных залежей кремнезема может считаться вполне при-годным для плавки кварцевого стекла и служить таким образом сырьевой базой для кварцевой индустрии.
Главным сырьем для изготовления прозрачного кварцевого стекла является до самого последнего времени так называемый горный хрусталь, представляющий собой наиболее ярко выраженные образцы кристаллического кварца и встречающийся в природе либо в виде целых кристаллов или сростков кристаллов (имеются отдельные образцы кристаллов, достигающие размеров до 50 см), либо в виде гальки, в которой внешние правильные кристаллические формы нарушены шлифующим действием воды. Горный хрусталь является представителем •наиболее чистых сортов природного кремнезема, содержание которого Доходит до 99,9%.
Особенно ценными качествами обладает бразильский и мада-гаскарский хрусталь, почти полностью завладевший европейским рынком. У нас в СССР горный хрусталь встречается во многих местах, причем наиболее разведаны залежи Урала и Кавказа.
Flusin 159 приводит следующий анализ химического состава мада-гаскарского хрусталя, подвергнутого предварительному размельчению и очистке кислотами:
123
;•......\ . . . о,09
...........0,07
...........0,09
С горным хрусталем связано открытие Gaudin стеклообразного-состояния кремнезема и все развитие производства прозрачного кварцевого стекла до 1904.г., когда Bredel160 повидимому впервые доказал возможность его получения из чистых сортов кварцевого песка.
Кварцевый песок является несравненно более распространенной в природе формой кремнезема, нежели горный хрусталь и представляет продукт разрушения разнообразных горных пород. Исключительная чистота некоторых залежей кварцевого песка находится в тесной связи с полной нерастворимостью кварца в воде и кислотах. Благодаря этой нерастворимости залежи мелких частиц кварца, находящихся первоначально в смеси с другими минеральными остатками, постепенно очищались за счет растворения последних. Табл. 51, заимствованная в несколько сокращенном виде у Дралле, дает химический состав некоторых песков Германии. Из таблицы видно, что по своей чистоте приведенные сорта песков мало чем уступают лучшим образцам горного хрусталя. Табл. 52 дает химический анализ некоторых русских песков. Мы видим, что по своей чистоте наши пески заметно уступают лучшим сортам заграничных песков, так что вопрос о их применимости для кварцевой индустрии требует еще дополнительного исследования.
