Машиностроительные материалы: Краткий справочник - Раскатов В.М.
Скачать (прямая ссылка):
СТЕКЛО
Стекло — аморфный изотропный, твердый и хрупкий термопластный и, в большей или меньшей мере, прозрачный материал, получаемый в результате переохлажденпя расплава различных стеклообразующих компонентов. По назначению стекло подразделяют на техническое, строительное и тарно-бытовое. Техническое стекло: оптическое, светотехническое, химико-лабораторное, медицинское, электротехническое, автотранспортное, приборное, защитное, электро-, тепло-, и звукоизоляционное, сцинтилляционное, люминесцентное, а также растворимое, стекловолокно и ткани из него, стеклопластики и др. В зависимости от исходного сырья стекло различают: силикатное (на основе двуокиси кремния), алюмосиликатное (окись алюминия и двуокись кремния), боросиликатное (борный ангидрид и двуокись, кремния), бороалюмосиликат-ное, алюмофосфатное, силпкотитанатное, силикоцирконатное. Введение в состав шихты окислов металлов и других веществ придает стеклам особые свойства.
Дополнительной обработкой — отжигом обеспечивается снятие внутренних напряжений в стеклянных изделиях, закалкой достигается значительное повышение механической прочности и термической стойкости, выдерживанием по определенному режиму нагрева (кристаллизацией), обеспечивающим частичный переход стекла в кристаллическое состояние,— образование ситаллов.
Качество стекла определяется по общетехнпческпм показателям: плотности, прочности, твердости, хрупкости, упругости, теплоемкости, теплопроводности, тепловому расширению, термостойкости, электропроводности, диэлектрической проницаемости, диэлектрическим потерям, электрической прочности, химической устойчивости и специфическим оптическим показателям: пропу-
Стекло
405
еканию, поглощению и отражению света, спектральным свойствам, преломлению, дисперсии, двойному лучепреломлению, рассеянию света, люминесцентным свойствам. На качество стекла влияют технологические дефекты: евпль-ность — наличие в стекле отдельных участков, имеющих отличный от общей массы состав и другой коэффициент преломления; пузырчатость — наличие видимых глазом газовых включений и др.
Кварцевое стекло
Кварцевое стекло — наиболее чистое (практически однокомпонентное — SiO2) силикатное стекло, получаемое плавлением (выше 17000C) природного кристаллического кварца (горный хрусталь, жильный кварц или чистый кварцевый песок). Благодаря высокой термической и химической стойкости и другим свойствам (табл. 25) кварцевое стекло является основой многпх видов технических изделий.
Непрозрачное стекло применяют для изготовления крупногабаритной термостойкой и кислостойкой лабораторной и производственной аппаратуры, труб, емкостей, изоляторов высокого напряжения; прозрачное техническое стекло — для изготовления всевозможных деталей и изделий.
25. Свойства кварцевого стекла
Показатели при 20° С Непрозрачное Прозрачное
Плотность, г/см3 2,02—2,08 2,20
Псгистость, % 5,0-7.5 0
Микротвердость, кгс/мм5 — 1200
Модуль упругости, кгс/мм* 4500 7500
Предел прочности, кгс/см2: 450 600
при растяжении
» сжатии 3500 6500
» изгибе 450 1100
Ударная вязкость, кгс-см/см2 Теплоемкость, ккал/(кг, 0C) 1,0-1,5 2,3
0.205 0,213
Коэффициент теплопроводности, ккал/(М'Ч-6С) 1.07 1.19
Оптическое стекло
Стекло кварцевое оптическое (плавленый кварц). Плотность 2,21 г/см3, предел прочности при изгибе 400 кгс/см2, сжатии 6000 кгс/см2, ударном изгибе 2—3 кгс/см2. Температура спекания массивного стекла 1250° С, температура начала деформации под нагрузкой 12200C для марки КИ и 1160° С —для остальных. Поставляют в заготовках размером (диаметр или диагональ) не более 500 мм. В зависимости от основной области спектрального пропускания устанавливаются (ГОСТ 15130—69*) шесть марок:
КУ-1, КУ-1 со Знаком качества — прозрачное в ультрафиолетовой области спектра, нелюмпнеецпрующее; КУ-2 — прозрачное в ультрафиолетовой области спектра; KB — прозрачное в видимой области спектра; KB-P—прозрачное в видимой области спектра,' устойчивое к гамма-радиации; КИ — прозрачное в инфракрасной области спектра.
Стекло оптическое бесцветное (ГОСТ 3514—76) выпускается в заготовках, диаметром или с наибольшей стороной кубика не больше 500 мм по техническим требованиям, установленным ГОСТ 13240—67*. В зависимости от расположения па координатном поле диаграммы «показатель преломления пе — коэффициент дисперсии v,» (рис. 1) оптическое бесцветное стекло выпускается следующих типов и марок: JIK — легкие кроны, шесть марок, в том числе предпочтительные ЛК6 и ЛК7; ФК —фосфатный крон, одна марка; ТФК —тяжелый фосфатный крон; К — кроны, семь марок, в том числе К8, К108 и К100;
406
Минералы и материалы на их основе
BK — баритовые кроны, девять марок, в том числе БК6, БК106, БК8, БК108, БК10 и БК110; TK — тяжелые кроны, 17 марок, в том числе ТК2, ТК102, ТК74, ТК114, ТК16, ТК116, ТК20, ТК120, ТК21, ТК121 и ТК29; CTK — сверхтяжелые кроны, пять марок; OK — особый (с особым ходом дисперсии) * крон; КФ —
кронфлинты, три марки, в том числе КФ4;.БФ — баритовые флинты, 16 марок, в том числе БФ12, БФ112, БФ16 и БФ24; ТБФ — тяжелый баритовый флинт, одна марка; ЛФ — легкие флинты, четыре марки, в том числе ЛФ5 и ЛФ105; Ф — флинты, девять марок, в том числе Ф1, Ф101, Ф104 и Ф6; ТФ — тяжелые флинты, 14 марок, в том числе ТФ1, ТФ101, ТФЗ, ТФ5 и ТФ105; СТФ — сверхтяжелый флинт; ОФ — особый (с особым ходом дисперсии) флинт, три марки.
