Свойства и разработка новых оптических стекол - Царевский Е.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Для стекол второй системы была определена выщелачиваемость водой и 10“3 н, НС1, а также скорость растворения в 20% HF
Таблица 2
Кислотоустойчивость стекол состава
(87 — X) %Si03-13% Na30-AT% RO
X. %
RO 12 17 22 27
BeO 22 53 56 —.
MgO 16 24 20 6
CaO — 23 15 3
SrO 14 16 7 4
BaO 6 0,9 0,2 0,07
151
и 0,5 н. NaOH. Методики измерений даны в работах [19, 25, 29, 30]. Результаты определений приведены в табл. 3. Указываемые в таблице показатели устойчивости представляют собой: а) в случае водоустойчивости —миллилитры 0,01 н. НС1, пошедшие на титрование вытяжки из 0,5 см3 порошка стекла 200 мл воды, при 70° С за 1 ч; б) для кислотоустойчивости — разность электропроводностей (Ом-1-см-1 • 101) миллинормального раствора НС1 в начальный момент и к 30 минуте контакта с 0,5 см3 порошка стекла при 25° С; в) для устойчивости к действию HF — скорость растворения стекла (в мкм/мин) в 20% HF при 25° С; г) для щело-чеустойчивости — толщина растворенного слоя (в мкм/ч) в 0,5 н. растворе NaOH при 90° С.
За несколькими исключениями цифры, приведенные в табл. 2 и 3, доказывают приложимость ПИР к катионам щелочноземельных металлов.
Таблица 3
Химическая устойчивость стекол состава (65 — X) % Si02-5% А1,,03¦ 15°о В208-15% BaO-X00RO
RO ВеО MgO СаО SrO
Вид устойчивости X П X п X п X п
5 0,9 5 0,6 5 0,9 5 0,6
10 0,5 10 0,8 10 1,4 10 1,3
Водоустойчивость 15 0,9 15 1,7 15 2,6 15 1,8
20 0,6 20 2,3 20 2,9 20 7,0
5 0,58 5 0,94 5 0,98 5 0,84
10 0,86 10 1,37 10 1,22 10 1,75
Кислотоустойчивость 15 1,46 15 1,78 15 1,69 15 2,13
20 1,86 20 1,93 20 1,85 20 —
. 5 4 5 5,6 5 7 5 7
10 4,5 10 8,0 10 10 10 9
Устойчивость к действию HF 15 6 15 10,0 15 13 15 15
20 8 20 12,0 20 — 20 —
5 1,4 5 1,3 5 1,1 5 1,4
10 1,4 10 1,4 10 0,9 10 1,2
Щслочеустойчивость 15 1,3 15 1,3 15 0,9 15 1,8
20 1,3 20 1,5 20 0,8 20 2,3
152
Случаем противоречия с ПИР нужно признать несколько Лучшую (или одинаковую) устойчивость кальциевых стекол в сравнении с магниевыми. Это наблюдается при действии растворов едких щелочей, как вытекает из работ [11, 20, 23, 26, 33, 46] и табл. 3 и при определениях поверхностной щелочности [14, 17], если содержание RO превосходит 17%. Возможно, что то же имеет место при действии кислот, как наблюдалось в работе [46] и видно из табл. 3, и при действии воды, судя по работе [13]*.
Остальные встречающиеся случаи — перемена местами стронция и баркя [1 ] или стронция и кальция (табл. 3) — следует считать результатами ошибок или обусловленными недостаточной чувствительностью примененных методик. Так эти случаи рассматривали и сами лица, их наблюдавшие. Только автор работы [12], сравнивая членов триады Са—Sr—Ва, нашел невозможным применить ПИР к кислотоустойчивости бесщелочных стекол, хотя для щелочных растворов и воды он обнаружил эту закономерность. Вероятно перемещение стронция и кальция [12] при изучении кислотоустойчивости следует объяснять малой точностью определений убыли порошков в массе, так как автор сам указывал на очень низкую кислотоустойчивость всех изучавшихся им систем стекол. Такой перемены мест не наблюдалось в работе [22] и нами (табл. 3) при определениях кислотоустойчивости бесщелочных стекол; правда, в двух последних случаях изучались другие ряды катионов, отличающихся от ряда Са—Sr—Ва, бывшего предметом работы [12].
Совершенно отрицательное отношение к ПИР сформулировано в книге М. А. Безбородова [4, с. 213—204], базировавшегося на результатах работы группы авторов (Ю. Д. Баринов и др.), исследовавших устойчивость стекол состава (80—Х)% S:02 X
xXNa20+10% RO, где Х = 20; 30; 40%, a RO — поочередно окислы всех щелочноземельных металлов. Разрушающими реагентами служили вода и однонормальные растворы соляной кислоты и едкого натра. Из таблицы, приведенной М. А. Безбородовым, видно, что ПИР соблюдалось при разрушении стекол первой серии (с 20% Na20) водой и кислотой. Во всех остальных случаях наблюдались разнообразные отступления от ПИР, из которых наиболее часто встречался обмен местами магния и кальция (явление, отмеченное, как мы уже видели, в ряде работ). Но, кроме того, наблюдались и маловероятные нарушения последовательности бериллиевых и магниевых стекол, магниевых и стронциевых, стронциевых и бариевых. Обилие исключений настораживает и заставляет относить их к последствиям ошибок определений потери в массе очень нестойких стекол (для третьей серии встречаются цифры убыли в 66%). Во всяком случае данные этой одной
* И. В. Гребенщиков, анализируя факт пониженной устойчивости магниевых стекол, считал характерной чертой структуры магниевых силикатов присутствие в них ОН групп.
153
работы с нашей точки зрения не могут служить основанием для столь решительных выводов, которые сделаны в книге М. А. Безбородова.
Задача сейчас состоит в том, чтобы уточнить пределы применимости ПИР, выявить области составов стекол и характер реагентов, при которых имеют место действительные отступления от правила. Такие исследования, безусловно, уменьшат число замечавшихся исключений и выявят сферу действия ПИР, уже сейчас являющегося одним из самых надежных средств прогноза химической устойчивости проектируемых стекол.
