Стеклодувное дело - Легошин А.Я.
Скачать (прямая ссылка):
В состав различных марок лабораторного стекла, применяемого в стеклодувном деле, кроме оксидов натрия и кальция входят оксиды калия К2О, магния MgO, алюминия Al2O3. В некоторые стекла входят оксиды' цинка ZnO, свинца PbO, бария BaO и циркония ZrO2. В табл. 1 приведен процентный состав различных марок лабораторного стекла.
Вязкость (внутреннее трение). Вязкостью или точнее коэффициентом внутреннего трения т] называется способность жидкостей и газов под действием внешних сил оказывать сопротивление перемещению одного слоя жидкости относительно другого слоя.
Динамическая вязкость — это сила внутреннего трения, препятствующая перемещению одного слоя жидкости площадью в 1 M2 и толщиной в 1 м относительно другого такого же слоя, двигающегося со скоростью в ] м/с (один метр в секунду).
Коэффициент внутреннего трения г} имеет размерность Па-с (паскальXсекунда). В системе СГС ^ выражается в пуазах (1 П— =0,1 Па-с). Так как вязкость определяется силой внутреннего трения между молекулами или агрегатами молекул, то присутствие в жидкой фазе полимерных молекул или пространственных агрегатов значительно повышает вязкость. Важнейшим свойством стекла
Рис. 1. Схематическая кривая изменения вязкости от температуры:
t] — температура отжига. I1 — температура начала размягчения, U — U — интервал рабочей температуры, Lb — температура разжижения
5 Таблица 1. Химический состав главнейших химико-лабораторных стекол -в весовых процентах
Марка стекла SiOs I BiiO9 1 Al2O3 MgO CaO BaO ч &ю Na2O K2O Li2O ZnO ZfOs La2O з P2O6
СЬО-2 1С50-2) 7,0' к , 35,0. 23,0 14,2' 6,3 a —( 14,5
С50-1 25,0 30,0 20,0 — ,— 25„0 — — — — —, — — —,
ЗС-8 (С48-1) 66,5 23,0 3,0 — __ — —' 3,7 3,8 і—, ' — ' — ¦ — —.
КС-34 67,43 3,9 2,15 2^7 6,3 — — 12,16 2,65 — 0,86 — —
ЗС-5 (С49-1) 67,5 20,3 ' 3,5 __. .— — 8,7 '—і — — —і
Ц-32 68,0 — 4,0 3,0 7,0 — 14,5 і— -Г—I — _ — —
ЗС—49—2 (С52-1) 68„2 19,0 3,5 — ,— — 4,8 4,5 V- — — ' — —
23 (С89-2) 68,4 2,7 3,9 ' — 8,5 — — 9,4 7,1 —і — — — —
46 (С47-1) 68,5 17,2 2,5 ¦ — і— —, — 6,8 ___ 5,0 — ' — —
29 68,8 — 3,7 3,5 7,5 3,5 — 10,,0 3,0 ___ — _ — —
AM-K 71,5 —і 1,3 3,0 7,2 1,5 — 14,5 ¦1,0 __ '—L _ — —
Л-80 72,0 1,5 2,5 2,5 6,5 — — 14,,5 0,5 — - _ — —
2 (С80-1) 72,6 4,0 ¦ .— .8,7 — — 14,5 — -- ,,__ . — —
846 74,0 з"їо 3,0 4,0 6,0 — — Ю„0 і_, ,' — ' _ _ — —
Ампульиое 67,8 8,0 11,7. і— 3,3 ,— — 5.2 _ — r—, _ — —
HC-I нейтральное 73,0 4,0 4,5 1,0 7,0 — — 8,5 2,0 — I-' — — —
НС-2 73,5. 2:5 3,5 1,0 7,0 — — 11,5 2,0 1,5 — - — — —
XT-I повышенной стойкости, 74,0 7,5 6,3 0,2 0,8 4,2 — 5,0 0.5 - — — —
Щ-23 60,0 ' 2,0 4,0 4,0 12, U 2,0 12,0 4,0
Щ-26 64,0 — 2,0 — 4,0 — 4,0 9,6 — 1,0 - 14,0 2,0 —
Щ-14' 66,0 — 2,0 —,. 4,0 — 4,0 7,0 _ 1,0 — 14,0 2,0 —
Термометрические: ¦
360 67,5 7,0 - ' 2,5 — 7,0 —. — 14,0 — _ _і — —
500 72,0 12,0 5„0 —і — _ 11,0 _ _ — — —
600 / 57,0 ¦ 10,0 21,С 4,5 Х5
Пирекс (П-15) 80,7 12,0 2,0 _ 0,3 — , — 4,0 1,0 _ _ _ —"
Примечание. Стекла марок 23, Ц-32, КС-34 и 846 в широких масштабах в настоящее время не производятся, а некоторые сняты с производства. Тем не мсчк-с запасы этих стекол и ииолни из Iiisx еще находятся в эксплуатации. В скобках указаны обозначения, ппичап» и І.Ц» І ПЩУЛЫШ-ГР-НИГИТИ. является значительная вязкость даже в расплавленном состоянии. НиЖе приведена для сравнения вязкость ряда веществ при определенной температуре.
Вода.......
Сериая кислота 96%-ная Глицерин ......
Стекло (среднее значение) .....
То же.......
Температура t, С
20 20 20
550 1200
Вязкость Tl, Па - с
0,001 0,022 .1,499
1010
100
Вязкость расплавленного стекла в среднем при -температуре 1480— JSOOrC составляет 9—11 Па-с, а в момент затвердевания увеличивается до IO12—IO13 Па-с. Резкое возрастание вязкости при сравнительно быстром охлаждении препятствует кремнезему и силикатам принять упорядоченную ориентировку в пространстве. В табл. 2 указана вязкость некоторых стекол при высоких температурах. Стекло можно формовать, т. е. выдувать из него различные изделия тогда, когда вязкость колеблется в пределах от IO2 (начало формования) до IOfi Па-с (конец формования). При вязкости І012 Па-с стекло становится хрупким.
Температура, при которой вязкость стекла приближается к 10!2 Па-с, называется температурой отжига. При температуре ниже температуры отжига стекло хрупко, при более высокой температуре становится вязким.
В стеклодувной практике чаще всего пользуются термином температура размягчения стекла, подразумевая под ней температуру, при которой стекло приобретает заметную текучесть. Эта температура не является строго определенной, она выше температуры отжига.
Таблица 2. Вязкость стекла, Па-с
—--,-.— Марка стекла
Температура, "С цл
№ 23 Л» 29
1.480 9 11
1300 34 46 49
1200 93 130 127
1100 340 470 480
1000 1660 2240 3020
Вязкость стекла зависит от его состава. У некоторых стекол она меняется с температурой плавно в широком интервале температур (такие стекла называют длинными), у других сортов вязкость меняется довольно резко — з узком интервале температур /такие стекла называются короткими, например стекла типа «Пирекс»). Самым коротким стеклом является кварцевое.
