Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физикохимического эксперимента - Зимин В.С.
Скачать (прямая ссылка):
Молибденовые стекла не выдерживают очень длительного нагревания в пламени, а в местах спаев могут мутнеть, приобретая коричнево-белесый или темно-коричневый оттенок. По-видимому, при высокой температуре и воздушно-кислородном дутье происходит окисление некоторых окислов металла, входящих в состав стекла. Ликвидировать помутнение невозможно, поэтому обработку такого стекла на пламени горелок следует вести быстро.
В последнее десятилетие Институтом химии силикатов и заводом «Дружная горка» разработано новое отечественное стекло ДГ-2 (первоначальное название АТ-24). Стекло получило высокую оценку как по легкости стеклодувной обработки и податливости, так и по качеству изделий из него. Оно прекрасно обрабатывается на газовых горелках, обладает большей термостойкостью, чем молибденовые стекла, но меньшей, чем стекла типа «пирекс». Стекло ДГ-2 не мутнеет при длительной обработке в пламени, прекрасно спаивается с молибденовыми стеклами и стеклами Сиал и G20, стойко к щелочам, кислотам и воде.
Согласно данным С. К. Дуброво, трубки из стекла ДГ-2 (толщина стенок 3 мм) выдерживают довольно большое давление и растрескиваются при следующих условиях:
Диаметр трубки, мм....... 28 20 17,9 17,3
Предельное давление, Па (ат) 539 • 10' (55) 490 • 10' (50) 617 -101 (63) 735 • 10' (75
Думается, стекло ДГ-2 найдет широкое применение в стеклодувных работах. По свойствам оно сходно со стеклом Сиал (ЧССР).
Стекла Иенатерм (ГДР) и G20 (ФРГ) по термостойкости превосходят перечисленные выше; химическая стойкость их по отношению к кислотам, щелочам и воде больше даже, чем у стекол типа «пирекс», отнесенных к третьей группе. Однако обрабатывать эти стекла в пламени горелки значительно труднее, чем молибденовые, ДГ-2 и Сиал; при нагревании они довольно быстро мутнеют («выгорают»). Изделия из них после изготовления необходимо более тщательно и длительно обогревать на бескислородном пламени горелки, чем все остальные стекла. Иенатерм спаивается с молибденовыми стеклами и стеклом третьей группы Дю-
21
ран 50 (Schott Meinz) простым спаем (трубки с трубкой), поэтому его часто используют как «переходное» стекло для спайки частей прибора, изготовленных из стекла второй группы, с частями прибора из стекла третьей группы (типа «пирекс»).
Третья группа — стекла с высокой термостойкостью. Коэффициент теплового расширения их равен (32 -г- 49) -10-7 1/К-Обычно это высококремнеземистые малощелочные боросиликатные стекла типа «пирекс»: термостойкое (з-д «Победа труда»), Симакс (ЧССР), Разотерм (ГДР), Дюран (ФРГ), Гизиль и Фол-никс (Англия), Термисил (ПНР), Корнинг (США) и др.
Стекла типа «пирекс» были запатентованы в 1915—1919 гг. сотрудниками фирмы «Corning» Сулливаном и Тейлором, но в дальнейшем «пирексовые» стекла нашли широкое распространение во многих странах мира под разными названиями. Эти стекла обладают высокой химической стойкостью по отношению к воде и кислотам. Обработка таких стекол в пламени стеклодувных горелок требует высокой температуры пламени ~800°С, поэтому обработку (особенно крупногабаритных изделий) часто производят на горелках, предназначенных для кварцевого стекла (так называемые кварцедувные горелки).
Некоторые «пирексовые» стекла при длительном нагревании кристаллизуются и мутнеют, на поверхности изделия появляются «морщинки». Избавиться от кристаллизации, если она произошла, практически невозможно. Так как обработку таких стекол ведут при высокой температуре, происходит выделение некоторых компонентов стекла, поверхность изделий при этом покрывается слабым белым налетом, который легко снимается при протирке изделия. Наличие налета способствует ускорению кристаллизации стекла, поэтому после подготовки (раздутия) заготовок из «пирек-совых» стекол, предназначенных к повторной обработке в пламени, с них следует снять белый налет, тщательно протирая поверхность чистой влажной марлей или бязью.
Несмотря на высокую термостойкость «пирексовые» стекла требуют соблюдения всех правил обработки стекол на стеклодувных и кварцедувных горелках (обогрев, отжиг и т. д.).
Четвертая группа — особо высокотермостойкие стекла типа кварцевого, коэффициент теплового расширения их составляет 6-10-Ч/К. Они содержат 98,9—99,9% окиси кремния. Подробно о стеклах четвертой группы рассказано в гл. XII. О спаивании стекол с металлами см. гл. VII.
§ 10. Исходные материалы для стеклодувных работ
Исходным материалом для всех стеклодувных работ служат специальные стеклянные заготовки, выпускаемые стеклозаводами,— трубки разного диаметра с разной толщиной стенок. Такие трубки называют дротом. К заготовкам относятся стеклянные палочки диаметром от 10 до 20 мм, широкие цилиндры или баллоны
22
диаметром 150—200 мм с разными очертаниями дна и разной длины, капилляры с различной толщиной стенок и разным внутренним диаметром (от 0,1 до 2 мм), барометрические трубки внутренним диаметром от 2 до 4 мм, крановые трубки с толщиной стенок
4—5 мм и диаметром до 30 мм, шаровые заготовки в виде колб различной емкости с необработанными горловинами и др.
Стеклянные заготовки тщательно отбраковываются отделом технического контроля предприятия. Однако необходимо знать пороки (пузыри, камни, крупка, пена, свили) стеклянных заготовок (рис. 1), которые могут оказаться незамеченными. Кроме того, некоторые из пороков могут появляться в стекле при спаивании стекол между собой, при впаивании металлов в стекло и т. д.
