Температура плавления жидкое стекло: Тюменский индустриальный университет » Страница не найдена

Содержание

Cromsodergashie brikety

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ БРИКЕТОВ ИЗ ХРОМОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА ЖИДКОМ СТЕКЛЕ

Георгадзе А.Г., Гернер В.И., Никифоров С.А., Плетнев А.Н.,

(ООО «СХМ», ООО «ЭКОС», Южно – Уральский гос. университет)

Исследования показали, что брикетированные хромосодержащие порошкообразные руды на органических связующих материалах характеризуются сравнительно низкой термостойкостью и не обеспечивают высокого излечения хромистых соединений при выплавке феррохрома из-за разрушения брикетов на колошнике печи и повышенного уноса пылевидной фракции в системах газоочистки печей. Поэтому удельный расход исходных материалов на выплавку феррохрома возрастает, а на фильтрах систем газоочистки печей образуется гораздо больше пылевидных отходов, которые необходимо периодически извлекать из фильтров и утилизировать.

Для замены органических связующих материалов исследовали применение неорганического связующего материала силикат – натриевого соединения в виде водных растворов – жидкого стекла.

Натриевое жидкое стекло готовится, в основном, путем растворения стеклообразной силикат глыбы, получаемой путем высокотемпературного сплавления кварца и соды.

Натриевая силикат-глыба получается в футерованных печах путем сплавления в зависимости от состава исходной шихты при температурах 1400-1450⁰С. Согласно диаграмме состояния наименьшая температура плавления силикатной глыбы составляет 793⁰С при соотношении кварца и щелочи, как 70 к 30%. Эта эвтектическая температура плавления соответствует химической формуле, как ди-силикат натрия: Na₂O•2SiO₂. Это соответствует модулю силикатной глыбы и соответственно водному раствору жидкого стекла около 3,0 ед.

Отсюда ясно, что при нагреве брикетов с жидким стеклом в плавильной печи при нагреве брикетов твердая фаза связующего силиката натрия постепенно сначала размягчается и затем плавится. При этом при плавлении силиката натрия частицы хромовой руды обволакиваются силикатным расплавом и сохраняют целостность брикета без разрушения.

Этот рассмотренный механизм поведения брикетов на жидком стекле при нагреве в печи подтвержден, как лабораторными высокотемпературными испытаниями, так и производственным опытом использования брикетированных материалов на жидком стекле.

Однако при изготовлении хромовых брикетов при использовании жидкого стекла возникают проблемы, связанные с формированием прочности брикетированного материала после прессования и последующей необходимой сушки готовых брикетов. Во многом это связано со свойствами водных растворов жидкого стекла.

Жидкое стекло относится к коллоидным растворам, твердой фазой которого является диспергированный стеклообразный силикат натрия.

Коллоидная связующая фаза водного раствора жидкого стекла по Матвееву представляет собой твердые диспергированные частицы (мицеллы) стеклообразной силикатной глыбы, окруженные двойным электрически заряженным слоем. Первый слой мицеллы окружен отрицательно заряженными частицами ОН

– , а второй – положительно заряженными частицами катионами Na⁺. В целом диспергированная частица электронейтральна, т.к. катионы натрия взаимодействуют с анионами гидроксида ОН^–, создают равновесие отдельной частицы. Однако при интенсивном диспергировании силикат – глыбы и особенно при повышенной температуре (80-100⁰С) часть коллоидных частиц силикат-глыбы гидролизуются с образованием свободной щелочи NaOH и кремнекислоты H₂SiO₄. Тогда коллоидная частица с двойным электрически заряженным слоем представляется, как указано на рис.1. по схеме Айлера.

Центром коллоидной молекулы является диспергированная частица оксида кремния. Первый потенциалообразующий слой ее содержит ионы ОН-, второй слой содержит катионы натрия, третий слой является диффузонным, который состоит из воды, насыщенной с определенной концентрацией катионами натрия. В целом мицелла получила название «кремнезоль».

Строение коллоидных частиц имеет важное значение для определения связующих свойств водных растворов жидкого стекла.

Согласно схеме строения коллоидной частицы, приведенной на рисунке видно, что чем более глубоко проводится гидролиз стеклообразного силиката натрия, тем больше выделяется свободной щелочи и гидратированной кремнекислоты. При этом, чем выше модуль исходной силикат-глыбы и более глубокое происходит ее диспергирование, тем меньше седиментационная устойчивость водного раствора и следовательно, тем меньше связующие свойства жидкого стекла.

Поэтому на практике стремятся использовать для брикетировании низкомодульные сорта силикат-глыбы или готового раствора жидкого стекла. Часто для повышения связующих свойств высокомодульного жидкого стекла в готовый раствор дополнительно вводится водный раствор щелочи. Таким способом на практике понижают модуль готового раствора жидкого стекла для улучшения ее связующих свойств.

Исследование показало, что термостойкость хромовых брикетов сильно зависит от свойств жидкого стекла, но она во всех случаях выше термостойкости брикетов, изготовленных на органических материалах.

Поэтому исследовали зависимости температурной прочности (термостойкости) жидкостекольных брикетов при изменении модуля и плотности жидкостекольного связующего материала.

Термостойкость брикетов оценивали по прочности образцов с размерами 20х40 мм и толщиной 5 мм при их изгибе в процессе нагрева до разных температур от 100 до 800⁰С.

При этом также определяли процессы теплового расширения материала брикетов на высокотемпературном приборе модели Паулик –Эрдеи. Установлено, что брикеты из хромовой руды на высокомодульном жидком стекле с модулем 2,8-3,2 ед. при нагреве с высокой скоростью (40-50

0/сек. осыпаются с поверхности, но сохраняют целостность брикета в процессе нагрева до 800⁰С. При использовании для брикетов жидкого стекла с модулем 2,5 2,6 ед. брикеты полностью сохраняли свои размеры и не давали осыпаемости с поверхности при нагреве включительно до 800⁰С.

При этом не установлен факт какого либо разрушения брикетов даже при наложении на брикет внешней нагрузки до 1,5 МПа.

При использовании низкомодульного жидкого стекла (2,2-2,4 ед.) прочность брикетов при нагреве до температуры 450⁰С непрерывно возрастает без какого либо разрушения. При нагреве брикетов до температур выше 740-750⁰С прочность снижается и при выдержке с этой температуро интенсивно уменьшается, причем, чем меньше модуль, тем интенсивность снижения прочности при сжатии увеличивается.

При испытании брикетов в плавильной печи замечено, что брикеты на низкомодульном жидком стекле быстро пластифицируются и при переходе в плавильную зону интенсивно смешиваются с метало – шлаковым расплавом.

При исследовании этот факт заинтересовал производственников, так как этот процесс может ускорить и интенсифицировать процесс выплавки феррохрома с использованием в шихте хромовых брикетов на жидком стекле.

Вместе с этим возможен процесс снижения стойкости футеровки за счет более интенсивного взаимодействия ее с щелочными силикатами, образующимися при нагреве и расплавлении жидкостекольных брикетов.

На рис.2 представлены графики изменения прочности брикетов при 800⁰С в зависимости от модуля используемого жидкого стекла.

Прочность, МПа

2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0

Модуль, ед.

Рис.2. Зависимость прочности от модуля

жидкого стекла.

Как видно на рис.2., прочность брикетов при высоких температурах увеличивается с повышением модуля жидкого стекла. Однако, как показало исследование, для повышения прочности брикетов в исходном состоянии необходимо модуль жидкого стекла уменьшать. Таким образом, необходимо определять оптимум по модулю жидкого стекла применительно к прочности в исходном состоянии и прочности при высоких температурах.

Оптимизацию характеристик провели методом планирования экспериментов. Установлено, что оптимальные свойства брикетов по прочности достигаются при модулю от 2,6 до 2,8 ед. при этом время упрочнения брикетов после уплотнения на брикетере составляет не менее 20-30 минут, что не удовлетворяет производство.

В связи с этим исследовали различные добавки в составе брикетируемой шихты для ускорения упрочнения и увеличения прочности брикетов. Анализ технической и патентной литературы показал, что наиболее эффективными добавками для упрочнения жидкогостекольного связующего материала являются оксидные соединения щелочноземельных элементов, в частности соединения магния, кальция и бария.

Согласно данным Айлера оксиды щелочноземельных элементов второй группы таблицы Менделеева обладают флокулирущим действием по отношению водным коллоидным растворам кремнезоля. Оксиды щелочноземельных элементов вступают в обменные реакции с стабилизирующими катионами жидкого стекла, например натрия, и понижают седиментационую устойчивость коллоидных растворов кремнезоля. При этом связующий раствор кремнезоля коагулирует и переходит в полимерное состояние с образованием линейных межчастичных связей и раствор переходит в твердое упрочненное состояние с иммобилизацией остаточного раствора в порах скоагулированной структуры.

Наиболее предпочтительными упрочнителями жидкого стекла являются добавки силикатов кальция и магния. В зависимости от содержания добавок можно регулировать, как продолжительность упрочнения, так величину прочности брикетов.

Прочность, МПа

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Содержание силиката кальция,%

Рис.3. Зависимость прочности образцов от количества добавки

Добавки силиката кальция позволяют сократить продолжительность упрочнения не 70% по времени нахождения брикетов на воздухе.

Это имеет большое значение для повышения производительности брикетеров и конвейерных приемных линий.

Кроме этого установлен факт, что брикеты, упрочненные с добавками щелочноземельных элементов, имеют более высокую стойкость к атмосферной влаге и практически не насыщаются ею при хранении брикетов в складских помещениях. Но даже если брикеты попали во влажную атмосферу их исходная прочность сохраняется на прежнем уровне, а в некоторых случаях, особенно при высоком содержании добавки, она увеличивается.

Подробности о технологии брикетирования материалов с жидким стеклом можно ознакомиться на сайте uralvim.ru или связаться по т. (351) 2804613.

Жидкое стекло натриевое и калиевое, Силикат натрия, Силикат калия

Жидкое стекло натриевое и калиевое (силикат натрия, силикат калия)

– представляет собой насыщенный водный щелочной раствор стекловидных силикатов натрия. Это студнеобразная жидкость от бесцветного до светло-коричневого цвета, содержащая в водном растворе окись натрия, двуокись кремния, коллоидную кремниевую кислоту и модифицированные присадки.

Химическая формула: Na₂O(SiO₂)_n.

Изготовляется путем обработки в автоклаве кремнеземсодержащего сырья концентрированными растворами гидроксида натрия или сплавлением кварцевого песка с содой. Известны также способы получения жидкого стекла, основанные на прямом растворении кремнистого сырья (опоки, трепелы, диатомиты и др.) в растворах щелочей при атмосферном давлении и относительно невысокой температуре (температура кипения раствора щелочи).

Характеристикой химического состава жидкого стекла является силикатный модуль. Модуль показывает отношение содержащейся в жидком стекле окиси кремния к окиси натрия или к окиси калия и характеризует выход кремнезема в раствор. По величине силикатного модуля о качестве жидкого стекла не судят.

Область применения жидкого стекла.
Жидкое стекло имеет пожаровзрывобезопасные свойства. Область использования жидкого стекла весьма широка.
В строительстве жидкое натриевое и калиевое стекло применяют в качестве присадок и пропиток. Смеси на основе жидкого стекла используют для производства шпаклевок и штукатурок, придающих подвергнутым обработке элементам антикоррозийные свойства и оберегающие их от действия высоких температур, а также для гидроизоляции перекрытий, колодцев и подвалов. Добавка в цементные растворы увеличивает их изоляционные и прочностные свойства. Негорючие силикатные краски на основе жидкого стекла употребляют для окраски помещений с большим посещением людей, производства театральных занавесов и т. п.
Жидкое стекло является связующим веществом и обширно используется в качестве универсального клея для соединения стекла, металла дерева и бумаги. Именно на его основе делается канцелярский силикатный клей.В химической индустрии жидкое стекло незаменимо при производстве силикагеля, силиката свинца и метасиликата натрия.
Жидкое натриевое и калиевое стекло также используется в производстве чистящих и моющих веществ, мыловаренной, текстильной и бумажной промышленности – в качестве связующих добавок и клеящего состава. В литейном производстве жидкое стекло используется как флотационный реагент, в черной металлургии в виде связующего материала для производства форм.

Физико-химические показатели жидкого натриевого стекла ГОСТ 13078-81:

Наименование показателя	Норма для жидкого стекла
Наименование показателя	А	Б	для литейного произ водства, замазок	для катали заторов, адсор бентов, электро дов	для CMC и хими ческих произ водств	для строи тельства и флота ции	для клеев, пропиток	для бумаж ного произ водства
Внешний вид	Густая жидкость желтого или серого цвета без механических примесей и включений, видимых невооруженным глазом			Густая жидкость желтого или серого цвета без механических примесей и включений, видимых невооруженным глазом		Густая жидкость желтого или серого цвета
Массовая доля двуокиси кремния, %	22,7-29,6	24,3-31,9	29,5-36,0	24,8-34,3	24,1-35,0	24,8-36,7	24,8-34,0	27,2-29,3
Массовая доля окиси железа и окиси алюминия, %, не более	0,25	0,25	0,25	0,25	0,20	0,90	0,30	0,25
в том числе окиси железа	Не регламентируется		–	–	0,05	Не регламентируется
Массовая доля окиси кальция, %, не более	0,20	0,20	0,20	0,12	0,05	0,20	0,20	0,20
Массовая доля серного ангидрида, %, не более	0,15	0,15	0,15	0,07	0,07	0,15	0,15	0,15
Массовая доля окиси натрия, %	9,3-12,8	8,7-12,2	10,9-13,8	9,0-12,9	8,7-13,3	8,1-13,3	8,0-12,2	7,9-8,8
Силикатный модуль	2,3-2,6	2,6-3,0	2,6-3,0	2,7-2,9	2,6-3,0	2,7-3,3	2,7-3,4	3,4-3,6
Плотность, г/см³	1,36-1,45	1,36-1,45	1,47-1,52	1,36-1,50	1,36-1,50	1,36-1,50	1,36-1,45	1,35-1,40

Примечание. Допускается выпадение осадка при хранении.

Требования безопасности.
В виде мелких брызг и тумана раздражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей. При попадании в глаза вызывает ожоги. Работы с жидким стеклом производить в хлопчато-бумажном халате и резиновых перчатках.При попадании на кожу – загрязненное место промыть теплой водой с мылом. Кожу рук смазывать индиферентной мазью. При попадании в глаза – обильно промыть проточной водой и обратиться к врачу.

Упаковка, транспортировка и хранение.
Жидкое стекло разливают в стальные бочки I и II типов по ГОСТ 6247-79 вместимостью 250 дм³ и металлические банки I и II типов вместимостью от 0,5 до 6 дм3 по ГОСТ 6128-81.
Банки с жидким стеклом массой нетто 5 кг и менее упаковывают в деревянные ящики по ГОСТ 2991-85, ГОСТ 13358-84 или фанерные ящики по ГОСТ 5959-80.
По согласованию с потребителем допускается упаковка в деревянные бочки по ГОСТ 8777-80 вместимостью 100-150 дм³ и в железнодорожные и автомобильные цистерны.
Жидкое стекло транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида.
По железной дороге жидкое стекло транспортируют наливом в железнодорожных цистернах.
При транспортировании бочки должны быть установлены так, чтобы исключить возможность их перемещения и качения.
Готовое жидкое стекло можно хранить не менее года в плотно закрытой таре при температуре складского помещения. При замерзании и оттаивании сохраняет свои свойства даже при образовании осадка. Хранить жидкое стекло в емкостях и бочках рекомендовано в один ярус. Гарантийный срок хранения – 12 месяцев.

ООО “Компани “Плазма”® осуществляет поставки химической продукции со склада в Харькове в сроки и, на выгодных для Вас условиях.

При какой температуре плавится стекло?

Практически у каждого материала и соединения в мире имеется три возможных состояния: твердое, жидкое и газообразное. В нормальных условиях материалы пребывают в разном состоянии, которое зависит от их химических свойств.

Чтобы вывести их из равновесия, необходимо повышать или понижать температуру до указанного значения. Например, температура плавления стекла начинается примерно с 750 градусов по Цельсию. Материал имеет так называемые аморфные свойства, поэтому у него и нет конкретного значения.

Все зависит от количественного и качественного состава примесей в соединении. Так что установить конкретное значение для выбранного предмета можно исключительно экспериментальным путем. Для этого понадобится определенный набор измерительных приборов, который имеется только в специализированных лабораториях. Можно, конечно, взять и бытовые аналоги, но они будут иметь слишком большую погрешность.

Принципы расчета

1. Необходимость обеспечения поэтапного повышения температуры расплавляемого тела строго на один градус. В противном случае невозможно будет достоверно установить, при каком именно показателе начинается процесс перехода из твердого состояния в жидкое, то есть эксперимент завершится неудачей.
2. Нужно найти очень точный термометр, способный замерять температуру до 2 тысяч градусов по Цельсию с минимальной погрешностью. Лучше всего подойдет электронный прибор, который будет стоит слишком дорого для бытовых опытов.
3. Проведение эксперимента дома в принципе не самая удачная идея, потому что придется искать посуду, в которой можно плавить стекло, раздобыть устойчивый источник огня, способный обеспечить нужный уровень подогрева, купить дорогостоящее оборудование.

Процесс плавления

Отсутствие четкого числа заставляет нерационально использовать производственные ресурсы. Например, на стекольных заводах в печах поддерживают температуру около 1600 градусов Цельсия, притом, что многие виды могли бы без проблем расплавиться и при одной тысяче. Экономия энергоносителей позволила бы значительно снизить себестоимость готовой продукции, что положительно повлияло бы на экономическую эффективность деятельности стеклодувных заводов.

Температура плавления стекла в градусах начинается от 750 (некоторые источники приводят цифру от 1000) и продолжается аж до 2500. При этом, если брать акриловое стекло, которое по сути не является стеклом, а просто имеет такое название, то оно плавится всего при 160 градусах, а на 200 градусах уже начинает кипеть. Но оно состоит из органической смолы и не имеет в составе кремния и других химических элементов.

А вот остальные марки наоборот зачастую могут похвастаться пестрым разнообразием состава. Используемый в производстве песок часто проходит недостаточную очистку, в результате чего в готовых изделиях содержится много ненужного. Внешне это никак не отражается на эксплуатационных свойствах, но приводит к аморфности химических характеристик.

Понижения температуры плавления стекла можно достичь, если в расплав добавить соответствующие элементы. В бытовых опытах наиболее доступными являются оксид свинца и борная кислота. Массовую долю нужно будет рассчитать по известным формулам, так как она будет зависеть от количества расплавленного стекла. После застывания можно будет повторить свой опыт и убедиться, что теперь материал плавится при значительно меньшей температуре.

Но стоит учесть, что полученное стекло не имеет практического значения и годится исключительно для опытов. Это связано с тем, что добавление примесей изменяет и его рабочие параметры, так что вещество не сможет в полной мере справляться с возложенными на него функциями. Именно поэтому никто не изменяет технологический процесс с помощью добавления указанных компонентов.

Основные значения

–   температура плавления бутылочного стекла – 1200-1400 градусов по Цельсию;
–   температура плавления кварцевого стекла – около 1665 градусов по Цельсию;
–   температура плавления ампульного стекла – 1550-1800 градусов по Цельсию;
–   жидкое стекло температура плавления – 1088 градусов по Цельсию.

Для последнего вещества можно указать точную цифру, потому что оно не проявляет аморфных свойств, так как является водно-щелочным раствором силикатов натрия и калия. Стоит также учесть, что стекло плавится не сразу, а вначале переходит в тягучее карамелеобразное состояние. Это свойство используется мастерами-стеклодувами для создания различных изделий и сувениров.

Заняться подобным ремеслом можно и в домашних условиях. Недостатка в сырье не будет, так как можно найти массу стеклянных бутылок прямо на улице. А в качестве прибора для размягчения материала подойдет и обычная газовая лампа. Свои изделия ручной работы можно будет потом продавать на сувениры и зарабатывать неплохие деньги.

Жидкое стекло – это… Что такое Жидкое стекло?

Жи́дкое стекло́ — водный щелочной раствор силикатов натрия Na₂O(SiO₂)_n и (или) калия K₂O(SiO₂)_n^[1]. Реже в качестве жидкого стекла используют литиевые силикаты, например, в электродном покрытии.

Получение

Впервые жидкое стекло получил в 1818 немецкий химик и минералог Ян Непомук фон Фукс.

В настоящее время изготовляется путем обработки в автоклаве кремнезёмсодержащего сырья концентрированными растворами гидроксида натрия или сплавлением кварцевого песка с содой. Известны также способы получения жидкого стекла, основанные на прямом растворении кремнистого сырья (Опоки, трепелы, диатомиты и др.) в растворах щелочей при атмосферном давлении и относительно невысокой температуре (температура кипения раствора щелочи).

Одно из торговых названий — «силикатный клей».

Применение

Областей применения жидкого стекла очень много. Его, в частности, применяют для изготовления кислотоупорного цемента и бетона, для пропитывания тканей, приготовления огнезащитных красок и покрытий по дереву (антипирены), укрепления слабых грунтов, в качестве клея для склеивания целлюлозных материалов, в производстве электродов, при очистке растительного и машинного масла и др.

В сочетании со спиртом и самым мелким песком используют для создания «керамических» или оболочечных форм, в которые после прокаливания до 1000 градусов отливают металлические изделия.

С 2008 года несколько японских производителей автополиролей начали выпуск полиролей на основе жидкого стекла.

Примечания

Ссылки

Стекла температуры плавления – Справочник химика 21

Получение легкоплавкого боро-свинцово-силикатного стекла. Опыт 15. Отвешивают 8,35 г окиси свинца, 2,13 г борной кислоты и 0,45 г растертого в мелкий порошок чистого кварцевого песка. Все вместе тш ательно перемешивают и растирают в ступке. Полученную смесь небольшими порциями вносят в тигель, вставленный в фарфоровый треугольник и сильно нагреваемый газовой горелкой (тигель должен находиться в наружном конусе). При внесении смеси в тигель сначала происходит сильное вспенивание, обусловленное разложением борной кислоты, а затем образуется легкоплавкое стекло (температура плавления около 500° С). Следующую порцию нужно вносить только после того, как прекратится вспенивание от предыдущей. После внесения всей смеси продолжают нагревание до прекращения выделения пузырьков, после чего взяв тигель щипцами, выливают полученное стекло на керамическую пластинку и дают ему остыть. [c.151]
Твердение обратимо, так как при нагревании наблюдается обратный процесс постепенного и непрерывного понижения вязкости, плавный переход от хрупкого к высоковязкому и затем жидкому, текучему состоянию. Поэтому стекла не имеют определенной температуры плавления, а обладают некоторым температурным интервалом размягчения. [c.190]

Химическую посуду изготовляют из особых сортов стекла, отличающегося химической стойкостью или устойчивостью при нагревании до высокой температуры. Иногда применяют посуду из кварца, имеющего высокую температуру плавления (около 1700—1800 °С) и не растрескивающегося при быстром охлаждении.. [c.27]

Стекловолокно имеет малую теплопроводность, высокую твердость и обеспечивает большое контактное термическое сопротивление, диаметр волокон может быть очень малым (0,2—10 мк)-, из стекловолокна можно изготовлять довольно тонкие ткани (0,1—0,2 мм) без применения связующего материала. К тому же стекло отличается малым давлением паров и высокой температурой плавления. [c.120]

По методу Кофлера несколько кристалликов вещества на предметном стекле помещают в обогревательный блок и устанавливают на столике микроскопа, через который наблюдают плавление. Температуру измеряют термопарой или термометром, нагревание регулируют реостатом, который устанавливают так, чтобы в интервале температуры плавления она возрастала на 2—4° в минуту. Определение проводят быстро и с большой точностью. Особенно эффективен (вследствие быстрого нагревания) этот метод для веществ, плавящихся с разложением. [c.80]

Известно, что диффузия воды в низкомолекулярных стеклах идет чрезвычайно медленно. Поэтому но всей области температур и влажностей, в которой сохраняется стеклообразное состояние сорбента, сорбция идет только на поверхности кусочков сахарного стекла и значения ее очень малы. Эта картина сохраняется до тех пор, пока содержание воды в поверхностном слое не достигает тех величин, которые соответствуют условиям илавления сахарного стекла. Температура плавления этих стекол зависит от содержания в них воды и понижается по мере увеличения влажности. При этом температура плавления может снизиться до той температуры, нри которой ведется сорбционный опыт, и тогда мы будем наблюдать плавление сахара в результате сорбции воды. [c.276]

Сушка. Вещество сушат на воздухе в том случае, если его больше нескольких миллиграммов и оно не изменяется на воздухе. При сушке на воздухе лучше поместить кристаллы на бумажный кружок при медленном высушивании их прикрывают часовым стеклом. Для ускорения высушивания бумажку с веществом помещают на стекло и нагревают на пламени микрогорелки, все время перемешивая. Температура нагрева должна быть ниже температуры плавления кристаллов. Вещество считается сухим, если кристаллы не пристают к шпателю. Для удаления растворителя или адсорбированной влаги пользуются микроэксикатором (рис. 71) или прибором для сушки в вакууме (рис. 72). [c.56]

Поскольку погрешность измерения градуированных термометров изменяется в пределах от ь0,2 до 6 °С, а стекло, из которого они изготовлены, подвержено процессу старения, необходимо периодически проводить проверку термометров. Для этой цели на термометры наносят вспомогательные метки, которые позволяют установить изменение погрешности измерения во времени. Термометры других типов необходимо проверять через определенные промежутки времени с помощью стандартного прибора. В качестве стандартного прибора может быть использован прибор Юнге-Риделя, работающий по принципу аппарата Тиле, который служит для измерения температуры плавления. Он пригоден для проверки термометров, предназначенных для измерения температур до 300 °С, которые градуированы при полном погружении. Показания проверяемых термометров сравнивают с показаниями подобных термометров, отградуированных метрологическим учреждением. [c.431]

Весьма ценны ми свойствами металлов являются их пластичность, упругость, прочность. Они способны под давлением изменять свою форму, не разрушаясь. Это свойство металлов позволяет прокатывать их в листы или вытягивать в проволоку. Прочность и пластичность металлов зависят от температуры с повышением температуры прочность понижается, а пластичность возрастает. По степени твердости металлы значительно отличаются друг от друга. Так, калий, натрий — металлы мягкие (их можно резать ножом) хром по твердости близок к алмазу — царапает стекло. Температура плавления и плотность металлов также изменяются в широких интервалах. Самый легкоплавкий металл — ртуть (температура плавления — 38,87 °С) самый тугоплавкий—вольфрам (температура плавления 3370 С). Плотность лития — 0,59 г/см , а осмия — 22,48 г/см . Металлы отличаются также своим отношением к магнитным полям. По этому свойству онн делятся на 3 группы. [c.299]

Парафины для пищевой промышленности выпускают по ГОСТ 13 577—71. Имеется три марки парафинов, различающиеся содержанием масла (0,5 0,9 и 2,3 вес.%). Температура плавления парафинов 54—50°С, в зависимости от содержания в них масла. Парафины характеризуются высокой степенью очистки (цвет 230— 250 мм по КН-51 со стеклом № 1) и значительной устойчивостью цвета (не менее 7 дней). [c.24]

Нихромовую проволоку или спираль иногда целесообразно наматывать непосредственно на подлежащий обогреву сосуд (преимущественно цилиндрической формы) или часть установки, например отводную трубку для перегонки твердых веществ (см. рис, 71), боковое колено прибора Тиле для определения температуры плавления (см. рис. 90) и т. д. Между спиралью и стеклянной поверхностью должен находиться тонкий слой изоляции, например асбестовая бумага, стеклоткань. При умеренном обогреве, если не возникает значительного перепада температур, можно наматывать проволоку прямо на стекло. Снаружи обмотку надежно изолируют во избежание [c.84]

Температура плавления, С Цвет по КН-51 со стеклом 1,мм Устойчивость цвета, сутки Запах [c.108]

К техническому очищенному парафину марки Т предъявляются менее жесткие требования температура плавления не ниже 50°С, содержание масла не более 2,3 вес.%, цвет по КН-51 со стеклом № 2 не менее 70 мм и устойчивость цвета не менее 4 суток. [c.24]

Некоторые реактивы вообще нельзя хранить в. стеклянной посуде. Так, фтористоводородная кислота разрушает стекло, поэтому для хранения ее применяют сосуды из церезина или эбонита, а. еще лучше—из полиэтилена. Церезиновые сосуды менее удобны потому, что церезин хрупок на холоду, имеет сравнительно низКук> температуру плавления, непрозрачен. Эбонитовые сосуды также непрозрачны и хрупки. Полиэтиленовые сосуды прочны, прозрачны, химически очень стойки и удобны в обращении. [c.25]

Задание 5. Определить капиллярным методом температуру плавления бензойной кислоты, ацетанилида… Небольшое количество вещества необходимо тщательно растереть стеклянной палочкой на часовом стекле, набить капилляр диаметром 0,8-1 мм, бросая его за-плавленным концом вниз, набрав предварительно на открытый конец [c.41]

По структуре стекла представляют собой переохлажденные системы. Катионы и анионы вещества стекла расположены друг относительно друга как в жидкости, т. е. с соблюдением лишь ближнего порядка. В то же время тип движения ионов в стеклах — в основном колебания — характерен для твердого состояния. В отличие от веществ, находящихся в кристаллическом состоянии, стекла не имеют четких температур плавления и затвердевания. При нагревании стекло размягчается, постепенно переходя в жидкое состояние. При охлаждении расплавленного стекла затвердевание тоже происходит постепенно. [c.642]

Сушка твердых веществ может проводиться на воздухе при комнатной температуре и при нагревании в сушильном шкафу. При комнатной температуре твердые вещества чаще всего сушат на необожженных пористых фарфоровых и глиняных тарелках или на фильтровальной бумаге. В сушильном шкафу сушка твердых веществ производится на часовых стеклах, фарфоровых противнях, в фарфоровых чашках или бюксах. При этом температура в сушильном шкафу должна быть значительно ниже температуры плавления вещества, подвергаемого сушке. Категорически запрещается сушить в сушильном шкафу на бумаге, так как при этом продукт загрязняется бумажными волокнами, хлопьями подгоревшей и истлевшей бумаги и, кроме того, возможны значительные потери продукта, если в процессе сушки он пропитывает бумагу. Скорость сушки тем больше, чем выше температура. Многие органические соединения при высокой температуре разлагаются и подвергаются окислению кислородом воздуха. Такие соединения сушат при разрежении в лабораторных вакуум-сушильных шкафах. [c.41]

Методика определения температуры плавления очень проста. Небольшое количество чистого вещества тщательно растирают стеклянной палочкой на часовом стекле. Затем берут стеклянный капилляр (внутренний диаметр 0,8—1 мм, длина 50—80 мм), запаянный с одного конца, и открытым концом опускают в вещество. Чтобы вещество переместилось на дно капилляра и уплотнилось, капилляр бросают за-плавленным концом вниз в стеклянную трубку длиной до 70 см, поставленную вертикально на стол. В капилляре должен быть плотный слой вещества высотой до 5 мм. Капилляр с веществом прикрепляют резиновым кольцом к термометру (столбик вещества находится на уровне ртутного шарика) и нагревают колбу со скоростью не более 1 °С в 1 мин. При определении температуры плавления неизвестного вещества нагревание проводят быстрее (до 5—7 °С в 1 мин), а затем определение повторяют, но с более медленным нагрева- ШI нием, особенно вблизи точки плавления. [c.40]

Для нагревания образцов следует пользоваться блоком, представляющим собой массивный кусок меди. Блок можно применять в интервале температуры от О до 1000°. Блок имеет отверстия для термометра и для капилляра, в котором плавится исследуемое вещество. Размеры отверстий таковы, что термометры и капилляры плотно входят в них, чем достигается хороший термический контакт с металлом блока. Чтобы видеть нижние концы капилляров, в блоке следует прорезать горизонтальные отверстия, которые закрыты стеклами для защиты от проникновения холодного воздуха. Через эти отверстия наблюдать за изучаемым веществом в капилляре. Блок покрыть слоем асбеста. При работе блок нагреть (рис. 89) на слабом огне горелки и произвести отсчет температуры плавления. Плавление вещества в капилляре наблюдать при помощи бинокулярной лупы с увеличением в десять раз при боковом освещении. Около блока поставить осветительную лампу. [c.192]

Если температуры плавления двух исследуемых образцов близки или совпадают, этот факт еш,е не может служить доказательством того, что они представляют собой одно и то же вещество. Для более надежного установления их идентичности определяют температуру плавления смешанной пробы. Смесь готовят, тщательно растирая примерно равные количества того и другого вещества на часовом стекле. Депрессия температуры плавления, то есть понижение температуры плавления смеси по еравяению с исходными образцами одно значно указывает на то, что они представляют собой разные вещества. Отсутствие депрессии (смесь плавится при той, же температуре, что и исходные соединения) служит доказательством идентичности веществ при условии, что другие константы обоих веществ (например, положение пятен на тонкослойной хроматограмме) также совпадают. Исключения на-блюдаются, например, в тех случаях, когда исследуемые вещества, вступают в химическое взаимодействие друг с другом, образуя новое соединение с более высокой температурой плавления. Депрессии в этом [c.181]

СТЕКЛО КВАРЦЕВОЕ – содержит не менее 99% ЗЮг (кварца). С. к. выплавляют при температуре более 1700° С из самых чистых разновидностей кристаллического кварца, горного хрусталя, жильного кварца или чистых кварцевых песков. С. к. пропускает ультрафиолетовые лучи, имеет очень высокую температуру плавления, благодаря небольшому коэффициенту расширения выдерживает резкое изменение температур, стойкое по отношению к воде и кислотам. С. к. применяют для изготовления лабораторной посуды, тиглей, оптических приборов, изоляционных материалов, ртутных. амп ( горное солнце ), применяемых в медицине и др. [c.237]

Для определения температуры плавления необходимо чистое и сухое вещество. Если оно находится в виде крупных кристаллов, его необходимо растереть в ступке или стеклянной палочкой на часовом стекле. Температуру плавления можно определить при помощи прибора Тиле или устройства типа микрбстолика Кофлера. [c.28]

Слушатели работали у доски, а я думал хорошо, что хитрые бразерсы не увидели возможности производства цемента в оловянной ванне. А ведь почти полная аналогия В одном случае — роликовый конвейер, непомерно усложненный из-за предельного измелу1ения роликов. В другом — трубный конвейер, тоже непомерно усложненный из-за предельного увеличения трубы. В обоих случаях нужно раздробить объект на атомы, т. е. расплавить металл. Стекло и цементный клинкер родственны по химическому составу, значит, годится все та же оловянная ванна. Вот только температура для обработки клинкера требуется более высокая — до полутора тысяч градусов. Впрочем, это облегчает выбор металла-носителя можно использовать металлы с высокой температурой плавления, например чугун. [c.83]

Определение скрытых теплот плавления и полиморфных переходов производят в калориметрах методами смешения и ввода тепла. При измерении методом смешения образец запаивают в ампулу из стекла или кварца (возможно применение и металлических ампул) и затем нагревают в термостате до температуры, которая лишь на несколько градусов превышает температуру плавления или полиморфного перехода. После этого ампулу быстро сбрасывают в находящийся ниже калориметр, где, остывая, она отдает ему теплоту, которая складывается из следующих составных частей [c.25]

Усовершенствуйте методику эксперимента и попытайтесь измерить температуру плавления йода (какой термометр следует взять ). Попытайтесь наблюдать кипение йода (меры предосторожности — тяга, наблюдение через стекло ) и измерить температуру кипения при атмосферном давлении. [c.104]

Иодистобромистый таллий КК5-5 и хлористобромистый таллий КК5-6 являются искусственными кристаллами. Кристаллы КК5-5 —оранжево-красного цвета, состоят из 44% бромистого таллия и 56% иодистого таллия, по внешнему виду похожи на цветное стекло. Температура плавления КН5-5 — 415°С, в воде он почти не растворим. КК5-5 пропускает инфракрасное излучение почти до 40 мк (рис. 4.6), показатель преломления меняется от 2,48 при длине волны 0,9 мк до 2,3 при длине волны 30 мк. Потери на отражение в линзах из KRS-5 довольно велики (до 30% при А,=30 мк для двух поверхностей), но эти потери можно уменьшить путем просветления. [c.151]

Один из старейших методов очистки парафина — обработка его 95—98%-ной серной кислотой или олеумом, содержащим 102— 104% h3SO4 [1, 2]. Расход кислоты или олеума изменяется от 0,5 до 6 вес.%. Температура очистки 60—80°С. Кислый парафин нейтрализуют 2—5%)-ным раствором NaOH, Nas Oa или отбеливающей глиной при 80—85 °С. Нейтрализованный парафин тщательно промывают водой. Очистку осуществляют периодически в мешалках, парафин перемешивают с реагентами сжатым воздухом. На некоторых заводах сернокислотную очистку проводят горячим методом при 160°С. Сернокислотная очистка является довольно эффективной — получаемые твердые парафины имеют температуру плавления 48—58 °С цвет их до 200—250 мм по КН-51 со стеклом № 1 характеризуется высокой стабильностью жидкие парафины имеют температуру плавления 20—30 °С и содержат менее 0,5 вес. % ароматических углеводородов. [c.200]

В настоящее время широко [гснользуются также капиллярные колонки. Капиллярные трубки изготовлены из металла нли стекла. Внутренний диаметр капиллярных колонок колеблется в пределах 0,25—0,5 мм, длина от 10 до 200 м. В истинных капиллярных колонках неподвижная фаза находится в виде тонкой пленки на внутренних стенках и не заполняет всего объема. Капиллярные колонки имеют эффективность до 1000 теоретических тарелок на метр длины и в комбииацгиг с масс-спектрометрами позволяют анализировать сложные и многокомпонентные смеси. Нижний температурный предел работы всех колонок ограничивается температурой плавления жидкой фазы. Верхний температурный предел работы колонок в основном ограничивается летучестью жидкой фазы и чувствительностью детектора. Вновь приготовленную колонку обычно необходимо выдержать в течение суток в потоке газа-носителя при температуре, которая на 25° выше максимальной рабочей температуры стационарной фазы. [c.299]

СеОг. Определение параметров процесса плавления GeOa затрудняется большой склонностью его расплава к переохлаждению с образованием стекла. В работе температура плавления гексагональных кристаллов GeOz была оценена равной 1389 К и ДЯ з8д = 3,59 ккал/моль. Новые данные о полиморфных превращениях см. в работе [c.437]

После того как в конце прошлого века Вант-Гоффом было сформулировано представление о твердых растворах, выяснилось, что множество твердых веществ самого различного происхождения—сп-лавы, стекла, многие горные породы и минералы — представляют собой твердые растворы. В результате термодинамического исследования Розебума (1899 г.) установлены основные тины диаграмм состояния двойных систем с твердыми растворами. В начале нашего века Н. С. Курнаков заложил основы физико-химического анализа и развил физико-химическое направление изучения твердых веществ. При исследовании металлических сплавов он применил не только диаграммы состояния типа состав — температура плавления, но и типа состав — электропроводность, состав — твердость, разработанные им совместно с С. Ф. Жемчужиным, а также изобрел самопищущий прибор для термического анализа — пирометр Курнакова. Исходя из идеи Д. И. Менделеева о неопределенных соединениях как настоящих химических соединениях, Н. С. Курнаков, как мы помним, постулировал существование двух типов индивидуальных химических соединений — дальто-нидов и бертоллидов и указал, что первые имеют постоянный, а вторые переменный состав. Бертоллиды, по Курнакову, представляют собой твердые растворы неустойчивых в свободном состоянии соединений постоянного состава. [c.164]

На раствор Bi la в соляной кислоте действуют концентрированной иодоводородной кислотой. Осадок отфильтровывают на нутч-фильтре из пористого стекла и отмывают от хлорид-ионов конц. HI. Кристаллы высушивают в вакууме над Р4О10. При этом в конце высушивания их нагревают почти до температуры плавления и затем при сильном нагревании подвергают возгонке. [c.549]

Кварцевое стекло представляет собой переплавленный чистый кремнезем с незначительными (около 0,01 %) добавками AI2O3, СаО и MgO. Оно отличается высокой термостойкостью и инертностью ко многим химическим реактивам за исключением плавиковой и фосфорной кислот. Прозрачное кварцевое стекло хорошо пропускает ультрафиолетовые лучи. Широкое внедрение кварцевого стекла в практику ограничивается трудоемкостью и энергоемкостью его изготовления и обработки. Кварцевое стекло, имея высокую температуру плавления (более 2000°С), начинает размягчаться только после 1650°С. Большая вязкость расплава в значительной степени усложняет удаление из него растворенных газов. [c.40]

Фильтрат охлаждают. Вьтавшую бензойную кислоту отсасывают на воронке с гвоздиком (см. рис. 70), 1юмещают иа часовое стекло н супшт на воздухе. Получают 0,43—0,45 г чистой бензойной кислоты с т. пл, 120° С. Технику определения температуры плавления см. ниже. [c.92]

Перевернув ампулу, ее ставят в стакан с ледяной водой. После охлаждения делают надрез, отламывают верхнюю часть ампулы (рис. 88, в) и отсасывают выпавип кристаллы на микроворонке с гвоздиком. Кристаллы помещают на часовое стекло, сушат на воздухе, взвешивают н определяют температуру плавления. Выход чистого ацетанплида 65—70 мг, т. пл. 11 5° С. [c.93]

Свинец плавится при температуре 600 К, в контакте с расплавами большинства хлоридов, которые более тугоплавки (температура плавления Pb lj 771 К) он находится в жидком состоянии. Поэтому его помещают в длинные узкие пробирки из стекла, фарфора или кварца, а токоподводы изготовляют из железной, молибденовой или вольфрамовой проволок. В качестве электролита используют [c.101]

Температура плавления оконного стекла – OknaForLife.ru

При какой температуре плавится стекло?

Принципы расчета

Произвести расчет температуры плавления стекла в домашних условиях – очень сложная задача. Она будет связана со многими трудностями, среди которых стоит выделить:

1. Необходимость обеспечения поэтапного повышения температуры расплавляемого тела строго на один градус. В противном случае невозможно будет достоверно установить, при каком именно показателе начинается процесс перехода из твердого состояния в жидкое, то есть эксперимент завершится неудачей.
2. Нужно найти очень точный термометр, способный замерять температуру до 2 тысяч градусов по Цельсию с минимальной погрешностью. Лучше всего подойдет электронный прибор, который будет стоит слишком дорого для бытовых опытов.
3. Проведение эксперимента дома в принципе не самая удачная идея, потому что придется искать посуду, в которой можно плавить стекло, раздобыть устойчивый источник огня, способный обеспечить нужный уровень подогрева, купить дорогостоящее оборудование.

Процесс плавления

В лабораториях ученые выясняют искомое значение при помощи множественных опытов. Затем температура плавления стекла заносится в таблицу, которая содержит также химический состав соединения. Это нужно, чтобы понять, какие именно элементы больше всего влияют на плавление, чтобы в будущем можно было привести этот показатель к более-менее стандартным характеристикам.

Основные значения

Приблизительные значения перехода стекла в жидкое состояние дл некоторых видов:

– температура плавления бутылочного стекла – 1200-1400 градусов по Цельсию;
– температура плавления кварцевого стекла – около 1665 градусов по Цельсию;
– температура плавления ампульного стекла – 1550-1800 градусов по Цельсию;
– жидкое стекло температура плавления – 1088 градусов по Цельсию.

Плавление стекла

Стекло играет особую роль как в промышленности, так и в повседневной жизни. В зависимости от химического состава стекло может быть использовано, как для создания украшения, так и для скальпелей в нейрохирургии, для изготовления различных приборов и даже в космической отрасли.

Плавление стекла в промышленности

Для производства стекла первым этапом готовят сырые материалы, которые смешивают в определенных пропорциях для получения однородной шихты. Данную смесь варят в стекловаренных печах до получения жидко однородной стекломассы.

Шихта плавится в печи при определенной температуре, которая зависит от химического состава. Нужная температура достигается с помощью топливных или газовых горелок. Высокая температура поддерживается несколько часов, чтобы стекломасса очистилась от пузырьков воздуха.

Ученые проводят исследования для выяснения температуры плавления разного вида стекла. Они заносят свои результаты в таблицы в зависимости от химического состава соединений, а также работают над увеличением прочности и изменением свойств, присущих стеклу.

Флоат – это метод, который используется в промышленности для производства стекла, изобрел Пилкингтон еще в 1959 году. Стекло из печи плавления поступает в прямоугольную ванну с расплавленным оловом, где его охлаждают, а затем отправляют на отжиг.

В промышленности используются стеклоплавильные печи, которые поддерживают температуру на уровне 1600 градусов Цельсия. Но это не всегда оправдано, так как многие виды стекла требуют температуру около 1000 градусов Цельсия. Соответственно поддержание меньшей температуры приведет к использованию меньшего количества топлива и удешевлению производства в целом.

Промышленное оборудование для плавления стекла

Самый важный моментдля варки стекла – это выбор печи для производства стекла.

Есть два вида классификации стекла и стекловаренных печей. В первом случае печи разделяются на горшковые и ванные. Во второй классификации вид печи зависит от способа нагревания. В этом случае различают пламенные, электрические и газоэлектрические агрегаты.

Горшковые печи чаще всего используются для малых объемов производства или для изготовления специальных оптических и светотехнических стекол.

Ванные печи – это большие резервуары с расплавленным оловом, по которому идеально ровно растекается стекло. Олово помогает постепенно охлаждать стекло от 1600 0 С до 600 0 С, что позволяет избежать внутренних напряжений и не ухудшить прочность готовой продукции.

Пламенные печи – наименее эффективные, КПД примерно 25-30%, плавка осуществляется посредством сжигания топлива. Энергия нагревания тратится не только на шихту, но и на котел.

Самый большой КПД у электрических печей (50-60%).

Эти агрегаты бывают:

дуговые;
прямого и косвенного сопротивления;
индукционные.

У электрических печей есть значительный минус, они напрямую зависят от надежного дешевого источника электроэнергии.

Газоэлектрические печи – это симбиоз первых двух видов. Плавка осуществляется путем сжигания газообразного топлива, а высокая температура поддерживается за счет прямого сопротивления.

Производители и поставщики оборудование для плавления стекла

Среди отечественных производителей можно выделить ЗАО НПЦ «Стекло-Газ». Предприятие производит электрические печи разной мощности в зависимости от вида стекла и целей производства.

ООО «КАМА ДАТ» производят как промышленные печи, так и специализированные. Среди товаров предприятия есть стеклоплавильные и стекловаренные печи, а также печи для фьюзинга.

ООО «Стеклотерм» – занимается полным циклом оснащения оборудованием на производстве, от проектирования до монтажа. Основной вид печей, которые предлагает предприятие – это электрические.

Если говорить о зарубежных поставщиках, довольно глубокую нишу занимают китайские производители, они специализируются на производстве всех видов печей. Можно отметить оборудование из Германии, Франции, Испании, Индии и США.

Особенности плавление стекломассы в домашних условиях

В домашних условиях можно плавить стекло, но, как и в любом ремесле, необходимо специальное оборудование и соблюдение техники безопасности. Для плавления стекла нужно строго выдерживать температурный режим и временные интервалы, так как при несоблюдении временной выдержки или повышении температуры даже на несколько градусов, результат может быть совсем другой.

Для спайки элементов можно использовать газовую горелку. Для полноценной работы со стеклом необходимо приобрести специальную печь с температурным режимом до 1000 0 С. Для создания новых изделий подходят стеклянные бутылки, парфюмерные флаконы, и другие часто используемые в быту стеклоизделия. Для качественного результата необходимо тщательно очистить материал от этикеток и других посторонних элементов. Допускается расплавка стекла с краской, но следует учитывать, что эта краска скажется на конечном результате.

В домашних условиях чаще всего применяют технику фьюзинг. Данный вид не требует четкого контура, скорее помогает создать акварельный результат. Техника подходит для изготовления украшений и других небольших творческих изделий.

Плавление стекла в домашних условиях сопряжено с рядом трудностей, среди которых расчет температуры плавления разных материалов и четкая выдержка заданного режима и времени.

Температура плавления стекла в градусах

Для стекла из-за его аморфных свойств довольно сложно выделить одну температуру плавления. Обычно этот показатель находится в пределах от 750 до 2500 0 С.

Приблизительная температура для перехода бутылочного стекла в жидкое состояние 1200-1400 0 С, для кварцевого стекла около 1665 0 С. Ампульное стекло плавится при 1550-1800 0 С, а жидкое стекло – при 1088 градусов Цельсия. Существует также оргстекло температура, плавления которого 160 0 С, из-за его химического состава его нельзя в полной мере отнести к стеклу.

Как расплавить стекло в муфельной печи – технология, температура плавления, особенности

Плавление стекла – процесс перехода его из твердого состояния в жидкое. Для того, чтобы это произошло, необходимо соблюдение определенных условий. Они зависят от вида стекла, его химического состава. Это общедоступный плавкий материал, из которого повсеместно производят посуду, предметы интерьера, украшения и еще массу полезных вещей. С помощью технологии фьюзинга создаются изделия из разноцветного стекла. Она предполагает работу с расплавленным материалом, доведенным до жидкого состояния.

Такое разное цветное стекло

Можно ли расплавить стекло и что для этого нужно

Плавка стекла осуществляется при больших температурах. Нет точного значения, его определяют экспериментальным путем. От того, какие примеси и в каком количестве содержатся в стекле, зависит время нагрева. Обычно для каждого конкретного вида определены средние значения температуры плавления стекла, которые были получены при их изучении и тестировании в лабораториях. Наиболее распространенные виды плавятся при следующих температурах:

Простое стекло – 700-750 о С.
Стекло для изготовления посуды и тары – 1200-1400 о С.
Ампульное – 1500-1800 о С.
Кварцевое – 1650 о С.

На предприятиях, которые работают со стеклом, температура в печах поддерживается на уровне 1600 о С.

Бутылочное стекло

Есть два метода плавления стекла – литье и моллирование. При литье оно расплавляется до жидкого состояния и им заполняются необходимые формы (молды). Моллирование – процесс, при котором стекло нагревается до тягучего состояния и становится гнущимся и податливым. В таком состоянии с ним работают стеклодувы, изгибая и вытягивая материал.

Моллирование стекла

Как видно, температура расплавленного стекла имеет большие значения, достичь которых можно, если использовать качественную муфельную печь.

Печи для плавления стекла и их виды

Муфельная печь – устройство для равномерного нагревания веществ. Она состоит из:

Корпуса.
Камеры, которую еще называют муфелем.
Двери.
Блока управления.

Корпус может быть выполнен из нержавеющей стали или углеродистой. Модели из нержавейки служат намного дольше.

Муфель – самая важная часть печи, потому что именно в нем плавится стекло и располагаются нагревательные элементы. Он может быть выполнен из керамики, корунда или специального волокна.

Еще одна важная часть – это блок управления, который отвечает за выбор режима и настройку печи. Сейчас все печи оснащаются электронными блоками, которые вытеснили циферблатные.

Схема муфельной печи

Можно ли расплавить стекло в определенной муфельной печи, зависит от вида самого устройства. Существуют различные их типы, которые отличаются:

Максимальной температурой нагрева.
Способом нагревания.
Устройством.

Муфельная печь SNOL

Наиболее важной характеристикой считается диапазон температур. По этому параметру печи разделяют на:

Низкотемпературные – до 400 о С.
Среднетемпературные – до 900 о С.
С большой температурой – до 1400 о С.
Высокотемпературные – до 2000 о С.

Отличаются печи и по режиму обработки, бывают:

Работающие в воздушной среде (обычные).
Вакуумные (нагрев производится в вакууме).
Работающие в газовой среде (нагрев производится в присутствии различных газов, например, водорода, азота, аргона и пр.).

Есть модели, которые предназначены для домашнего использования, а есть профессиональные агрегаты, которые используются в лабораториях или на крупных предприятиях. Как отечественные, так и зарубежные производители выпускают различные варианты муфельных печей. Хорошо зарекомендовала себя литовская компания SNOL.

Особенности использования муфельной печи на примере плавления бутылочного стекла

Расплавить бутылку из стекла можно в домашних условиях, имея под рукой обычную муфельную печь. Стеклянные бутылки найти несложно, причем бывают они различных форм и цветов. Можно использовать тару от пива, соков, воды, косметики. Перед тем, как приступить к самому процессу, их нужно тщательно подготовить. Необходимо очень тщательно очистить бутылки от наклеек, чтобы на поверхности ничего не осталось. Затем их нужно вымыть и обсушить так, чтобы не было пятен и жирных следов.

Градус плавления стекла, из которого изготовлены бутылки, составляет примерно 700-750 о С. Печь перед применением также необходимо проверить и очистить. Далее нагревательные элементы и исправность работы устройства нужно испытать с помощью пирометрического конуса.

Правила тестирования оборудования описаны в инструкции по эксплуатации. Многие печи имеют специальные тестовые программы, которые помогут узнать, исправна ли она

Для работы понадобится полка и форма для литья. Их также необходимо подготовить и нанести специальный сепараторный состав для отделения стекла. Форма для литья должна быть установлена так, чтобы оно не могло стечь за ее границы. Далее следует установить нужный температурный режим, который, как мы уже говорили, зависит от типа стекла и его химического состава.

Плавление бутылочного стекла

Подготовленную бутылку помещают в центр печи так, чтобы при расплавлении она стекала в форму. Нагревание необходимо производить постепенно, чтобы форма для литья не треснула. Нужно установить невысокие начальные значения и постепенно увеличивать их с небольшим шагом. При 500 о С начинается плавление бутылочного стекла, причем сначала стекают тонкие стенки. На этом этапе необходимо попытаться равномерно прогреть бутылку, еще медленнее увеличивая температуру. Жидкое состояние стекло примет уже при 700 о С, однако температуру следует увеличить еще на 70 о С и выдержать жидкую субстанцию в этих условиях еще 10 минут. После этого необходимо произвести операцию отжига. Для этого полученное изделие выдерживается определенное время при 500 о С. Это необходимо для того, чтобы заготовка не треснула.

Печь для плавления стекла – оборудование с высокими температурами, которое имеет повышенный класс опасности, поэтому при работе с ней нужно придерживаться правил техники безопасности. Используйте термостойкие перчатки и защитные очки

Мы рассмотрели, как расплавить бутылку из стекла, подготовку к процессу и его основные этапы. Чтобы получить изделие хорошего качества, необходимо использовать надежное профессиональное оборудование. Приобрести такое можно в ТД «Лабор».

Стекло

Cтекло – это однородное аморфное вещество, получаемое при затвердевании расплава оксидов. В составе стекла могут присутствовать оксиды трех типов: стеклообразующие, модифицирующие и промежуточные. Стеклообразующими являются оксиды кремния, бора, фосфора, германия, мышьяка. К модифицирующим оксидам, введение которых понижает температуру плавления стекла и существенно меняет его свойства, относятся оксиды щелочных (Na, К) и щелочноземельных (Са, Mg, Ba) металлов. Промежуточными являются оксиды алюминия, свинца, титана, железа. Они могут замещать часть стеклообразующих оксидов. Стеклообразующий каркас стекла представляет собой непрерывную пространственную решетку, в узлах которой расположены ионы, атомы или группировки атомов (рисунок 17.1). Химический состав стекла можно изменять в широких пределах. Поэтому и свойства стекла могут быть различными.

Рисунок 17.1 – Схема непрерывной структурной сетки стекла: а – кварцевого; б – натрийсиликатного

По химическому составу в зависимости от природы стеклообразующих оксидов различают силикатное, алюмосиликатное, боросиликатное, алюмоборосиликатное и другие виды стекла.

В зависимости от содержания модификаторов стекло может быть щелочным и бесщелочным.

По назначению различают строительное (оконное, стеклоблоки), бытовое (стеклотара, посуда) и техническое (оптическое, электротехническое, химическое и др.) стекло.

Структура и свойства стекла определяются его химическим составом, условиями варки, охлаждения и обработки.

Стекло – термопластичный материал, при нагреве оно постепенно размягчается и переходит в жидкость. Плавление происходит в некотором температурном интервале, величина которого зависит от химического состава стекла. Ниже температуры стеклования Т_с стекло приобретает хрупкость. Для обычного силикатного стекла Т_с = 425 – 600°С. Выше температуры плавления стекло становится жидкостью. При этих температурах стекломасса перерабатывается в изделия.

Плотность стекла составляет 2,2 – 8,0 г/см 3 . Стекло высокой плотности содержит значительные количества оксидов свинца и бария.

Стекло – жесткий, твердый, но очень хрупкий материал. Стекло хорошо сопротивляется сжатию (

= 400 – 600 МПа), но характеризуется низким временным сопротивлением при испытаниях на растяжение (30 – 90 МПа) и изгиб (50 – 150 МПа). Более прочным является бесщелочное и кварцевое стекло.

Механические свойства стекла повышаются при термической и химической обработке. Термическая закалка стекла состоит в нагреве до температур, близких к точке размягчения, и быстром равномерном охлаждении поверхности в потоке воздуха или в масле. При этом в поверхностных слоях возникают напряжения сжатия, и прочность стекла возрастает в 2 – 4 раза. Для изготовления приборов, работающих при повышенном давлении, применяют безосколочное стекло – триплекс.

Триплекс представляет собой комбинированное стекло, состоящее из двух и более закаленных слоев, склеенных прозрачной эластичной пленкой. Химическая обработка состоит в травлении поверхностного слоя раствором плавиковой кислоты с уничтожением поверхностных дефектов. Еще больший эффект достигается при комбинированной химико-термической обработке.

Важнейшим свойством стекла является прозрачность в диапазоне длин волн видимого света. Обычное листовое стекло пропускает до 90 %, а отражает около 8 % и поглощает около 1 % видимого света. Ультрафиолетовые лучи почти полностью поглощаются оконным стеклом.

Стекло имеет высокую химическую стойкость в агрессивных средах (за исключением плавиковой кислоты и щелочей). Вода постепенно разрушает стекло вследствие образования щелочных растворов. Чем выше температура и концентрация щелочных оксидов в стекле, тем сильнее проявляется действие воды. Стекло как технический материал широко используется в разных областях техники и народного хозяйства. Это объясняется благоприятным сочетанием физико-химических и механических свойств, возможностью изменять эти свойства в широких пределах в зависимости от состава стекла и способов термического воздействия, а также способностью стекла легко поддаваться разным способам горячей и холодной обработки.

Кварцевое стекло, состоящее практически из чистого кремнезема (99 % SiO2), в зависимости от способа получения бывает двух типов: оптически прозрачное и непрозрачное. Кварцевое стекло отличается от всех известных стекол высокими физико-химическими свойствами: высокой жаростойкостью (1400°С), низким температурным коэффициентом линейного расширения [(0,5 – 0,55)•10 -6 К -1 ], высокой термической (выдерживает перепад температур 800 – 1000°С) и химической стойкостью, особенно к действию кислот (кроме плавиковой) и воды. Кварцевое стекло имеет высокие диэлектрические характеристики, прозрачно в видимой, ультрафиолетовой и частично инфракрасной областях. Кварцевое стекло, имеющее особенно высокую термическую и химическую стойкость в сочетании с низким температурным коэффициентом линейного расширения, применяется для изготовления тиглей, термопар, электровакуумных изделий, химически стойкой тары, труб, лабораторной посуды. Для защиты деталей от коррозии при температурах до 500 – 600°С в машиностроении применяют стеклоэмали.

Пеностекло получают вспениванием жидкой стекольной массы при высокой температуре за счет введения газотворных веществ – измельченных известняка, мела, угля. Пеностекло имеет малую плотность, низкую теплопроводность и характеризуется высоким звукопоглощением. Это негорючий, термостойкий и химически стойкий материал.

Стеклокристаллические материалы (ситаллы) получают из стекла путем его полной или частичной кристаллизации. Название «ситаллы» образовано из слов «стекло» и «кристаллы». Ситаллы иногда называют стеклокерамикой. Содержание кристаллической фазы в ситаллах может составлять до 95 %. Размер кристаллов обычно не превышает 1 – 2 мкм.

Ситаллы – плотные, непрозрачные, газонепроницаемые, жесткие и твердые материалы. Их механическая прочность в 2 – 3 раза выше, чем прочность стекла. Они хорошо сопротивляются абразивному износу. Сочетание низкого температурного коэффициента линейного расширения и высокой механической прочности придает им высокую термостойкость. Ситаллы характеризуются высокой химической стойкостью к действию кислот и щелочей и не подвержены коррозии при нагреве до высоких температур. Ситаллы совершенно не поглощают влагу.

Благодаря сочетанию легкости, прочности, твердости и технологичности ситаллы находят широкое применение в машиностроении. Из них изготавливают подшипники скольжения, работающие без смазки при температуре до 550°С, поршни и детали выхлопа двигателей внутреннего старания, химическую аппаратуру» фильеры для вытягивания синтетических волокон, рабочие колеса и лопатки насосов, перекачивающих агрессивные жидкости с абразивами. Ситаллы используют в качестве жаро- и износостойких эмалей для защиты металлических деталей. Ситалловые эмали могут работать при температурах до 800 – 900°С.

При какой температуре плавится стекло?

Принципы расчета

1. Необходимость обеспечения поэтапного повышения температуры расплавляемого тела строго на один градус. В противном случае невозможно будет достоверно установить, при каком именно показателе начинается процесс перехода из твердого состояния в жидкое, то есть эксперимент завершится неудачей.
2. Нужно найти очень точный термометр, способный замерять температуру до 2 тысяч градусов по Цельсию с минимальной погрешностью. Лучше всего подойдет электронный прибор, который будет стоит слишком дорого для бытовых опытов.
3. Проведение эксперимента дома в принципе не самая удачная идея, потому что придется искать посуду, в которой можно плавить стекло, раздобыть устойчивый источник огня, способный обеспечить нужный уровень подогрева, купить дорогостоящее оборудование.

Процесс плавления

Основные значения

Приблизительные значения перехода стекла в жидкое состояние дл некоторых видов:

– температура плавления бутылочного стекла – 1200-1400 градусов по Цельсию;
– температура плавления кварцевого стекла – около 1665 градусов по Цельсию;
– температура плавления ампульного стекла – 1550-1800 градусов по Цельсию;
– жидкое стекло температура плавления – 1088 градусов по Цельсию.

Как расплавить стекло. Плавление бутылочного стекла в муфельной печи

Такое разное цветное стекло

Можно ли расплавить стекло и что для этого нужно

Простое стекло – 700-750^оС.
Стекло для изготовления посуды и тары – 1200-1400^оС.
Ампульное – 1500-1800^оС.
Кварцевое – 1650^оС.

На предприятиях, которые работают со стеклом, температура в печах поддерживается на уровне 1600^оС.

Бутылочное стекло

Моллирование стекла

Печи для плавления стекла и их виды

Муфельная печь – устройство для равномерного нагревания веществ. Она состоит из:

Корпуса.
Камеры, которую еще называют муфелем.
Двери.
Блока управления.

Схема муфельной печи

Максимальной температурой нагрева.
Способом нагревания.
Устройством.

Муфельная печь SNOL

Наиболее важной характеристикой считается диапазон температур. По этому параметру печи разделяют на:

Низкотемпературные – до 400^оС.
Среднетемпературные – до 900^оС.
С большой температурой – до 1400^оС.
Высокотемпературные – до 2000^оС.

Отличаются печи и по режиму обработки, бывают:

Работающие в воздушной среде (обычные).
Вакуумные (нагрев производится в вакууме).
Работающие в газовой среде (нагрев производится в присутствии различных газов, например, водорода, азота, аргона и пр.).

Особенности использования муфельной печи на примере плавления бутылочного стекла

Градус плавления стекла, из которого изготовлены бутылки, составляет примерно 700-750^оС. Печь перед применением также необходимо проверить и очистить. Далее нагревательные элементы и исправность работы устройства нужно испытать с помощью пирометрического конуса.

Правила тестирования оборудования описаны в инструкции по эксплуатации. Многие печи имеют специальные тестовые программы, которые помогут узнать, исправна ли она

Плавление бутылочного стекла

Подготовленную бутылку помещают в центр печи так, чтобы при расплавлении она стекала в форму. Нагревание необходимо производить постепенно, чтобы форма для литья не треснула. Нужно установить невысокие начальные значения и постепенно увеличивать их с небольшим шагом. При 500^оС начинается плавление бутылочного стекла, причем сначала стекают тонкие стенки. На этом этапе необходимо попытаться равномерно прогреть бутылку, еще медленнее увеличивая температуру. Жидкое состояние стекло примет уже при 700^оС, однако температуру следует увеличить еще на 70^оС и выдержать жидкую субстанцию в этих условиях еще 10 минут. После этого необходимо произвести операцию отжига. Для этого полученное изделие выдерживается определенное время при 500^оС. Это необходимо для того, чтобы заготовка не треснула.

Печь для плавления стекла – оборудование с высокими температурами, которое имеет повышенный класс опасности, поэтому при работе с ней нужно придерживаться правил техники безопасности. Используйте термостойкие перчатки и защитные очки

Факт или вымысел ?: Стекло – это (переохлажденная) жидкость

В средневековых европейских соборах стекло иногда выглядит странно. Некоторые панели внизу толще, чем вверху. Стекло, казалось бы, твердое, похоже, расплавилось. По словам гидов, интернет-слухов и даже учителей химии в старших классах, это свидетельство того, что стекло на самом деле является жидкостью. А поскольку стекло твердое, оно должно быть переохлажденной жидкостью.

Стекло, однако, на самом деле не является ни жидкостью – переохлажденной, так и твердой.Это аморфное твердое тело – состояние где-то между этими двумя состояниями материи. И все же жидких свойств стекла недостаточно, чтобы объяснить окна с более толстым дном, потому что атомы стекла движутся слишком медленно, чтобы изменения были заметны.

Твердые тела – это высокоорганизованные структуры. «Они включают кристаллы, такие как сахар и соль, миллионы атомов в которых выстроены в ряд», – объясняет Марк Эдигер, профессор химии из Университета Висконсина в Мэдисоне. «Жидкости и стаканы не имеют такого порядка», – отмечает он.Стекла, хотя и более организованы, чем жидкости, не достигают жесткого порядка кристаллов. «Аморфность означает, что в ней нет дальнего порядка», – говорит Эдигер. «С твердым телом – если вы его возьмете, он сохраняет свою форму», – добавляет он.

При изготовлении стекла материал (часто содержащий диоксид кремния) быстро охлаждается из жидкого состояния, но не затвердевает, когда его температура опускается ниже точки плавления. На этом этапе материал представляет собой переохлажденную жидкость, промежуточное состояние между жидкостью и стеклом.Чтобы стать аморфным твердым телом, материал дополнительно охлаждают до температуры ниже температуры стеклования. После этого молекулярное движение атомов материала замедлилось почти до полной остановки, и теперь материал представляет собой стекло. Эта новая структура не так организована, как кристалл, потому что она не замерзла, но она более организована, чем жидкость. По словам Эдигера, для практических целей, например для хранения напитка, стекло похоже на твердое тело, хотя и неорганизованное.

Подобно жидкостям, эти неупорядоченные твердые тела могут течь, хотя и очень медленно.По словам Эдигера, в течение долгих периодов времени молекулы, составляющие стекло, сами превращаются в более стабильное кристаллическое образование. Чем ближе стекло к температуре стеклования, тем больше оно сдвигается; чем дальше от точки перехода, тем медленнее движутся его молекулы и тем более твердым он кажется.

Каким бы ни было проточное стекло, однако, это не объясняет, почему некоторые старинные окна толще внизу. Другие, даже более старые, очки не выглядят так же растаявшими.На самом деле, у древних египетских сосудов нет такого провисания, говорит Роберт Брилл, исследователь античного стекла из Музея стекла Корнинга в Корнинге, штат Нью-Йорк. Кроме того, соборное стекло не должно течь, потому что оно на сотни градусов ниже его температуры стеклования. – добавляет Эдигер. Математическая модель показывает, что для того, чтобы стекло собора при комнатной температуре перестроилось, чтобы казаться расплавленным, потребуется больше времени, чем существует Вселенная.

Почему старое европейское стекло толще с одного конца, вероятно, зависит от того, как оно было изготовлено.В то время стеклодувы создавали стеклянные цилиндры, которые затем сплющивали, чтобы получилось стекло. Полученные детали никогда не могли быть однородно плоскими, и рабочие, устанавливающие окна, по той или иной причине предпочитали класть более толстые стороны стекла внизу. Это придает им расплавленный вид, но не означает, что стекло – настоящая жидкость.

Точка плавления стекла? (Диаграммы и 18 вещей, которые следует знать)

Плавится ли стекло ? Можно ли расплавить стекло, нагревая его? Если да, то почему мы используем стеклянную посуду для нагрева в духовке? Какие тепловые свойства у стекла? Равномерно ли передается тепло в молекулах стекла?

Можно ли превратить стекло в жидкость?

Если вы не можете найти ответы на вышеперечисленные вопросы, этот пост для вас.

Здесь вы узнаете все, что касается плавления и нагрева стекла.

Давайте узнаем ответ на вопрос , что такое температура плавления стекла ?

Температура плавления стекла зависит от состава стекла, влажности стекла и типа стекла. Стекло формовано при температуре от 1400C до 1600C (2552-2912F). При нагревании он немного разжижается, а остальная часть стекла остается твердой.

После плавления жидкость принимает форму формы, в которую ее разливают.Стекло проходит стадию размягчения, прежде чем приобретает резиновую текстуру. В расплавленном виде он выглядит воскообразным. После быстрого охлаждения он может легко сломаться.

Продолжайте прокручивать глаза, чтобы узнать все о точках плавления стекла .

Действительно ли стекло плавится

Плавление – это процесс, в котором твердое вещество превращается в жидкость. Для этого вещество нагревают или повышают его температуру. Например, лед тает в воде при повышении температуры.

Плавится ли стекло при нагревании ? Нет, не плавится, постепенно разжижается и проходит переходную фазу. На этом этапе он меняет свою форму после плавления и принимает форму формы, которую вы вставляете.

Если под плавлением вы имеете в виду превращение в жидкость, это произойдет, но на несколько мгновений. Он снова принимает форму формы. Он не плавится как жидкость, а становится мягче при нагревании. Когда он станет мягким, ему можно придать любую желаемую форму.

Что такое точка плавления стекла

Из приведенного выше обсуждения становится ясно, что стекло не плавится. При нагревании он разжижается и постепенно становится мягче. Температура, при которой стекло фактически превращается в жидкость, зависит от состава стекла.

Какова температура плавления стекла? Стекло разжижается или плавится при высоких температурах от 1400 ° C до 1600 ° C. Эта температура зависит от состава стекла. Ведь стекло состоит из разных веществ, таких как известь, сода и песок.Более того, разные типы стекол имеют разную температуру плавления.

Температура кипения стекла

Стекло считается уникальным однородным веществом. Причина в том, что, в отличие от других однородных материалов, в силикате тепло распределяется неравномерно. Вместо этого часть стекла получает больше тепла и становится горячее. Он плавится при еще более низкой температуре, чем точка кипения этого материала.

После экспериментов был сделан вывод, что температура кипения чистого силикатного стекла составляет 2230 градусов по Цельсию (4046 градусов по Фаренгейту).Самая высокая зарегистрированная температура силикатного стекла в эксперименте составила 1868,7 градуса по Цельсию.

Удивительным фактом в этом эксперименте было то, что тепло не передавалось в стекле равномерно. Они провели еще один эксперимент. В котором они индуцировали электрическое поле, чтобы снизить температуру стекла, при котором оно размягчается. Они обнаружили, что электрическое поле снижает температуру размягчения стекла до нескольких сотен градусов. Они называют это явление «смягчением, вызванным эклектическим полем».

Чтобы проверить это, они поместили кусочки стекла в печь и навели от 100 до 200 В как переменный (переменный ток), так и постоянный (постоянный ток). На удивление стекло становится более чем на тысячу градусов горячее около положительной стороны по сравнению с остальным стеклом. Оказалось, что только часть стекла нагрелась, а остальное твердое.

Точка плавления мягкого стекла

Натровая известь является основным компонентом в составе мягкого стекла. Этот тип стекла широко используется в окнах и легко бьется.Он также используется в художественной скульптуре, вазах и фьюзинге. Он может сломаться в холодном состоянии после нагрева. Он податлив в горячем виде.

Мягкое стекло имеет низкую температуру плавления или размягчения, но высокий коэффициент теплового расширения. По этой причине он очень подвержен термическому удару. Он не содержит металла и представляет собой чистое стекло. Вот почему он слабее.

Точка плавления боросиликатного стекла

Боросиликатное стекло было впервые произведено немецким стеклодувом Отто Шоттом.Он состоит из расплавленного оксида бора, кварцевого песка, кальцинированной соды и глинозема. Его труднее производить, чем традиционное стекло, из-за его высокой температуры плавления.

Какова температура плавления боросиликатного стекла? Боросиликатное стекло еще называют твердым стеклом. Он плавится при высокой температуре около 3000F или 1648C. Этот тип стекла широко используется при выдувании стекла изготовителями бисера. Это требует новых технологий для промышленного производства.

Точка плавления натронно-известкового стекла

Стекло любого вида является «замороженной жидкостью», поэтому точной точки плавления не существует.Натриевое стекло состоит из 73% SiO ₂ – 15% Na ₂ O – 7% CaO – 4% MgO – 1% Al ₂ O3. Химическая упорядоченность известково-натриевого стекла очень сильна. Каждый атом кремния образует связь с 4 атомами кислорода, а 4 атома кислорода связаны связью с двумя элементами кремния.

Этот тип стекла легко плавится при относительно более низкой температуре, чем твердое стекло. Он плавится при температуре 1000 градусов Цельсия. В то время как он превращается в пары около 3427 градусов Цельсия.

Прочие теплотворные свойства известково-натриевого стекла приведены в таблице.

Тепловые свойства известково-натриевого стекла:

90–111

Тепловые свойства	Величина
Показатель преломления, n	1,46
% пропускание (при 1 мкм10)	Плотность, ρ (г / см3)	2,5
Теплопроводность, k (Вт / м · ° C)	1,06
Удельная теплоемкость, C P (Дж / г · ° С)	0.87
Температура размягчения (° C)	700
Температура плавления, T M (° C)	1000
Температура испарения, T V (° C)	3427

Точка плавления кварцевого стекла

В отличие от названия, кварц – это не стекло. Вместо этого это минерал с химической формулой SiO2. Это форма кристаллического твердого вещества, как и другие минералы. В нем есть определенное количество атомов, которые расположены в повторяющемся порядке.Благодаря этому повторяющемуся узору они приобретают форму кристалла. С другой стороны, стекло – это некристаллическое твердое тело.

Кварцевое стекло относительно тверже, поскольку оно минеральное, а не стекло. Он имеет температуру плавления 1250 градусов Цельсия. Из-за своей хрупкой текстуры для плавления требуется высокая температура. Кроме того, коэффициент теплового расширения кварца очень низкий.

Точка плавления стекла Pyrex

Pyrex – боросиликатное твердое стекло. Это делает его очень термостойким.Он широко используется при производстве посуды, которую мы используем в микроволновой печи. Температура плавления типа 7740 Pyrex составляет 1510 ° F или 820 ° C.

Посуда из пирекса никогда не расплавится, если температура не превысит этот предел. Однако немедленное изменение температуры может повлиять на посуду. Поэтому предварительно нагрейте стакан, кувшины или чашки из пирекса, прежде чем подвергать их резкому повышению температуры.

Pyrex – широко используемое стекло с низким коэффициентом расширения. Температура плавления пирекса составляет от 820 ° C до 1250 ° C.Температура плавления зависит от толщины стекла.

Температура плавления закаленного стекла

Закаленное стекло – это самый прочный тип стекла, и его нелегко разбить. Он имеет широкое применение в целях безопасности. Его получают путем нагревания и последующего охлаждения. Вот почему он имеет другую структуру и по-разному ломается.

Закаленное стекло плавится при температуре от 1100 до 1300 градусов по Фаренгейту. После нагрева он легко охлаждается холодным воздухом под высоким давлением.После остывания затвердевает под нагрузкой. Когда он ломается, он превращается в Пиблса, а не в щепки. Чтобы разбить стекло, требуется в четыре раза больше силы, чем для необработанного стекла.

Точка плавления свинцового стекла

Свинцовое стекло также называют кристаллом. В этом типе стекла вместо кальция используется свинец. Эта разновидность стекла содержит 18-40% PbO. Он широко используется в стеклянной посуде, украшениях, ювелирных изделиях, оптических линзах и скульптурах.

Свинцовое стекло непросто плавить.Для плавления этого стекла требуется температура от 1350 до 1500 градусов по Цельсию. Эта процедура проводится в электрической печи, где происходит нагревание и электричество.

Стекловата / Точка плавления стекловолокна

Стекловата также называется стекловолокном. Это переработанный материал из бутылок и другой стеклянной посуды. Дело не в самом стекле, это армированный пластик, в который смешано стекловолокно.

Температура плавления стекловаты составляет 1450 градусов Цельсия.После плавления он проходит через прядильные машины, где превращается в стекловолокно. Эти стекловолокна смешиваются с пластиком и находят широкое применение в синтетических изделиях.

Температура размягчения стекла

При нагревании стекло не превращается непосредственно в жидкость. Сначала он становится мягче, а затем становится жидким. Этот процесс называется стадией перехода стекла. Температура перехода стекла зависит от типа стекла, состава стекла и содержания в нем влаги.

Общая температура размягчения стекла колеблется от 140 до 370 градусов по Цельсию. Он зависит от типа стекла и содержания влаги в его составе. Когда он размягчается, он переходит из твердого состояния в мягкое резиновое состояние. Эта температура ниже точки плавления стекла.

Температура плавления стекла по сравнению со сталью

Существует бесчисленное множество разновидностей стали. Мы не можем сделать правильное предположение о температуре плавления стали, не принимая во внимание конкретную разновидность.Сталь требует времени и большего количества тепла, прежде чем фактически начнется процесс нагрева. Различные сплавы стали имеют изменяемый температурный диапазон и точку плавления.

Температура плавления стекла намного ниже, чем у стали. Все стекло плавится ниже или около 1000 градусов по Цельсию, но сталь требует больше энергии для предварительного нагрева и плавится выше 1500 градусов по Цельсию. Однако эта температура варьируется в разных сплавах стали.

Таблица сравнения Точка плавления металла по сравнению со стеклом

90114 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 901 Стеклянный расплав по Фаренгейту?
Стекло плавится при температуре 2552-2912 градусов Фаренгейта . Сначала он размягчается, а затем превращается в жидкость перед таянием. Это известно как переходная стадия стекла.
Что такое плавление стекла?
Стекло не плавится, оно вылеплено. Формируется при очень высоких температурах. Он плавится от 1400 до 1600 градусов Цельсия в зависимости от состава стекла. Процесс плавления или формования стекла осуществляется в специальной печи под термоконтролем.
Плавится ли стекло в огне?
Да, в огне стекло может плавиться. При этом часть стекла превращается в жидкость, а остальная часть остается твердой. В отличие от однородных веществ, тепло в стекле распределяется неравномерно.
Можно ли плавить стекло в духовке?
Нет, стекло в духовке плавить нельзя. Поскольку стекло требует 1400 C – 1600C для плавления. Духовка рассчитана только на температуру от 200 C до 250 C. Значит, они не могут плавить стекло. Вот почему вы можете использовать стеклянную посуду в духовках, не беспокоясь о ее поломке.
При какой температуре плавится стекло по Цельсию?
Температура плавления стекла по Цельсию составляет от до 1400 ° C. Стекло сначала размягчается при температуре 800 до 1000C , а затем становится жидким.Он не плавится напрямую, а сначала плавится только часть стекла. Остальное стекло остается твердым.
Заключительные слова
Мы подошли к концу информационного поста о температуре плавления стекла. Этот материал кажется достаточно хрупким. Можно подумать, что он легко плавится при низких температурах. Но для плавления требуется высокая температура.
Кроме того, после плавления легко разрушается. Поэтому рекомендуется медленное охлаждение, чтобы избежать поломки после нагрева поверхности стекла.В конце концов, стекло имеет разную температуру размягчения (от 140 ° C до 370 ° C), температуру плавления (от 1400 ° C до 1600 ° C) и температуру кипения (2230 ° C).
Является ли стекло жидкостью при комнатной температуре | Стекло – жидкость
Большинство из нас слышали эту историю: в средневековых соборах оконные стекла внизу толще, чем вверху.
Это происходит, как нам сказали, потому что стекло – это жидкость при комнатной температуре, и на протяжении веков оно медленно текло вниз.
Но недавно ученые исследовали образец натурального стекла доминиканского янтаря возрастом 20 миллионов лет.Они обнаружили, что структура янтаря не изменилась под воздействием стресса или тепла, как и более новый образец. В чем дело?
Быстрый урок физики: разница между твердым телом и жидкостью связана с его молекулярной структурой. Твердое тело имеет регулярно расположенные молекулы в кристаллической структуре. Когда твердое тело нагревается, его молекулы колеблются, пока твердое тело не достигнет точки плавления и его кристаллическая структура не разрушится.
Жидкости становятся твердыми, когда теряют достаточно тепла.Иногда жидкость считается «переохлажденной», если она остается жидкостью выше своей нормальной точки замерзания.
Посмотрев на средневековые окна с тяжелым дном, некоторые наблюдатели заявили, что стекло – это переохлажденная жидкость, потому что оно твердое, но все еще течет. Фактически, стекло не является ни жидкостью, ни твердым телом, а представляет собой промежуточное состояние, известное как аморфное твердое тело.
Стекло «не так организовано, как кристалл, потому что оно не замерзло, но оно более организовано, чем жидкость», согласно Scientific American.Поскольку стекло является аморфным твердым телом, «соборному стеклу при комнатной температуре потребуется больше времени, чем существует Вселенная, чтобы перестроиться и стать расплавленным».
Действительно, по мнению исследователей, даже гораздо более старые стеклянные артефакты из древнеримских и египетских руин не обнаруживают следов таяния на протяжении веков.
Средневековые окна местами толще из-за способа их изготовления, а не потому, что стекло жидкое, говорят ученые. Окна были созданы стеклодувами, которые сделали стеклянные цилиндры, которые затем сплющивали в стекла.
Сплющивание было неравномерным, и более толстые части были установлены на днище окон – вероятно, потому, что в противном случае стекло было бы утяжеленным и менее устойчивым.
Следите за LiveScience в Twitter @livescience. Мы также в Facebook и Google+.
Физические свойства | Химия для неосновных
Цели обучения
Определите физическое свойство.
Перечислите и опишите физические свойства материи.
Почему стандарты драг-каров постоянно повышаются?
Дрэг-рейсинг – это высококонкурентный (и дорогой) вид спорта. Существует множество классов транспортных средств, от стандартных (в зависимости от веса автомобиля, объема двигателя и степени модификации двигателя) до класса Top Fuel с массой более двух тысяч фунтов и способных развивать максимальную скорость до более 300 миль в час в конце четверти мили. Стандарты для каждого класса четко определены, и часто проводятся проверки размеров и компонентов двигателя, чтобы гарантировать соблюдение правил.
Физическое свойство Свойство – это характеристика вещества, которую можно наблюдать или измерять без изменения идентичности вещества. Серебро – блестящий металл, который очень хорошо проводит электричество. Его можно формовать в тонкие листы – это свойство называется пластичностью. Соль тусклая и хрупкая, она проводит электричество, когда растворяется в воде, что довольно легко. Физические свойства вещества включают цвет, твердость, пластичность, растворимость, электропроводность, плотность, точек замерзания, точек плавления, и точек кипения.
Точка замерзания – это температура, при которой жидкость превращается в твердую. Точка плавления – это температура, при которой твердое вещество превращается в жидкость. Таким образом, точки плавления и замерзания происходят при одной и той же температуре, потому что изменение состояния включает одни и те же два состояния (жидкое-твердое; твердое-жидкое). Это температура, при которой твердое вещество превращается в жидкость или жидкость превращается в твердое вещество. Испарение происходит, когда из вещества теряется вода.Если влажная одежда висит на бельевой веревке в солнечный день и через несколько часов она высыхает, вода испаряется с поверхности одежды. Тепло отводится, когда более теплые молекулы воды покидают жидкость. Оставшаяся жидкая вода остывает по мере ухода тепла – явление, известное как охлаждение за счет испарения. По мере увеличения температуры воды молекулы получают энергию и движутся все быстрее и быстрее, пока у них не будет достаточно энергии, чтобы преодолеть силы притяжения между молекулами и превратиться в газ.Температура, при которой молекулы жидкости превращаются в газ, составляет , точка кипения . Вы когда-нибудь закрывали прозрачную стеклянную кастрюлю крышкой кипящей воды и выключали ее? Сначала молекулы газа ударяются о крышку и либо падают обратно в кастрюлю, либо собираются на крышке кастрюли. Отойдите от кастрюли, и через некоторое время, когда вы вернетесь к ней, вы заметите, что на крышке кастрюли образовались капли воды. Когда температура воды упала, молекулы потеряли энергию, а часть, оставшаяся на крышке, превратилась в жидкость.Капли воды образовались из-за конденсации . Конденсация происходит, когда водяной пар превращается обратно в жидкость.
Сублимация происходит, когда твердое вещество непосредственно превращается в газ. Пример сублимации – сухой лед. Он сублимируется при -78 ^o C и производит газ или пар. Осаждение происходит, когда газ превращается непосредственно в твердое тело. Пример отложения происходит, когда вы пропускаете замороженные продукты под холодную воду. Вода сразу замерзает на поверхности продуктов.
Рисунок 1. Карандаш.
Цвет элементов не сильно меняется от одного элемента к другому. Подавляющее большинство элементов бесцветны, серебристые или серые. Некоторые элементы действительно имеют различный цвет: сера и хлор желтого цвета, медь (конечно) медного цвета, а элементарный бром – красного цвета.
Плотность может быть очень полезным параметром для идентификации элемента. Из материалов, которые существуют в твердом виде при комнатной температуре, йод имеет очень низкую плотность по сравнению с цинком, хромом и оловом.Золото имеет очень высокую плотность, как и платина.
Рисунок 2. Кольцо с бриллиантом.
Твердость помогает определить, как можно использовать элемент (особенно металл). Многие элементы довольно мягкие (например, серебро и золото), в то время как другие (например, титан, вольфрам и хром) намного тверже. Углерод – интересный пример твердости. В графите («грифель» карандашей) углерод очень мягкий, в то время как углерод в алмазе примерно в семь раз тверже.
Точки плавления и кипения являются уникальными идентификаторами, особенно соединений. Помимо представления об идентичности соединения, можно получить важную информацию о чистоте материала.
Резюме
Физическое свойство – это характеристика вещества, которую можно наблюдать или измерять без изменения идентичности вещества.
Физические свойства включают цвет, плотность, твердость, а также точки плавления и кипения.
Практика
Воспользуйтесь ссылкой ниже, чтобы ответить на следующие вопросы:
http://www.slideshare.net/99tsu/physical-properties-of-matter-presentation
Что такое теплопроводность?
Приведите пример пластичности.
Определите пластичность.
Обзор
Что такое физическая собственность?
Какого цвета большинство металлов?
Титан тверже или мягче золота?
Глоссарий
точка кипения: Температура, при которой жидкость закипает.
плотность: Концентрация вещества. Увеличивается при понижении температуры.
твердость: Помогает определить, как можно использовать элемент (особенно металл).
точка плавления: Температура, при которой твердые частицы плавятся. То же, что и точка замерзания.
точка замерзания: Температура, при которой жидкость становится твердой. То же, что и точка плавления.
испарение: Потеря воды из вещества.
конденсация: Преобразование водяного пара обратно в жидкость.
сублимация: Когда твердое вещество непосредственно превращается в газ.
осаждения: Когда газ непосредственно превращается в твердое тело.
физическое свойство: Характеристика вещества, которую можно наблюдать или измерять без изменения идентичности вещества.
аморфных твердых тел | Химия для неосновных
Определите аморфное твердое тело.
Перечислить свойства аморфных твердых тел.
У вас когда-нибудь спустилось колесо?

Когда шина спускается, ее форма меняется. Шина может спуститься из-за медленной утечки в клапане шины. Он может быть плоским, потому что он наткнулся на гвоздь или винт и закончился небольшим отверстием, через которое воздух может просачиваться в течение определенного периода времени. Или он может упасть, когда он ударится о большой камень или другой объект во время путешествия на высокой скорости (этот для тех читателей, которым нравятся детективные фильмы или телешоу).Что, если бы из кристаллического твердого вещества, такого как LiBr, когда-нибудь была изготовлена шина (теперь есть странная идея)? При ударе кристалл разбивался на мелкие кусочки. Поскольку каучук является аморфным твердым телом, он имеет совсем другой набор физических свойств.
Аморфные твердые тела
В отличие от кристаллического твердого тела, аморфное твердое тело является твердым телом, не имеющим упорядоченной внутренней структуры. Некоторые примеры аморфных твердых веществ включают резину, пластик и гели. Стекло – очень важное аморфное твердое тело, которое получают путем охлаждения смеси материалов таким образом, чтобы оно не кристаллизовалось.Стекло иногда называют переохлажденной жидкостью , а не твердым телом. Если вы когда-либо наблюдали за работой стеклодува, вы заметили, что он пользуется преимуществом того факта, что аморфные твердые тела не имеют четкой точки плавления, как кристаллические твердые тела. Вместо этого, когда стекло нагревается, оно медленно размягчается, и ему можно придать всевозможные интересные формы. Когда стеклянный объект разбивается, это происходит очень нерегулярно, в отличие от кристаллических твердых тел, которые всегда разбиваются на фрагменты, имеющие ту же форму, которая определяется его кристаллической системой.
Свойства аморфного твердого вещества во многом отличаются от свойств кристаллического твердого вещества. Силы межмолекулярных сил в аморфных твердых телах слабее, чем в кристаллических. Аморфные твердые тела не имеют регулярной внешней структуры и не имеют резких температур плавления. В отличие от кристаллических твердых тел, имеющих правильные плоскости спайности, физические свойства аморфных твердых тел одинаковы во всех направлениях.
Пластмассы используются для многих целей, потому что их производство недорогое, и они не разбиваются, как стекло или керамические материалы.Поскольку их легко утилизировать, скопление пластикового мусора стало серьезной проблемой во многих частях мира. Программы рециклинга, которые помогают повторно использовать пластик, становятся все популярнее.
Рисунок 13.22
Пластиковый стаканчик.
Посмотрите небольшой видеоролик о производстве листового стекла:

Сводка
Аморфное твердое тело – это твердое тело, не имеющее упорядоченной внутренней структуры.
Примеры аморфных твердых тел включают стекло, резину и пластмассы.
Физические свойства аморфного твердого вещества отличаются от свойств кристаллического твердого вещества.
Практика
Вопросы
Воспользуйтесь ссылкой ниже, чтобы ответить на следующие вопросы:
http://www.glassnotes.com/WindowPanes.html
Почему люди могут поверить в то, что стекло течет?
Все ли стекла в соборах толще внизу?
Как мы объясним эти выводы?
Показывает ли стекло в египетских, греческих и римских сосудах то же явление?
Обзор
Вопросы
Что такое аморфное твердое тело?
Перечислите три распространенных примера аморфных твердых тел.
Есть ли у аморфных твердых тел резкие точки плавления?
Какое слово иногда используется для обозначения стекла?
аморфный: Твердое тело без упорядоченной внутренней структуры.
переохлажденная: Не затвердевшая жидкость с температурой ниже точки замерзания.
Легкоплавкие оксидные стекла, полученные при температуре плавления 500 ° C
Исследование химического состава стекол на основе фосфата олова
Во-первых, мы исследовали химический состав основного фосфатного стекла, пригодного для плавления при 500 ° C.Существует обычная взаимосвязь между температурой плавления ( T _м) и температурой стеклования ( T _г), то есть T _г/ T _м ~ 2/3 ²¹. Таким образом, эталонный показатель T _г составляет примерно 243 ° C для достижения плавления при 500 ° C. В этом исследовании мы сосредоточились на стеклянной системе SnO – P ₂ O ₅, поскольку сообщалось, что стекла SnO – P ₂ O ₅ обычно имеют более низкие значения T _г ниже 300 ° C ^{4, 5, 17, 22,23,24}.Важно поддерживать состояния Sn ²⁺ во время плавления при 500 ° C, поскольку сообщается, что реакция окисления Sn ²⁺ начинается примерно при 450 ° C ²⁵.
В таблице 1 представлены химические составы и значения T _г нескольких стекол на основе SnO – P ₂ O ₅, полученных при 500 ° C. Кривые дифференциального термического анализа (ДТА) показаны на рис. 1а. Столбики ошибок этих значений T _g превышают 5 ° C, что незначительно больше, чем стандартные значения ошибок, оцененные путем экстраполяции кривой DTA.Альтернативный состав ID2 (50SnO – 40P ₂ O ₅) также показан, чтобы понять изменение T _г с добавлением либо 10 мол.% SnO (для ID3), либо 10 мол. % К ₂ О (для ID4). Это говорит о том, что полученные стекла являются термодинамически метастабильными переходными состояниями, в которых концентрация групп ОН ¹⁷ или формирование сетки несколько отличается. Поскольку базовый химический состав аналогичен, ожидается, что стекло с более высоким значением T _г будет проявлять более высокую химическую стойкость.Иногда мы наблюдали коричневатую окраску приготовленного стекла в стекле 60SnO – 40P ₂ O ₅, хотя все исходные химические вещества не содержали углеродных частиц. Поскольку заметные дифракционные пики не наблюдаются в образце коричневатого цвета (рис. S1), ожидается, что в процессе плавления могут образоваться небольшие количества нанокристаллитов Sn. На рис. 1б показаны спектры оптического поглощения 50SnO – 50P ₂ O ₅ (ID1), 55.6SnO – 44.4P ₂ O ₅ (ID2), 60SnO – 40P ₂ O ₅ ( ID3) и 10К ₂ O – 50SnO – 40P ₂ O ₅ (ID4).На вставке – расширенные спектры в области края оптического поглощения. Если мы оценим край оптического поглощения из экстраполяции коэффициента поглощения, как показано пунктирной линией на рисунке, зависимость от состава может быть выяснена. Было обнаружено, что эти края оптического поглощения были расположены ниже 330 нм и что края оптического поглощения смещались в синий цвет с уменьшением значений T _g, как показано на фиг. 1c. Для стекла, легированного SnO, полученного обычным методом закалки в расплаве, край оптического поглощения из-за катиона Sn ²⁺ смещается в красное смещение с увеличением доли SnO ²⁶.Однако такой сдвиг края в зависимости от доли SnO в данном случае не наблюдается. Рассматривая T _g, ожидается, что концентрация группы ОН влияет на синее смещение края оптического поглощения. Это предположение подтверждается спектрами поглощения в инфракрасной (ИК) области. Коэффициенты поглощения этих стекол в ИК-области увеличиваются с уменьшением значений T _g, тем самым предполагая, что более высокая концентрация OH вызывает большее уменьшение T _g.Полосы поглощения при 1570 нм и 2135 нм отнесены к обертону растяжения P – OH и комбинации растяжения – изгиба мод P – OH, соответственно ^{27, 28}. На рисунке 1d показан коэффициент поглощения пика 2135 нм как функция T _g. Примечательно, что поверхность стекла 50SnO – 50P ₂ O ₅ с наибольшей концентрацией ОН быстро повреждалась при погружении в воду при комнатной температуре (КТ). Однако, если доля SnO превышает 60 мол.%, Стекла SnO – P ₂ O ₅ должны иметь температуру плавления выше 500 ° C, и иногда они проявляют непрозрачность или коричневатую окраску.Стекло ID1 по водостойкости было худшим, а ID4 – лучшим среди этих стекол. Из этих спектров мы пришли к выводу, что ID4 (10K ₂ O – 50SnO – 40P ₂ O ₅) был лучшим кандидатом как с легкоплавкими свойствами, так и с химической стойкостью среди этих композиций. Поскольку pH воды снизился (кислый) после испытания этих стекол на растворение, мы можем сделать вывод, что существует обычный механизм реакции гидролиза между водой и фосфатными цепями ¹⁸.
Таблица 1 Химический состав и значения температуры стеклования ( T _г) стекол на основе SnO – P ₂ O ₅. Рисунок 1
Тепловые и оптические свойства стекла на основе SnO – P ₂ O ₅-х стекол: ( a ) ДТА-кривые для SnO – P ₂ O _{5 стекол на основе}, перечисленных в таблице 1. ( b ) Спектры оптического поглощения 50SnO – 50P ₂ O ₅ (ID1), 55.6SnO – 44.4P ₂ O ₅ (ID2), 60SnO – 40P ₂ O ₅ (ID3) и 10K ₂ O – 50SnO-40P ₂ O ₅ (ID4) стекла плавили при 500 ° C в течение 30 мин. На вставке показаны расширенные спектры в области края оптического поглощения. Пунктирной линией показана линия экстраполяции ID1 для края оптического поглощения. ( c ) Связь между краем оптического поглощения и T _g этих очков. ( d ) Соотношение между коэффициентом поглощения при приблизительно 2135 нм и T _g.
Мы предположили, что водостойкость стекол K ₂ O – SnO – P ₂ O ₅ может зависеть от структурных изменений в области P ₂ O ₅. Чтобы изучить структурные изменения на основе химического состава, были измерены спектры ядерного магнитного резонанса (ЯМР) ³¹ P вращения под магическим углом (MAS). На рис. 2а показаны спектры MAS ЯМР ³¹ P стекол на основе SnO – P ₂ O ₅, которые перечислены в таблице 2.Различные фосфатные звенья Q ⁱ в спектрах ЯМР ³¹ P можно идентифицировать по химическому сдвигу, которому приписывается число мостиковых атомов кислорода ^{11, 31,32,33}. Пики Q ², Q ¹ и Q ⁰ в стеклах на основе олова-фосфата расположены при -33 ppm, -19 ppm и -9 ppm, соответственно, ³⁴. Из спектров ЯМР видно, что димерная структура Q ¹, химический сдвиг которой составляет примерно -19 м.д., является основной фосфатной единицей в этих стеклах.Рассчитанные доли Q ⁿ единиц показаны в Таблице S1. Во всех образцах наблюдалось небольшое количество единицы Q ⁰. Ранее предполагалось, что блоки Q ⁰ и Q ¹, которые являются блоками с высокой степенью делокализации электронов, влияют на химическую (водную) стойкость по сравнению с блоком Q ². Иными словами, если доля таких сильно делокализованных электронов единиц велика, стекло будет демонстрировать превосходную водостойкость ³³.Однако, вопреки нашим ожиданиям, заметной разницы между этими очками не было. Кроме того, хотя доли (Q ⁰ + Q ¹) превышают 80% во всех системах, эти стекла обладают низкой водостойкостью. Таким образом, мы предполагаем, что остаточные группы ОН влияют на водостойкость этих стекол из-за низкой температуры плавления.
Рисунок 2
Структурный анализ стекол на основе SnO – P ₂ O ₅, плавленных при 500 ° C в течение 1 ч.( a ) ³¹ P MAS ЯМР-спектры стекол на основе SnO – P ₂ O ₅. Пунктирными линиями обозначены компоненты Q ⁰, Q ¹ и Q ² после деконволюции пика. ( b ) Sn L ₂-края XANES-спектры стекол на основе SnO – P ₂ O ₅, а также SnO. ( c ) XANES-спектры Sn K-края стекол на основе SnO – P ₂ O ₅. ( d ) FT EXAFS Sn K-edge XAFS.Область k для FT составляет от 3,4 до 12 Å ^-1.
Таблица 2 Химический состав и потеря веса стекол KSP после испытания на погружение при 50 ° C в течение 72 часов. Однако стекло KSP, легированное 1.0La ₂ O ₃, не было получено из-за сильного образования пузырьков во время термообработки при 500 ° C.
Поскольку это приготовление проводили в условиях окружающего или пониженного давления при 500 ° C, что было сравнимо с обычной температурой для окисления Sn ²⁺, предполагалось, что большинство разновидностей олова были двухвалентными ²⁵.Поскольку Sn ²⁺ является более предпочтительным для легкоплавких по сравнению с Sn ⁴⁺, важно экспериментальное подтверждение ²⁹. Чтобы подтвердить валентное состояние олова, мы измерили спектры ближней структуры рентгеновского поглощения Sn L-края (XANES) в соответствии с предыдущей статьей ²⁹. На рис. 2б показана кромка Sn L ₂ стекол ID2 и ID4 вместе с кромкой SnO. По сравнению с эталоном (SnO) очевидно, что приблизительно все разновидности Sn двухвалентны, и локальное координационное состояние SnO не меняется кардинально при добавлении K ₂ O.Поскольку также предполагалось, что на связность SnO будет влиять химический состав, мы также измерили спектры тонкой структуры поглощения рентгеновских лучей на K-крае Sn (XAFS). На рис. 2с показаны спектры XAFS Sn K-края стекол ID2 и ID4 с SnO в качестве эталона. Поскольку формы спектров XANES аналогичны, результат согласуется с оценкой валентности по краю L ₂. На рисунке 2d показано преобразование Фурье (FT) расширенной области XAFS (EXAFS) Sn K-edge XAFS.FT выполняли с областью k от 3,4 до 12 Å ^-1. Добавление K ₂ O изменяет структуру SnO, т.е. расстояние Sn – O увеличивается, а координационное число увеличивается за счет добавления K ₂ O. Довольно странно, что расстояние Sn – O у K ₂ O-замещенных стекол SnO – P ₂ O ₅ ближе к SnO, чем у богатых SnO SnO – P ₂ O ₅ стекло. Сообщалось, что SnO имеет тетрагональную элементарную ячейку со структурой глета ³⁰.Однако предполагается, что связь P = O звена P ₂ O ₅ в структуре SnO – P ₂ O ₅ может увеличивать межатомное расстояние Sn ²⁺ из-за отталкивания. электронов. Следовательно, ожидается, что катионы калия будут располагаться рядом с фосфатными цепями для предпочтительной компенсации заряда, а остаточные катионы Sn ²⁺ будут существовать в более высоком координационном состоянии, аналогичном структуре SnO. Поскольку спектры XANES ³¹ P и краевые спектры Sn L ₂ схожи, изменение координации катиона Sn при добавлении K ₂ O является одной из причин повышения водостойкости.По результатам исследования состава было выбрано стекло 10K ₂ O – 50SnO – 40P ₂ O ₅, которое в дальнейшем обозначается как стекло KSP и имеет наименьшую концентрацию ОН и наибольшую T _г среди этих стекол, как состав стекла на основе фосфата олова.
Повышение водостойкости стекол на основе КСП
Хотя мы выбираем стекло КСП в качестве основного основного состава, его свойство водостойкости является недостаточным.Следовательно, требуется дополнительная конструкция материала при температуре плавления 500 ° C. Поведение фосфатных стекол при растворении часто обсуждается в зависимости от природы поверхности стекла и скорости гидролиза P – O – P. Естественно, что состав и структура стекол влияют на поведение при растворении. Оксиды щелочных металлов и фосфатные звенья Q ² и Q ³ увеличивают скорость их растворения, тогда как катионы с высокой напряженностью поля, такие как Al ₂ O ₃ и Fe ₂ O ₃, снижают скорости растворения.Иногда сообщалось, что смешивание оксидов щелочных металлов, т.е. смешанный щелочной эффект оксидных стекол , , улучшает водостойкость стекол ^{35, 36}. Недавно Onodera et al. . предположил, что коррелированное парное расположение Na и K является внутренней причиной смешанного щелочного эффекта. На основании предыдущих отчетов было приготовлено несколько стекол, содержащих два оксида щелочных металлов. На рис. 3а показана фотография стекол KSP размером x Li ₂ O – (10 – x ), полученных при 500 ° C.Прозрачность уменьшается с увеличением концентрации Li ₂ O, и, в частности, стекло без O K ₂ непрозрачно, что непригодно для оптических применений (см. Рис. S2). Аналогичный результат был также подтвержден в системе KSP, замещенной Na ₂ O x Na ₂ O – (10 – x ) (рис. 3b). В Na-замещенной системе стекло КСП также показало лучшую прозрачность среди них. Поведение кристаллизации оценивается путем получения рентгенограмм.На рисунке 3c показаны дифрактограммы стекла KSP, 10Na ₂ O-SP и 10Na ₂ O-SP вместе с диаграммами Объединенного комитета по порошковым дифракционным стандартам (JCPDS) Sn (№ 00-004-0673), SnO. (№ 01-072-1012) и Sn ₂ P ₂ O ₇ (№ 00-056-0358). В этих стеклах не наблюдалось заметного выделения кристаллитов. Следовательно, предполагается, что 500 ° C слишком мало для того, чтобы расплавить гомогенное стекло и проявить смешанный щелочной эффект, и во время плавления происходит только фазовое разделение.Хотя причина, по которой введение K ₂ O дает лучший результат среди оксидов щелочных металлов, остается неясной, предполагается, что катионный радиус K ₂ O является подходящим для прозрачности и поведения с низкой температурой плавления.
Рисунок 3
Прозрачность щелочно-замещенных стекол КСП. ( a ) Фотографии x Li ₂ O – (10 – x ) KSP и ( b) x Na ₂ O- (10- x ) стекла KSP, плавленные при 500 ° C в течение 10 мин.Фракции замещения: 0, 5 и 10. ( c ) Рентгенограммы KSP, 10Na ₂ O-SP и 10Na ₂ O-SP вместе с JCPDS-диаграммами Sn (# 00-004- 0673), SnO (№ 01-072-1012) и Sn ₂ P ₂ O ₇ (№ 00-056-0358).
Для повышения водостойкости легкоплавкого стекла KSP мы попытались добавить четвертый компонент. В таблице 2 показаны химический состав и потеря массы стекол KSP после испытания погружением в воду при 50 ° C в течение 72 часов.Данные в таблице 2 показывают, что концентрация добавки кажется менее эффективной по сравнению с элементами. Среди нескольких оксидов металлов мы обнаружили, что La ₂ O ₃ может эффективно улучшить водостойкость материалов. Об улучшении водостойкости за счет добавления La ₂ O ₃ сообщалось в нескольких системах стекла, полученных методом закалки в расплаве ^{37, 38}. В настоящей стеклянной системе также подтверждается улучшенная водостойкость за счет добавления La ₂ O ₃, даже при температуре плавления 500 ° C, что намного ниже, чем обычная температура плавления.Также следует отметить, что добавление La ₂ O ₃ не вызывает ухудшения прозрачности стекла KSP. Мы предполагаем, что катионы La соединяются с фосфатными звеньями, чтобы предотвратить разделение фаз.
Физические свойства стекла KSP (LKSP), легированного La
₂ O ₃
Предыдущие данные показывают, что стекло KSP (LKSP), легированное 0,5La ₂ O ₃, является многообещающим кандидатом для неорганических низкоэмиссионных стекол. плавильные стаканы. В течение трех лет мы подтвердили, что стекло ЛКСП стабильно в условиях окружающей среды (25 ° C, влажность ~ 60%), несмотря на значительное количество K ₂ O, поскольку La ₂ O ₃ и SnO предотвратить реакцию гидролиза.Поэтому мы исследовали структуру и физические свойства стекла ЛКСП. На рисунке 4 представлено сравнение очков KSP и LKSP. Наблюдается увеличение T _g при добавлении La ₂ O ₃, как показано на рис. 4а, и одновременно уменьшение концентрации ОН видно в спектрах оптического поглощения (рис. 4b). . Следовательно, уменьшение количества ОН-групп за счет добавления La ₂ O ₃ является одной из причин увеличения T _г.Влияние добавки La ₂ O ₃ также наблюдается на краю оптического поглощения. Хотя мольная доля SnO немного уменьшается при добавлении La ₂ O ₃, край поглощения смещается в красную область, как показано на вставке к рис. 4b. Связь между T _g и этими абсорбционными свойствами была также подтверждена в образце, легированном La, как показано на рис. 4c. Примечательно, что фракции Q ⁿ в спектрах MAS ЯМР ³¹ P незначительно изменены добавлением La ₂ O ₃ (рис.4d), а доля Q ² увеличивается при добавлении La ₂ O ₃ (Таблица S1). В случае железосодержащего стекла предлагается добавлять катионы Fe, связанные с фосфатными цепями, для улучшения химической стойкости ^{39, 40}. По результатам соотношения Q ² ожидается, что катионы La выполняют ту же роль, что и предыдущий отчет о фосфатной сети ³⁹. Поскольку у Sn L ₂-edge XANES заметной разницы не наблюдается (рис.4e) и спектров XAFS K-края Sn (рис. 4f), предполагается, что катионы La в основном взаимодействуют с фосфатными звеньями, уменьшая концентрацию ОН при нагревании до 500 ° C, тем самым улучшая водостойкость стекла LKSP.
Рисунок 4
Влияние добавки La ₂ O ₃ на стекла KSP. ( a) Кривые ДТА стекла КСП и стекла КСП (ЛКСП), легированного La ₂ O ₃. ( b ) Спектры оптического поглощения стекол КСП и ЛКСП. На вставке показаны расширенные спектры поглощения в области края поглощения.( c ) Край оптического поглощения и коэффициент поглощения около 2135 нм как функция от T _g. ( д ) ³¹ P MAS ЯМР-спектры стекол КСП и ЛКСП. ( e ) XANES-спектры Sn K-края стекол KSP и LKSP вместе с SnO. ( f ) FT EXAFS Sn K-edge XAFS-спектры стекол KSP и LKSP вместе с SnO.
На рисунке S3 показана кривая вязкости стекла LKSP. Экспериментальные данные могут быть подогнаны с помощью уравнения Фогеля – Фулчера – Таммана (VFT) ^41,42,43.По кривой вязкости мы можем определить несколько тепловых параметров, которые перечислены в таблице 3. В ней также показаны коэффициент теплового расширения и упругие параметры. Из термических параметров можно понять, что полученное стекло может проявлять легкоплавкие свойства, T _г сравнимо с обычным легкоплавким стеклом ^{2,3,4,5,6,7, 8,9,10}. T _g при 235 ° C близко к ожидаемому значению T _g (243 ° C), основанному на соотношении: T _g/ T _m ~ 2 / 3 ²¹.Исходя из хрупкости стеклообразующей жидкости, определенной Новиковым и соавт. ⁴⁴, отношение продольной и поперечной скорости звука v _L/ v _T составляет примерно 1,76, что указывает на то, что стекло скорее прочное, чем хрупкое. Ожидается, что адаптация поверхности с помощью метода нанопечати может быть адаптирована к этому стеклу при температуре ниже 400 ° C, что является преимуществом не только для снижения температуры, но и для возможности применения других типов форм для поверхностной нанопечати на поверхности.Тем не менее, показатель преломления стекла LKSP составляет 1,65 нм при длине волны 633 нм, что выше, чем у обычных стекол, что дает еще одно преимущество этого легкоплавкого неорганического стекла.
Таблица 3 Термические и упругие свойства стекла ЛКСП.
Примечательно, что стекло KLSP трудно приготовить обычным плавлением с использованием платиновых тиглей. Как показано на рис. S4, значительные повреждения поверхности Pt тигля были обнаружены после плавления при 800 ° C в атмосфере Ar. Следовательно, легкоплавкий процесс при 500 ° C с использованием водного H ₃ PO ₄ имеет дополнительное преимущество, заключающееся в предотвращении повреждения тиглей из-за сильной реакции восстановления.
Как упоминалось во введении, мы предполагаем, что аналог легкоплавкого неорганического стекла – это ЭП. Здесь мы сравниваем термостойкость и светостойкость стекла LKSP со стойкостью обычных EP и поликарбонатов (ПК). На рис. 5а показаны спектры пропускания стекла KSP, легированного La ₂ O ₃, а также ПК после ускоренного испытания на долговечность. Для сравнения толщины ПК и стекла были нормированы на 1 мм. Для проверки свойств были проведены два ускоренных испытания: (1) ультрафиолетовое (УФ) воздействие при комнатной температуре в течение 700 часов и (2) термообработка при 200 ° C в течение 1000 часов в окружающей атмосфере.Прозрачность неорганического стекла осталась неизменной после обоих испытаний на долговечность, в то время как после обоих испытаний наблюдалось значительное ухудшение прозрачности ПК. На рис. 5б показаны фотографии ПК до и после испытаний на долговечность УФ-облучения и термообработки. Коэффициент пропускания ПК резко ухудшается после обоих испытаний на долговечность. И наоборот, прозрачность стекла не изменилась после обоих ускоренных испытаний на долговечность. Приведенные здесь результаты демонстрируют, что настоящее неорганическое стекло можно использовать в некоторых областях применения EP.В последнее время неорганические стекла были заменены органическими смолами или EP из-за их плотности, стоимости изготовления и температуры приготовления. Однако с точки зрения термической стойкости и стойкости к сильному свету существуют преимущества использования неорганических стекол. Уменьшая температуру приготовления, мы подчеркнули, что теперь открыты несколько окон применения для неорганических стекол.
Рис. 5
Пропускание стекла ЛКСП при ускоренном испытании на долговечность по сравнению с поликарбонатами (ПК).( a ) Спектры пропускания стекла ЛКСП и ПК после УФ-облучения и термообработки при 200 ° C в течение 1000 ч. ( b ) Фотографии ПК до и после испытаний на долговечность. Значительное ухудшение пропускания наблюдается в ПК, в то время как в стекле LKSP изменений не наблюдается.
В итоге мы изготовили легкоплавкое фосфатное стекло с температурой плавления 500 ° C. Подбирая химический состав и исходные материалы, можно получить бесцветные прозрачные стекла.Температура T _g ниже 250 ° C, что является большим преимуществом для плавления и формовки при низких температурах. Хотя водостойкость иногда представляет собой главную проблему для легкоплавкого фосфатного стекла, это свойство можно улучшить с помощью состава и процесса приготовления. Поскольку это легкоплавкое стекло устойчиво к тепловым условиям и сильному освещению, оно считается новым кандидатом в бесцветное твердое вещество, которое может частично функционировать в качестве замены обычных EP.
Глава восьмая
Глава восьмая
8.1 ПЛАВЛЕНИЕ И ЗАМОРАЖИВАНИЕ
Если температура твердого тела повышается, согласно кинетической теории, скорость частиц должно увеличиваться. При повышении температуры частицы сталкиваются с друг друга с большей силой и, как следствие, раздвигаются дальше. Почти все твердые тела и жидкости расширяются при нагревании из-за увеличения скорости. Если температура твердого тела достаточно повышена, частицы будут перемещаться достаточно далеко врозь, чтобы скользить друг по другу.Когда происходит такое изменение, мы говорим, что твердое тело растаял. Температура, при которой плавится твердое тело, называется ТОЧКА ПЛАВЛЕНИЯ . этого твердого вещества. НОРМАЛЬНОЙ ТОЧКОЙ ПЛАВЛЕНИЯ ЯВЛЯЕТСЯ ТАКАЯ ТЕМПЕРАТУРА, ПРИ КОТОРОЙ ТВЕРДОЕ СТАНОВИТСЯ ЖИДКОСТЬЮ ПРИ ДАВЛЕНИИ ОДНОЙ АТМОСФЕРЫ .
Обратное верно для жидкостей. Будет какая-то температура ( и давление ) при котором частицы движутся так медленно, что больше не могут проскользнуть мимо друг друга.Эта температура называется ТОЧКА ЗАМЕРЗАНИЯ жидкость. НОРМАЛЬНОЙ ТОЧКОЙ ЗАМЕРЗАНИЯ ЯВЛЯЕТСЯ ТАКАЯ ТЕМПЕРАТУРА, ПРИ КОТОРОЙ ЖИДКОСТЬ СТАНОВИТСЯ ТВЕРДОМ ПРИ ДАВЛЕНИИ 1 АТМОСФЕРА . Почти все жидкости имеют определенная точка замерзания, и все твердые тела, кроме аморфных форм, имеют определенную температура плавления. Температура замерзания жидкости и температура плавления твердой формы равны такая же температура. Другими словами, лед тает, а вода замерзает при той же температуре. (0 ^o C).Тот факт, что диффузия в твердой состояние и то, что кристаллические соединения демонстрируют ощутимое давление пара, указывает на то, что молекулы не неподвижны. При понижении температуры твердого тела движение молекул постепенно уменьшается до абсолютного нуля (0 ^o K или -273 ^o C) он вообще останавливается.
8.2 СУБЛИМАЦИЯ
У некоторых твердых веществ давление пара достаточно велико при комнатной температуре, чтобы они испариться по прошествии времени, если не хранить в закрытом контейнере.Такое вещество будет переходить непосредственно из твердого в газообразное состояние, не проходя через жидкость штат. Сухой лед ( твердый диоксид углерода ) и кристаллы моли ( нафталин ) вещества, которые демонстрируют это явление, известное как СУБЛИМАЦИЯ . Можно отметить, что те твердые тела, в которых межмолекулярные силы ( Ван-дер-Ваальса силы ) являются слабыми, будут демонстрировать измеримое давление пара при комнатной температуре и иметь тенденцию на номер SUBLIME .Сублимация может объяснить, почему определенные твердые тела производят характерные запахи.
8,3 АМОРФНЫЕ ТВЕРДЫЕ
Ряд твердых или имеющих вид твердых веществ не имеют определенной формы и именуется AMORPHOUS , что означает « без форма “. Стекло – отличный пример аморфного твердого тела. Когда стекло нагретый, он не достигает точки, при которой он внезапно становится жидкостью. Стекло не имеет фиксированная точка плавления, как у воды.Скорее, по мере того, как стекло нагревается, оно становится все более и более мягким. и плавится постепенно в широком диапазоне температур. Чем горячее становится, тем легче стекло течет. Сопротивление жидкости течению называется ее ВЯЗКОСТЬ . Стекло и холодная патока – хорошие примеры вязких веществ. Вода и углерод тетрахлорид являются хорошими примерами невязких жидкостей. При остывании стекло не доходит до определенная температура, при которой он превращается в твердое тело. По мере остывания становится все больше и более вязкая и течет все медленнее.Большинство аморфных веществ, которые кажутся быть твердыми телами на самом деле не являются твердыми телами. Они имеют характеристики, аналогичные характеристикам стекла и называются ПЕРЕОХЛАЖДАЕМЫЕ ЖИДКОСТИ .
Чтобы различать кристаллические и аморфные вещества в химических уравнения, мы должны изменить символ ( s ). В некоторых ссылках истинный кристаллический твердые вещества будут обозначены, а аморфные материалы – ( amor ).
Одна форма серы содержит длинные цепи.Это аморфная форма и называется пластиковой. сера. Через несколько часов после приготовления он снова становится стабильным ромбическим. форма. Это изменение характерно для большинства аморфных веществ. В этих веществах аморфная форма неустойчива. Многие вещества, например стекло, остаются в аморфной форме. в течение длительных периодов времени вместо перехода в более стабильную кристаллическую форму, как это делает сера. Вещества, которые могут находиться в аморфной форме с длительным сроком существования, называются МЕТАСТАБИЛЬНЫМИ .Хотя вещество в метастабильной форме не находится в самой стабильной форме, это не так. могут измениться, если не будут подвергаться каким-либо внешним воздействиям. Стекло – метастабильный вещество, которое обычно находится в аморфной форме, но даже стекло может кристаллизоваться при надлежащих условиях.
8,4 КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ТВЕРДЫЕ
Большинство твердых веществ имеют кристаллическую природу. Некоторые твердые вещества, такие как сахар и столовая соли в том виде, в котором мы наиболее знакомы, состоят из монокристаллов.В большинство кристаллических твердых веществ, с которыми мы ежедневно контактируем, являются агрегатами многих переплетенные мелкие кристаллы. КРИСТАЛЛ МОЖЕТ БЫТЬ ОПРЕДЕЛЕН КАК ОДНОРОДНОЕ ТЕЛО ИМЕЮЩИЙ ЕСТЕСТВЕННУЮ ФОРМУ ПОЛИЭДРОНА . Кристаллы трехмерны фигуры, ограниченные плоскими поверхностями. Углы пересечения поверхностей всегда одинаковы для данного вещества и характерны для этого вещества. Это утверждение часто называют ЗАКОН СТЕНО в честь Николая Стено, который Впервые сделал наблюдение в 1669 году.Структура кристаллических твердых тел была выяснена в 1912 г., когда немецкий химик Макс фон Лауэ обнаружил, что расположение атомы, ионы или молекулы в кристаллах можно определить с помощью рентгеновских лучей. Кристаллы каждая субстанция построена в соответствии с фундаментальным геометрическим узором, известным как КРИСТАЛЛ РЕШЕТКА . Наименьшая часть кристаллической решетки, содержащая репрезентативная часть кристаллической структуры обозначается как UNIT ЯЧЕЙКА .Таким образом, природа твердого тела определяется размером, форма и содержание его элементарной ячейки.
Элементарные ячейки для известных кристаллов можно разделить на семь типов:

Металл	Точка плавления по Цельсию	Точка плавления по Фаренгейту
Адмиралтейство
Алюминий	660	1220
Латунь, Красный	1000	1832
Бериллий	1285	2345109
520,5
Кадмий	321	610
Хром	1860	3380
Кобальт
Золото, чистое 24 карата	1063	1945
Кованое железо	1482-1593	2700-2900
Свинец	327.5	621
Никель	1453	2647
Нержавеющая сталь	1510	2750
Стекло	1400-1600

Единичная ячейка	Пример
Кубический	Каменная соль
Тетрагональный	Белая олово
Орторомбический	Хлорид ртути (II)
Моноклиника	Хлорат калия
Triclinic	Дихромат калия
Шестигранник	Кремнезем
Ромбоэдрический	Кальцит

Вариации семи типов элементарных ячеек приводят к четырнадцати наблюдаемым кристаллам. решетки:

Кубический простой	Орторомбическая, по центру
Кубическая, по центру тела	Орторомбическая, по центру тела
Кубическая гранецентрированная	Орторомбическая, гранецентрированная
Triclinic	Шестиугольная
Моноклиника	Ромбоэдрический
Моноклиника	Тетрагональный простой
Орторомбический простой	Тетрагональный, по центру тела

Кристаллическая решетка называется С ЦЕНТРОМ ТЕЛА , если каждая В центре элементарной ячейки находится атом того же сорта, что и в углах.Решетка будет ЛИЦОМ , если элементарная ячейка содержит в серединах его граней атомы того же сорта, что и в углах. Кристаллическая решетка называется быть BASE-CENTERED , если каждая элементарная ячейка содержит Середина его крайних сторон граничит с атомами того же сорта, что и по углам. Структура кристалла определяется различными факторами. Среди них относительные числа и размеры строительных единиц и типы облигаций, удерживающих строительные единицы вместе в кристалл.Строительными единицами могут быть атомы, ионы или молекулы. Медь образует атомарную форму кристаллы, которые построены на атомах меди, упакованных вместе в регулярный узор ( гранецентрированных кубический ) с атомами, занимающими позиции решетки. Двуокись углерода твердая ( сух. ice ) состоит из молекулярных кристаллов, в которых молекулы CO ₂ являются единицами частицы. Хлорид натрия образует ионные кристаллы, в которых находятся ионы натрия и ионы хлорида. строительные блоки.

Кристаллы NaF, KCl, MgO и CaS имеют ту же кристаллическую структуру, что и NaCl.SrCl ₂, PbF ₂ и CdF ₂ кристаллизуются со структурой, характерной для CaF ₂. Говорят, что различные соединения, которые кристаллизуются с одинаковой структурой, быть ИЗОМОРФНЫЙ . Когда карбонат кальция (CaCO ₃) кристаллизуется при низких температурах, принимает ромбоэдрическую структуру и называется кальцит, но когда он кристаллизуется при высоких температурах, образуется ромбическая решетка и вещество называется арагонитом.Способность предполагать наличие двух или более кристаллических структур по той же субстанции называется ПОЛИМОРФИЗМ . Следует помнить, что некоторые из атомов, показанных на схеме элементарной ячейки, являются фактически разделяются другими элементарными ячейками и не лежат целиком в одной элементарной ячейке. Следующие правила могут помочь:

Атом, полностью расположенный внутри элементарной ячейки, принадлежит только этой ячейке.
Атом, лежащий на грани элементарной ячейки, в равной степени принадлежит двум элементарным ячейкам и считается как половина одного атома на элементарную ячейку.
Атом, лежащий на ребре, делится поровну на четыре элементарные ячейки и считается как одна четвертая. атома на элементарную ячейку.
Атом, лежащий в углу, делится поровну на восемь элементарных ячеек, за исключением гексагональной ячейке и считается как одна восьмая атома на каждую элементарную ячейку.
Атом, расположенный в углу шестиугольной ячейки, делится поровну на шесть элементарных ячеек и считается одной шестой атома на каждую элементарную ячейку.

8.5 ТЕПЛО ПЛАВЛЕНИЯ

Когда температура кристаллического твердого вещества достигает точки плавления, оно остается постоянным, пока все твердое не перейдет в жидкое состояние. Количество тепла требуется для изменения единицы массы вещества из твердого в жидкое состояние при постоянная температура известна как HEAT OF FUSION . В теплота плавления льда составляет 80 калорий на грамм ( 1440 кал / моль). Разные вещества имеют разную теплоту плавления, так же как разные вещества имеют разную температуру плавления. теплота испарения (Раздел 7.4).

Таблица: Теплота плавления и испарения

Вещество	Температура плавления (oC)	Точка кипения (oC)	Твердое <--> Жидкое плавление	Жидкость <--> Пар Теплота испарения
Кислород	-218	-183	3,3 кал / г	51 кал / г
Азот	-210	-196	6.1 кал / г	48 кал / г
Спирт	-114	78	26,0 кал / г	204 кал / г
Вода	0	100	80,0 кал / г	540 кал / г
Свинец	327	1750	5,5 кал / г	205 кал / г
Серебро	961	2212	26.5 кал / г	563 кал / г

8.6 СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Некоторые из общих свойств твердых тел, которые мы можем легко увидеть:

ОПРЕДЕЛЕННАЯ ФОРМА . Твердое тело сохраняет свою форму. В отличие от жидкости и газы, при обычных условиях не течет. Форма твердого тела независимо от контейнера.
ОПРЕДЕЛЕННЫЙ ОБЪЕМ . Все поверхности твердого тела свободны поверхности.Таким образом, объем твердого тела также не зависит от его контейнера.
НЕПРЕРЫВНОСТЬ . Давление, необходимое для уменьшения объемы твердых веществ даже больше, чем требуемые для жидкостей.
ОЧЕНЬ МЕДЛЕННАЯ ДИФФУЗИЯ . Если свинцовая пластина и золотая пластина помещенные в плотный контакт частицы золота могут быть обнаружены в свинце и наоборот.
КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ . Твердые тела можно описать как кристаллический или аморфный.Кристаллические твердые частицы имеют регулярное расположение частиц. Аморфные твердые тела имеют совершенно беспорядочное расположение частиц.

8.7 СВЯЗЫВАЮЩИЕ СИЛЫ В КРИСТАЛЛАХ

Часто бывает полезнее классифицировать кристаллы по типу решетки. структурная связь, которой они обладают.

ИОННЫЙ КРИСТАЛЛ . Ионная кристаллическая решетка состоит из положительные и отрицательные ионы расположены в характерном регулярном порядке.Без молекулярного единицы видны внутри кристалла. Сильные силы сцепления являются результатом привлечение положительных и отрицательных зарядов. Ионные кристаллы твердые и хрупкие, имеют довольно высокие температуры плавления и являются хорошими изоляторами.
COVALENT NETWORK CRYSTAL . Ковалентный сетчатый кристалл решетка состоит из массива атомов, которые разделяют электроны с соседними атомами. В Силы связывания – это прочные ковалентные связи, простирающиеся в фиксированных направлениях.Результирующий Кристаллы представляют собой компактные, взаимосвязанные ковалентные сетчатые структуры. Их можно считать быть гигантскими молекулами. Они очень твердые и хрупкие, имеют довольно высокие температуры плавления и являются непроводниками. Алмаз, карбид кремния, диоксид кремния и оксиды переходов к этому типу относятся металлы.
МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КРИСТАЛЛ . Металлическая кристаллическая решетка состоит из положительных ионов, окруженных облаком валентных электронов. Это облако обычно называется электронным газом.Сила связывания – это притяжение между положительными ионы металла и электрон “ газ “. Валентные электроны подарены атомами металла и принадлежат кристаллу в целом. Эти электроны могут свободно перемещаться по кристаллической решетке. Эта подвижность электронов объясняет высокая электропроводность, связанная с металлами. Твердость и температуры плавления металлические кристаллы сильно различаются для разных металлов. Натрий, железо, вольфрам, медь и серебро – типичные примеры металлических кристаллов, которые обладают хорошей электропроводностью.
КОВАЛЕНТНЫЙ МОЛЕКУЛЯРНЫЙ КРИСТАЛЛ . Ковалентный молекулярный кристаллическая решетка состоит из упорядоченного расположения индивидуально различных молекул. Если молекулы неполярные, сила связи относительно мала. Если молекулы полярный, сила связи относительно велика. Ковалентные химические связи, которые связывают атомы в молекулах намного сильнее сил, образующих кристалл решетка. Следовательно, молекулярные кристаллы имеют низкие температуры плавления, относительно мягкие, летучие ( легко испаряются, ) и хорошие изоляторы.Йод, углекислый газ, вода, и водород образуют кристаллы этого типа.

8,8 КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ДЕФЕКТЫ

Совершенный кристалл – большая редкость. Большинство кристаллов содержат дефекты одного или нескольких типов. Если мы смотрим на плоскость простого кристалла, такого как хлорид натрия, один из ионов может быть удалены из своего надлежащего положения и занимают место, где обычно не встречается иона. Этот вызывает несовершенный кристалл. Другая возможность состоит в том, что ион полностью отсутствует в его положение в решетке.В случае возникновения дефекта данного типа за каждые положительный ион отсутствует, должен отсутствовать отрицательный ион, чтобы сохранить электрическая нейтральность кристалла. Иногда это возможно для посторонних ионов, атомов, электронов или даже молекул, чтобы занять эти пространства, освобожденные нормальными ионами кристалл.

Контролируемые незначительные количества примесей иногда намеренно вводятся в кристалл, чтобы вызвать дефекты в решетке. Эти примесные дефекты приводят к изменению проводимость кристалла, которая дает начало практическим приложениям, таким как производство полупроводников.

8.9 ГИДРАТЫ

При испарении водных растворов многих растворимых солей соль отделяется в виде кристаллы, которые содержат соль и воду, соединенные в определенных весовых пропорциях. Такой соединения известны как HYDRATES , а вода называется WATER УВЛАЖНЕНИЯ . Образование гидратов не ограничивается солями, но часто встречается с кислотами, основаниями и даже элементами. Фактически это не ограничивается кристаллами.Некоторые примеры гидратов:

CuSO ₄. 5 H ₂ O	Купорос голубой
MgSO ₄. 7 H ₂ O	Английская соль
КАЛ (СО ₄) ₂. 12 H ₂ O	Квасцы
Na ₂ SO ₄. 10 H ₂ O	Глауберова соль

Когда синие кристаллы сульфат-5-гидрата меди (II), CuSO ₄.5 H ₂ O, нагреваются, образуется вода, кристаллическая структура характерна для гидратированных соль распадается, и белая безводная ( без воды ) соль, CuSO ₄, останки.

CuSO ₄. 5 H ₂ O CuSO ₄ + 5 H ₂ O

8.10 ВКУС И ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Гидраты обладают давлением пара, которое можно продемонстрировать, поместив кристалл гидрат в вакууме над ртутью в барометрической трубке, уровень ртути подавлен до степени, зависящей от величины ДАВЛЕНИЯ ПАРА ГИДРАТА .Давление пара гидрата увеличивается с увеличением повышается температура и уменьшается при понижении температуры.

Когда гидрат показывает давление пара выше, чем парциальное давление воды в атмосфере, он потеряет часть или всю воду гидратации при воздействии воздуха. Гидраты, которые теряют гидратную воду при контакте с воздухом, называются EFFLORESCENT , и EFFLORESCENCE , как говорят, имело место. Отсюда следует, что некоторые гидраты стабильны при высокой влажности и разлагаются при низкой.Соль, такая как Сульфат меди (II) может образовывать более одного гидрата, каждый из которых обладает собственным определенное давление пара при данной температуре. Следующие гидраты меди (II) сульфаты известны:

CuSO ₄. 5 H ₂ O

CuSO ₄. 3 H ₂ O

CuSO ₄. H ₂ O

Когда некоторые вещества с низким давлением пара, такие как CaCl ₂ .H ₂ O, при контакте с воздухом образуют высшие гидраты. Такие соли можно использовать в удаление влаги из воздуха или других газов. Вещество, способное выводить влагу из воздух называется ГИГРОСКОПИЧЕСКИЙ . Концентрированная серная кислота, жидкость, и оксид фосфора (V), твердое вещество, являются мощными осушающими агентами, или DESICCANTS . Некоторые водорастворимые гигроскопичные твердые вещества удаляют из воздуха достаточное количество воды для растворения. полностью в этой воде и образуют раствор (P ₂ O ₅).Такие вещества называются DELIQUESCENT , а процесс называется DELIQUESCENT . Очень растворимые соли, такие как CaCl ₂, часто обладают чрезвычайно высокой текучестью.

Вернуться в третье тысячелетие онлайн

Авторские права, май 1987 г., Джеймс Р. Фромм (mailto: [email protected]) Пересмотрен в феврале 2000 г.
.

Температура плавления жидкое стекло: Тюменский индустриальный университет » Страница не найдена

Cromsodergashie brikety

Жидкое стекло натриевое и калиевое, Силикат натрия, Силикат калия

Жидкое стекло натриевое и калиевое (силикат натрия, силикат калия)

При какой температуре плавится стекло?

Принципы расчета

Процесс плавления

Основные значения

Жидкое стекло – это… Что такое Жидкое стекло?

Получение

Применение

Примечания

Ссылки

Стекла температуры плавления – Справочник химика 21

Температура плавления оконного стекла – OknaForLife.ru

При какой температуре плавится стекло?

Принципы расчета

Процесс плавления

Основные значения

Плавление стекла

Плавление стекла в промышленности

Промышленное оборудование для плавления стекла

Производители и поставщики оборудование для плавления стекла

Особенности плавление стекломассы в домашних условиях

Температура плавления стекла в градусах

Как расплавить стекло в муфельной печи – технология, температура плавления, особенности

Стекло

При какой температуре плавится стекло?

Принципы расчета

Процесс плавления

Основные значения

Как расплавить стекло. Плавление бутылочного стекла в муфельной печи

Факт или вымысел ?: Стекло – это (переохлажденная) жидкость

Точка плавления стекла? (Диаграммы и 18 вещей, которые следует знать)

Действительно ли стекло плавится

Что такое точка плавления стекла

Температура кипения стекла

Точка плавления мягкого стекла

Точка плавления натронно-известкового стекла

Точка плавления кварцевого стекла

Точка плавления стекла Pyrex

Температура плавления закаленного стекла

Точка плавления свинцового стекла

Стекловата / Точка плавления стекловолокна

Температура размягчения стекла

Температура плавления стекла по сравнению со сталью

Таблица сравнения Точка плавления металла по сравнению со стеклом

Что такое плавление стекла?

Плавится ли стекло в огне?

Можно ли плавить стекло в духовке?

При какой температуре плавится стекло по Цельсию?

Заключительные слова

Является ли стекло жидкостью при комнатной температуре | Стекло – жидкость

Физические свойства | Химия для неосновных

Цели обучения

Почему стандарты драг-каров постоянно повышаются?

Резюме

Практика

Обзор

Глоссарий

аморфных твердых тел | Химия для неосновных

У вас когда-нибудь спустилось колесо?

Аморфные твердые тела

Сводка

Практика

Обзор

Легкоплавкие оксидные стекла, полученные при температуре плавления 500 ° C

Исследование химического состава стекол на основе фосфата олова

Повышение водостойкости стекол на основе КСП

Физические свойства стекла KSP (LKSP), легированного La

Глава восьмая

Таблица: Теплота плавления и испарения

Добавить комментарий Отменить ответ