IV.1.10.1.А. Сировина для виготовлення скла.

СИРОВИНА для виготовлення скла містить:

IV.1.10.1.Б. Технологія виготовлення скла.

Сировина змолочується, важиться в певному співвідношенні. При подальшому нагріванні шихта плавиться і летючі складові H₂О; СО₂; SO₃ вбираються. Окисли реагують між собою і утворють стклоподібну масу.

Вироби одержують швидким охолоджуванням розчиненого матеріалу в спеціальних формах, які охолоджуються водою. Виготовлене скло віджигають для усунення небезпечних місцевих напружень.

Хімічні містять: SiO₂; B₂O₃; Na₂O₃; К₂О; CaO; BaO; PbO; Al₂O₃

IV.1.10.2. Залежність властивостей скла від їх хімічного складу.

Силікатне скло класифікується на:

§ безлугове;

§ лужні, без важких окислів;

§ лужні, з важкими окислами;

§ кварцове скло.

БЕЗЛУГОВЕ скло - (окисли Na і K - відсутні) володіють високими електричними властивостями і високої нагрівостійкістю. До такого виду скла відносне - КВАРЦЕВЕ СКЛО, яке одержують з SiO₂ плавленням при t=1700⁰C. Основа мікроструктури матеріалу, що одержується, кисневі тетраедри [SiO₄]₄. Ці тетраедри єднаються друг з другом крізь кисневі іони утворять суцільні тривимірні сітки. Точної періодичності в структурі немає (дальній порятунок), що є признакою аморфного тіла. Кварцове скло прозоро для вилучень видимої і інфрокрасній області спектру.

Інколи в меті покращення технологічних характеристик в склад скла вводять окисли лужних металів, при цьому істотно погіршуються електричні характеристики. Модифікація даних властивостей залежить від радіусу іону. Чим менш радіус іону, тим більше його рухливість, тим більше питома провідність. Експериментально встановлене, що за наявності двох лужних окислів в матеріалу, електричні характеристики можуть бути значно краще, ніж за наявності одного, сумарного по масі двом. Це явище називається НЕЙТРАЛІЗАЦІЙНИМ або ПОЛІЛУГОВИМефектом.

ЛУЖНЕ скло (без важких окислів Pb, W, Ti). Поділяються на:

§ натрієві;

§ калієві;

§ калієво - натриєві.

Ця більшість звичайного скла володіє пониженою нагрівостійкістю і низькими електричними властивостями. Легко обробляється при нагріванні.

ЛУЖНЕ скло (з високим вмістом важких окислів Pb, W, Ti, ВАЖКЕ СКЛО, ХРУСТАЛІабоФЛІНТИ). Задовільно оброблюються і мають підвищені електричні властивості. При нормальних умовах наближаються до електричних властивостей скла першої групи. Хімічний склад BaO і PbO і ін.

Характеристики: σсж=2100МПа; σp=300МПа; t_РАЗМ=(400¸1600)⁰С при SiO₂=100%; ε=(3.8¸16); r=10¹⁴Ом*м; tgδ=0.0003.

Більшість скла завдяки складу домішки Fe₂O₃ поглинають у/ф промені. Скло, яке складає менш 0.02% Fe₂O₃ прозорі у/ф променем. Кришталі сильно поглинають pентгеновскі промені і інші види вилучень високих енергії. Силікатне скло тривке до чинності кислот, але розчинені в плавиковій кислоті (HF). Стійкість цього скла до луги значно нижче.

IV.1.10.3. Класифікація скла по технічному призначенню.

По технічному призначенню скло поділяється на:

§ Електровакуумні;

§ Ізоляторні;

§ Кольорові;

§ Лазерні;

§ Скловолокно;

§ Світловоди.

ЕЛЕКТРОВАКУМНЕ скло - al=min. В скло впаюють тугоплавкі метали і сплави у яких al (температурний коефіцієнт лінійного розширення) такий же як і у скла.

§ Платинові al=(85.. 92) *10^-7 K^-1;

§ Молібденові al=(46.. 52) *10^-7 K^-1;

§ Вольфрамові al=(25.. 42) *10^-7 K^-1.

Назва скла так тому, що al їх наближається до al цих металів.

МАРКА приклад: С89-5 де: З - скло; 89 - значення al; 5 - серія розробки.

По хімічному складу ЕЛЕКТРОВАКУМНЕ скло відносять до груп: боросилікатних - B₂O₃+SiO₂; алюмосилікатних - Al₂O₃+SiO₂; з домішками лужних окислів.

ІЗОЛЯТОРНЕ скло - легко металізується і тому використовуються в металевих корпусах різноманітних приладів, що потребує герметизацію вводів. В якості матеріалу використають лужне силікатне скло.

КОЛЬОРОВЕ скло - одержують з звичайного силікатного скла, прозорих для вилучення в видимій частині спектру.

Добавки - що придають колір склу: CaO - синій; Cr₂O₃ - зелений; MnO₂ - фіолетовий і коричневий; UO₃ - жовтий.

ЛАЗЕРНЕ скло - наводять собою активні іони Ba; K; Si що рівномірно розподілені в діелектричній прозорій матриці. Найбільш часто застосовується: БАРИТОВИЙ КРОН (BaO - K₂O - SiO₂). Дані матеріали високо технологічні, однак завдяки дальньому порятунку, монохроматичність вилучення знижується, що вимагає додаткової енергії накачки. У Порівнянні з монокристалами це скло володіє низькою теплодротністю, що не дозволяє створити безперервний процес генерації вилучення.

СКЛОВОЛОКНО - одержують з звичайного алюмосилікатного, без лугового, мало лугового, алюмо - боро - селікатного скла засобом витягування крізь філь’єру, з подальшим швидким охолоджуванням і намотуванням на барабан. Володіють високою гнучкістю і підвищеної механічної тривкістю, в наслідок орієнтації частинок поверхневого шару в момент охолоджування. Тривкі властивості отриманого матеріалу дозволяють обробляти його засобами текстильної технології з отриманням склотканин.

СВІТЛОВОДИ - являють собою тонкі скляні волокна, що використають для передачі світловий енергію між джерелом і приймальником. Сукупність методів і засобів передачі світлової інформації з допомогою волокон - має назву бавовняної оптики. Передача інформації в них відбувається багаторазовим повним внутрішнім відбиванням світлового променя. Коли волокна збирають в палять, для виготовлення багатожилкового волокнинооптичного кабелю, поверховість волокна покривають світлоізолюючей оболонкою, для помехозахишєності і взаємного проникнення інформації. На основі даної технології створені СВІТЛОВОДИ всередині оптичних інтегральних мікросхем.