Реферат: Стеклокристаллические материлы (ситаллы) - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Стеклокристаллические материлы (ситаллы)

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 156 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

7 Введен ие Миллионы лет назад огненная лава, выброшенная на поверхность земли в виде стекловидной массы, застывая пр и разных условиях, превращалась в естественные камни - граниты, трахиты, в улканический пепел и др. Этот процесс протекал стихийно, поэтому по свои м свойствам различные камни резко отличаются друг от друга. В дальнейшем ученые нашли пути управления процессами кристаллизации расплавов, в ча стности, стекла, и разработали технологию получения так называемых сита ллов, позволяющую превращать стекло в прочнейший материал. В 1950-х гг. дирек тор отделения фундаментальных исследований по химии компании «Дау Кор нинг» в Нью-Йорке Дональд Стукей открыл способ стимулирования процесса кристаллизации стекла с целью получения новых ценных материалов из «ра сстеклованной массы». С этого времени процесс кристаллизации стекла, из вестный как самопроизвольный (или спонтанный) и приносивший большие пот ери на производстве, стал управляемым и направленным. В 1953 г. Дональд Стукей опубликовал статью о механиз ированном производстве новых материалов, и уже в 1957 г. он получил ряд патентов на их изготовление. Первое офиц иальное сообщение о создании новой отрасли по превращению стекла в тонк окристаллическую «стеклокерамику» было сделано фирмой «Дау Корнинг» 23 мая 1957 г . Н овый материал, названный «пирокерам», по сущест ву представляет собой кристаллический материал, полученный из незакри сталлизованного стекла. Метод получения нового материала заключался в следующем: шихта, содержащая один или несколько ядрообразующих веществ ( нуклеаторов), подвергалась плавлению, затем выработке и охлаждению. Соот ветствующая тепловая обработка изготовленного изделия вызывала образ ование ядрообразующих зародышей в виде биллионов субмикроскопических кристаллов в 1 мм3 пирокерама. Каждый такой кристаллит становился центро м роста кристаллов при дальнейшем нагревании. Благодаря разнообразию х имического состава исходных стекол и методов тепловой обработки пирок ерам обладал разными свойствами. В связи с исследованиями в области новы х материалов рождалась новая терминология и обсуждалась пригодность д авно известных терминов применительно к изучаемым материалам и технол огиям их изготовления. В ходе первых работ по стеклокристаллическим мат ериалам многие исследователи давали им свои местные, «фирменные», назва ния. Например, фирма «Дау Корнинг» дала этому материалу название «пироке рам». Затем были выпущены его модификации под названиями «пирофлам», «це нтура», «фотокерам» и др. В Англии использовались названия «пиросил», «с лагцерам». В Польше в зависимости от технологии изготовления - «силитал» , «квазикерам», «шлаковый квазикерам». В СССР подобные силикатные поликр исталлические материалы получили названия «ситаллы» или «шлакоситалл ы». Помимо общности технологий производства, эти материалы объединяло е ще и особое сочетание стеклообразной и кристаллической фаз, а также хими ческая кремнекислородная природа. Ситаллы подра зделяются на фотоситаллы, термоситаллы и шлакоситаллы. В отличие от обычных с текол, свойства которого определяются в основном его химическим состав ом, для ситаллов решающее значение имеет структура и фазовый состав. При чина ценных свойств ситаллов заключается в их исключительной мелкозер нистости, почти идеальной поликристаллической структуре. Свойство сит аллов изотропны. В них совершенно отсутствует вязкая пористость. Усадка материала при его переработке незначительна. Большая абразивная стойк ость делает их малочувствительными к поверхностным дефектам. Плотнос ть ситаллов лежит в пределах 2400-2950 кг/м 3 , прочность при изгибе – 70-350 МПа, временное сопротивление – 112-161 М Па, сопротивление сжатию – 7000-2000 МПа. Модуль упругости 84 – 141Гпа. Прочность с италлов зависит от температуры. Твердость их близка к твердости закален ной стали ( V - 7000-10500 МПа). Они весьма износостойки (f тр = 0,07-0,19). Коэффициент линейного расширения лежит в предела х (7– 300) 10 -7 с -1 . По теплопроводности ситаллы в резуль тате повышенной плотности превосходят стекла. Термостойкость высокая я t = 50 -900 0 С. Применение ситалло в определяется их свойствами. Производство ситаллов Ситаллы представляют собой стеклокристаллические (микрокристалли ческие) материалы, получаемые путем направленной (катализированной) кри сталлизации стекол специальных составов, протекающей в объеме заранее отформованного изделия. Ситаллы состоят из одной или нескольких кристаллических фаз, равномерно распределенных в стекл овидной фазе. Главная особенность ситаллов - тонкозернистая равномерная стеклокри сталлическая структура, обусловливающая сочетание высокой твердости и механической прочност и с отличными электроизоляционными свойствами, высокой температурой р азмягчения, хорошей термической и химической стойкостью. В ситаллах, изг отовленных из светочувствительных стекол, получают непрозрачные белые или цветные трехмерные изображения. Различная растворимость кристаллической и прозрачной стек ловидной фаз открывает возможности получения выпуклого изображения и производства из фотоситаллов технических изделий с сеткой прецизионно выполненных отверстий любого сечения. Термическая устойчивость ситаллов обеспечивается очень небольшими, а иногда и отрицательными (от -7 10 -7 до +3 10 -7 ) коэффици ентами термического расширения . Оптическое кварцевое стекло может быть заменено прозрачны ми ситаллами, которые имеют перед ним то преимущество, что в силу малых ко эффициентов теплового расширения они нечувствительны к тепловым удара м. Прозрачность связана с размером кристаллов, меньшим длины полуволны в идимого света (сотые доли м), и близостью показа телей их преломления к стекловидной фазе. Светочувствительные стекла и фотоситаллы находят широкое применение в микроэлектронике, ракетной т ехнике, космосе, оптике, полиграфии и бытовых приборах. Так, из фоточувств ительного стекла получены матрицы для газоразрядных приборов, фотокер ам для изготовления плат печатного монтажа, из фотоситалла - перфорирова нные диски, применяемые в катодно-лучевых трубках и т.д. Технология ситаллов вклю чает стадии варки стекла, формовки изделий и специальной термической о бработки. Технические ситаллы получают на основе искусственных шихт тех частей силикатных систем, в которых кристаллизуются фазы, обладающие заданным и свойствами. Для термостойких ситаллов такими фазами являются кордиер ит, сподумен LiAlSi 2 O 6 , эвкрипт ит LiAlSiO 4 ; для высокопрочных - шпинель, муллит; для диэлектриков -кордие рит, диопсид, волластонит и т.д. Такие свойства, как плотность, коэффициент термического расширения, теплопроводность, модуль упругости и диэлект рическая проницаемость зависят от свойств фаз и аддитивно меняются с из менением содержаний этих фаз. Поэтому важнейшую задачу технической пет рологии составляет изучение диаграмм состояния соответствующих систе м. На фазовый состав ситаллов влияют малые (до 1,5%) добавки модификаторов ( Na, K, Ca, Ba и др.), стеклообразовате лей ( В, Р и др.) и окислов пром ежуточного типа, введение которых не меняет состав основных фаз, но заме тно увеличивает или снижает их содержание. Необходимыми добавками явля ются вещества, служащие катализаторами и центрами кристаллизации стек ол. В качестве последних применяются: металлические Au, Ag, Cu, Pt, Pd в количествах от сотых до десяты х долей %; окисные TiO 2 , P 2 O 5 , Cr 2 O 3 , ZrO 2 , ZnO и др. (первые %), фторидные Na 3 AlF 6 , Na 2 SiF 6 , CaF 2 и др. (обязательно совместно с Al 2 O 3 ), сера или сульфаты с доба вкой кокса , сульфиды. В состав фотоситаллов вводят в качестве светочувствительных добавок Au, Ag, Cu в сочетании с сенсибилизат орами. Сенсибилизаторы - вещества, способствующие более полному протека нию фотохимических процессов - повышению фоточувствительности с образ ованием скрытого поверхностного изображения. При получении фотохромны х и других светочувствительных стекол в качестве сенсибилизаторов исп ользуются GeO 2 , одновалентное золото, сернистые соединения щелочных метал лов и др. Применение элементов платиновой группы ( Pt, Re, Pd, Os, Ir ) не требует присутствия сенсиби лизаторов. С целью удешевления производства и комплексного использования сырья д ля изготовления ситаллов привлечены: доменный шлак вместе с кварцевым п еском - для получения шлакоситаллов; магматические эффузивные и интрузи вные горные породы основного состава (базальты, габбро, траппы), метаморф ические породы (тремолитовые и тальковые сланцы), осадочные породы (лесс овые суглинки, известковая глина), нефелиновый концентрат - для получени я петроситаллов. Оценка пригодности шлаков и горных пород для этих целей наиболее просто и эффективно осуществляется петрографическими метода ми по их минеральному составу. Не последнюю роль играют знания петрохими ческих особенностей и использование возможностей методов петрохимиче ских пересчетов. Схема режима те рмообработки стекла для получения ситаллов. Главной в те хнологии ситаллов является двухстадийная термообработка. Первая стадия - об разования центров кристаллизации - осуществляется для большинства сос тавов шихт выдержкой при температуре, оптимальной для этого процесса. Дл я фотоситаллов изделия после отжига облучают ультрафиолетовыми, рентг еновскими или - лучами. Проявление с крытого изображения происходит при нагревании стекол в интервале межд у температурой размягчения и отжига в течение 8 - 60 мин. Далее термообработ ка продолжается при более высоких температурах для завершения процесс а кристаллизации и получения ситалла. На второй стадии изделия отжигают при температуре, наиболее благоприятной для роста кристаллов. Жаропрочность, электропроводность, механическая прочность зависят не только от свойств фаз, но в большей степени от структуры и потому не являю тся аддитивными. Плотная микростуктура обеспечивает высокую твердость и сопротивление абразивному износу. Повышение степени закристаллизов анности увеличивает модуль упругости. Улучшению механических , термиче ских, электроизоляционных свойств материала и химической стойкости сп особствует низкое содержание стекловидной фазы. Хотя контроль за фазовым составом и структурой в связи с тонкозернисто стью ситаллов осуществляется в основном методами рентгенофазового ана лиза и электронной микроскопии, при активном участии петрологов провод ится исследование кинетики зародышеобразования и роста кристаллов, яв ляющихся теоретической основой главных стадий производства ситаллов. Вопросы переохлаждения расплавов не чужды петрологии. Рассмотренные з акономерности служат основой объяснения образования природных стекол и ряда мелкозернистых структур при магматических процессах, в частност и оторочек малоглубинных интрузивных тел. Существенны они и для методик и закалки при проведении эксперимента. Примене ние ситаллов Синт ез ситаллов может быть осуществлен с учетом заранее заданных свойств. Бл агодаря этому ситаллы могут отличаться каким-либо одним главным свойст вом, например, механической или термической прочностью, химической усто йчивостью, износостойкостью, прозрачностью и др., или обладать комплексо м необходимых свойств. Это предопределило широкий спектр использовани я этих кристаллических материалов. В промышленных масштабах ситаллы ст али широко использовать с начала 1960-х гг. Сегодня они широко используются в промышленности в качестве облицовочного материала, элементов слоист ых панелей в конструкциях промышленных зданий. Незаменим ситалл и в быту . Из него изготавливают жаропрочную хозяйственную посуду - кастрюли, жар овни, сотейники. Стеклокерамику применяют в авиационной промышленност и, например, в обтекателях ракет. Очень большое распространение в химиче ском машиностроении получили стеклокристаллические покрытия, наносим ые на поверхность различных металлов для защиты их от коррозии, окислени я и износа при обычных и повышенных температурах. На предприятиях химиче ской, коксохимической и нефтеперерабатывающей отраслей промышленност и используют ситалловые трубы. Все шире области применени я ситаллов в электронной промышленности. Их используют в качестве диэле ктрической изоляции микросхем и межслойной изоляции печатных схем на к ерамических и других подложках. Ситаллы на основе горных пород (перлита и доломита) рекомендуются для изготовления высоковольтных стержневых и штыревых электроизоляторов. Стеклокерамические корпуса нашли примен ение для герметизации полупроводниковых приборов и интегральных схем. Литиево-алюмосиликатная стеклокерамика в сочетании с барийалюмосилик атным стеклом в наши дни служит наполнителем в материалах для п ломбирования зубов. Стеклокристаллические ма териалы разделяют на ряд видов, важнейшими из которых являются ситаллы, получаемые из технически чистых материалов, и шлакоситаллы, получаемые на основе дешевого сырья - металлургических шлаков. Родиной шлакоситалл а считают Советский Союз, где впервые были разработаны механизированна я технология и оборудование для непрерывной варки шлакоситаллового ст екла в ванной печи непрерывного действия, формования ленты и кристаллиз ации ее в конвейерной печи с целью получения черного, белого и светлоокр ашенного шлакоситалла. В основе всех работ в этом направлении лежат иссл едования профессора И. И. Китайгородского, впервые введшего в обиход сам о слово «ситалл» и разработавшего концепцию использования отходов раз личных производств, включая доменные шлаки, для получения нового вида ма териала из стекла. Следует заметить, что первые шлакоситаллы в зависимос ти от чистоты шлакового сырья и его состава получались серых, коричневых , зеленовато-бурых тонов. Их применяли в основном в технике и строительст ве (например, в виде листов и плиток для настила полов в химических цехах, гражданских сооружениях). Но для того, чтобы получить из них декоративны е материалы, необходимо было расширить цветовую гамму. Естественно, любы е цветные материалы можно создать на основе белого с использованием кра сителей. А белый шлакоситалл долго не удавалось получить. Лишь в 1970 г. был налажен выпуск белой разнов идности шлакоситаллов. Панели и плиты из этого материала стали широко пр именять при облицовке фасадов Литература Макмиллан П. У., “Стеклокерамика”, пер. с англ., М., 1967. Павлушкин Н. М., “Основы технологии ситаллов”, М., 1970. Бережной А.И. “Сит аллы и фотоситаллы”. - М., Машиностроение, 1981.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Дураков понимает большинство. Умных - меньшинство. Гениев - единицы. Так рождается популярность.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по химии "Стеклокристаллические материлы (ситаллы)", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru