Vrste i svojstva stakla. Kvarcno staklo: proizvodne karakteristike, GOST

Vrste stakla

Kvarcno staklo

Kvarc staklo se proizvodi topljenjem silicijumskih sirovina visoke čistoće. Kvarc staklo se sastoji od silicijum dioksida SiO 2 i najviše je otporan na toplotu staklo: njegov koeficijent linearne ekspanzije u rasponu od 0 - 1000 °C je samo 6x10 -7. Stoga, usijano kvarcno staklo, spušteno u hladnom vodom, ne puca.

Tačka omekšavanja kvarcno staklo, pri kojem se postiže dinamički viskozitet od 10 7 Poise (10 Pachs) jednak je 1250 °C. U nedostatku značajnih padova tlaka, kvarcni proizvodi se mogu koristiti do ove temperature. Potpuno topljenje kvarcnog stakla, kada se od njega mogu proizvoditi proizvodi, događa se na 1500-1600 °C.

Poznato dvije sorte kvarcno staklo: transparentan kvarc i mlečno mat. Zamućenost potonjeg uzrokovana je obiljem sitnih mjehurića zraka, koji se zbog visoke viskoznosti taline ne mogu ukloniti pri topljenju stakla. Proizvodi od mutnog kvarcnog stakla imaju gotovo ista svojstva kao proizvodi od prozirnog kvarca, s izuzetkom optička svojstva i veću propusnost gasa.

Površina kvarcnog stakla ima neznatnu adsorpcija sposobnost na razne plinove i vlagu, ali ima najveću plinopropusnost među svim staklima na povišena temperatura. Na primjer, kroz kvarcnu cijev sa zidovima debljine 1 mm i površinom od 100 cm 2 na 750 ° C, 0,1 cm 3 H 2 prodire za jedan sat ako je razlika tlaka 1 atm (0,1 MPa).

Kvarcno staklo treba pažljivo zaštititi od bilo kakve kontaminacije, čak i od masnih tragova na rukama. Prije zagrijavanja kvarcnog stakla, sve neprozirne mrlje na njemu uklanjaju se razrijeđenom fluorovodoničnom kiselinom, a masne mrlje etanolom ili acetonom.

Kvarcno staklo stabilan na sve kiseline, osim HF i H 3 PO 4 . Na njega ne utiču C1 2 i HCl do 1200 °C, ili suvi F 2 do 250 °C. Neutralne vodene otopine NaF i SiF 4 pri zagrijavanju uništavaju kvarcno staklo. Potpuno je neprikladan za rad sa vodenim rastvorima i topljenjem hidroksida alkalnih metala.

Kvarc staklo zadržava svoja električna izolaciona svojstva na visokim temperaturama. Njegova električna otpornost na 1000 °C iznosi 10 6 Ohm cm.

Regular glass

Uobičajene čaše uključuju soda-kreč, vapno-kalijum i soda-kreč-kalijum.

kreč-natrijum ( soda), ili natrijum-kalcijum-magnezij-silikatno staklo, koristi se za proizvodnju prozorskog stakla, staklenih posuda i posuđa.

kreč-kalijum ( potash), ili kalijum-kalcijum-magnezijum-silikatno staklo, ima veću otpornost na toplotu, povećan sjaj i transparentnost; koristi se za proizvodnju visokokvalitetnog posuđa.

kreč-natrijum-kalijum ( soda-potash), ili natrijum-kalijum-kalcijum-magnezijum-silikatno staklo, ima povećanu hemijsku otpornost zbog mešavine natrijum i kalijum oksida; najčešće u proizvodnji posuđa.

Borosilikatno staklo

Stakla sa visokim sadržajem SiO 2, niskim sadržajem alkalnog metala i značajnim sadržajem bor oksida B 2 O 3 nazivaju se borosilikatima. Borni anhidrid djeluje kao fluks za silicijum dioksid, tako da se sadržaj alkalnog metala u punjenju može naglo smanjiti bez pretjeranog povećanja temperature topljenja. Godine 1915. kompanija Corning Glass Works počeo proizvoditi prva borosilikatna stakla pod trgovačkim imenom Pyrex. Marka stakla Pyrex je borosilikatno staklo koje sadrži najmanje 80% SiO 2, 12-13% B 2 O 3, 3-4% Na 2 O i 1-2% Al 2 O 3. Poznato je kao različita imena: Corning(SAD), Duran 50, Jenskoe staklo G 2 0 (Njemačka), Gizil, Monex(Engleska), TS(Rusija), Sovirel(Francuska), Simaks(Češka Republika).

Ovisno o specifičnom sastavu, otpornost na termički udar takvih stakla je 2-5 puta veća od otpornosti na vapneno ili olovno staklo; obično su mnogo bolja od ostalih stakla u hemijskoj otpornosti i imaju svojstva korisna za električne primjene.

Temperatura omekšavanja Pyrex stakla do dinamičkog viskoziteta od 10 11 poise (10 10 Pas) je 580-590 °C. Ipak, staklo je pogodno za rad na temperaturama do 800°C, ali bez suvišnog pritiska. Kada se koristi vakuum, temperatura proizvoda od Pyrex stakla ne bi trebala biti povišena iznad 650 °C. Za razliku od kvarcnog stakla, Pyrex staklo je praktično neprobojno za H2, He, O2 i N2 do 600 °C. Fluorovodonične i zagrijane fosforne kiseline, kao i vodene otopine (čak i 5%) KOH i NaOH, a posebno njihove taline, uništavaju Pyrex staklo.

Kristalno staklo

Kristalno staklo (kristal) je visokokvalitetno staklo koje ima poseban sjaj i sposobnost snažnog prelamanja svjetlosti. Postoje kristalne čaše koje sadrže i bez olova.

Kristalne čaše koje sadrže olovo— olovno-kalijum staklo, proizvedeno dodatkom oksida olova, bora i cinka. Karakterizira ga povećana težina predivna igra lagan, melodičan zvuk kada se udari; koristi se za proizvodnju visokokvalitetnog posuđa i ukrasnih predmeta. Najviše se koristi kristal koji sadrži od 18 do 24% olovnih oksida i 14-16,5% kalijum oksida (lakog).

Kristalne čaše bez olova uključuju barit, lantan, itd.

Barit staklo sadrži povećan iznos barijum oksida. Posjeduje najbolji sjaj, veći indeks loma i specifična težina u odnosu na obične naočare, koristi se kao optički I poseban staklo.

Lantana staklo sadrži lantan oksid La 2 O 3 i lantanoide (spojine lantana sa aluminijumom, bakrom itd.). La 2 O 3 povećava prelamanje svjetlosti. Visokog je kvaliteta; primijenjen kao optički.

Svojstva stakla

Gustina staklo zavisi od toga hemijski sastav. Gustoća - odnos mase stakla na datoj temperaturi i njegove zapremine, zavisi od sastava stakla (što je veći sadržaj teških metala, to je staklo gušće), od prirode termička obrada i kreće se od 2 do 6 (g/cm3). Gustina je konstantna vrijednost, znajući to, možete procijeniti sastav stakla. Ima najmanju gustinu kvarc staklo - od 2 do 2,1 (g/cm 3), borosilikat staklo ima gustinu od 2,23 g/cm 3 , najveće je optičko staklo sa visokim sadržajem oksida olova - do 6 (g/cm 3). Gustina kreč-natrijum staklo je oko 2,5 g/cm 3 , kristal- 3 (g/cm 3) i više. Tabelarno prikazana vrijednost za gustinu stakla je u rasponu od 2,4 do 2,8 g/cm 3 .

Snaga. Čvrstoća je sposobnost materijala da se odupre unutarnjim naprezanjima koja su rezultat vanjskih opterećenja. Čvrstoću karakteriše vlačna čvrstoća. Čvrstoća na pritisak za razne vrste staklo se kreće od 50 do 200 kgf/mm 2. Na čvrstoću stakla utiče njegov hemijski sastav. Tako oksidi CaO i B 2 O 3 značajno povećavaju čvrstoću, PbO i Al 2 O 3 u manjoj mjeri, MgO, ZnO i Fe 2 O 3 gotovo da je ne mijenjaju. Od mehaničkih svojstava stakla, vlačna čvrstoća je jedna od najvažnijih. To se objašnjava činjenicom da staklo djeluje lošije na napetost nego na kompresiju. Tipično, vlačna čvrstoća stakla je 3,5-10 kgf/mm 2, odnosno 15-20 puta manja od tlačne čvrstoće. Hemijski sastav utiče na vlačnu čvrstoću stakla na isti način kao što utiče na čvrstoću na pritisak.

Tvrdoća staklo, kao i mnoga druga svojstva, zavisi od nečistoća. Na Mohsovoj skali, to je 6-7 jedinica, što je između tvrdoće apatita i kvarca. Tvrdoća različitih vrsta stakla zavisi od njegovog hemijskog sastava. Staklo najveće tvrdoće povećan sadržaj silicijum - kvarc I borosilikat. Povećanje sadržaja alkalnih oksida i olovnih oksida smanjuje tvrdoću; Najmanju tvrdoću ima olovni kristal.

Krhkost- svojstvo stakla da se sruši pod utjecajem udarnog opterećenja bez plastične deformacije. Otpornost na udarce stakla ne ovisi samo o njegovoj debljini, već i o obliku proizvoda koji je najmanje otporan na udarce ravnog oblika. Da bi se povećala udarna čvrstoća, u sastav stakla se uvode oksidi magnezija, aluminija i borni anhidrid. Heterogenost staklene mase i prisutnost defekata (kamenje, kristalizacija i drugo) naglo povećavaju krhkost. Otpornost stakla na udar se povećava kada se žari. U području relativno niskih temperatura (ispod tačke topljenja), staklo se uništava mehaničkim naprezanjem bez primjetne plastične deformacije i stoga je idealno krhak materijal (zajedno sa dijamantom i kvarcom). Ovo svojstvo može se odraziti specifičnom udarnom čvrstoćom. Kao iu prethodnim slučajevima, promjena kemijskog sastava omogućava regulaciju ovog svojstva: na primjer, uvođenje broma gotovo udvostručuje udarnu čvrstoću. Za silikatna stakla, udarna čvrstoća je od 1,5 do 2 kN/m, što je 100 puta manje od željeza. Na krhkost stakla utječu ujednačenost, konfiguracija i debljina proizvoda: što je manje stranih inkluzija u staklu, što je homogenije, veća je njegova krhkost. Krhkost stakla je praktički nezavisna od njegovog sastava. Sa povećanjem sastava stakla B 2 O 3 , SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 i MgO, krhkost se blago smanjuje.

Transparentnost- jedno od najvažnijih optičkih svojstava stakla. Određuje se omjerom broja zraka koje prolaze kroz staklo i ukupnog svjetlosnog toka. Ovisi o sastavu stakla, njegovoj površinskoj obradi, debljini i drugim pokazateljima. U prisustvu nečistoća željeznog oksida, prozirnost se smanjuje.

Otpornost na toplotu staklo se odlikuje svojom sposobnošću da izdrži nagle promjene temperature bez lomljenja i jeste važan indikator kvalitet stakla. Ovisi o toplinskoj provodljivosti, koeficijentu toplinske ekspanzije i debljini stakla, obliku i veličini proizvoda, površinskoj obradi, sastavu stakla, nedostacima. Što je veća toplinska provodljivost i niži koeficijent toplinske ekspanzije i toplinski kapacitet stakla, to je toplinski otpor veći. Staklo sa debelim zidovima je manje otporno na toplotu od stakla sa tankim zidovima. Najotpornije staklo je sa visokim sadržajem silicijum dioksida, titana i bora. Staklo s visokim sadržajem oksida natrijuma, kalcija i olova ima nisku otpornost na toplinu. Crystal Manje otporno na toplotu od običnog stakla. Otpornost na toplotu običan staklo varira između 90-250 °C, i kvarc: 800—1000°C. Žarenje u posebnim pećima povećava otpornost na toplinu za 2,5-3 puta.

Toplotna provodljivost je sposobnost materijala da u ovom slučaju staklo, provode toplotu bez pomeranja supstance ovog materijala. Staklo ima koeficijent toplotne provodljivosti od 1-1,15 W/mK.

Toplotna ekspanzija je povećanje linearnih dimenzija tijela kada se zagrije. Koeficijent linearnog toplinskog širenja stakla kreće se od 5·10 -7 do 200·10 -7. Kvarc staklo ima najmanji koeficijent linearne ekspanzije - 5,8·10 -7. Koeficijent toplinske ekspanzije stakla u velikoj mjeri ovisi o njegovom kemijskom sastavu. Na toplinsko širenje stakla najjače utiču alkalni oksidi: što je veći njihov sadržaj u staklu, to je veći koeficijent toplinskog širenja. Vatrostalni oksidi kao što su SiO 2, Al 2 O 3, MgO, kao i B 2 O 3, po pravilu smanjuju koeficijent toplinskog širenja.

Elastičnost je sposobnost tijela da se vrati u prvobitni oblik nakon uklanjanja sila koje su uzrokovale deformaciju tijela.

Elastičnost je karakterizirana modulom elastičnosti. Modul elastičnosti je vrijednost jednaka omjeru naprezanja i relativne elastične deformacije uzrokovane njime. Razlikuju se modul elastičnosti pod aksijalnim zatezanjem i kompresijom (Youngov modul ili modul normalne elastičnosti) i modul smicanja, koji karakterizira otpor tijela na smicanje ili lomljenje i jednak je omjeru posmičnog naprezanja. na ugao smicanja.

U zavisnosti od hemijskog sastava, normalni modul elastičnosti stakla kreće se od 4,8x10 4 ...8,3x10 4, modul smicanja je 2x10 4 -4,5x10 4 MPa. Kvarc staklo ima modul elastičnosti 71,4x10 3 MPa. Moduli elastičnosti i smicanja se neznatno povećavaju pri zamjeni SiO 2 sa CaO, B 2 O 3, Al 2 O 3, MgO, BaO, ZnO, PbO.

Svojstva Corning stakla

Glass code 0080 7740 7800 7913 0211
Tip Silikat Boro-silikat Boro-silikat 96% silikat Cink-titanijum
Boja Transparent Transparent Transparent Transparent Transparent
Toplotna ekspanzija (pomnožiti sa 10-7 cm/cm/°C) 0-300 °C 93,5 32,5 55 7,5 73,8
25 °C, do temp. otvrdnjavanje 105 35 53 5,52 -
Gornja granica radne temp. za žareno staklo (za mehanička svojstva) Normalno rad, °S 110 230 200 900 -
Ekstremno rad, °S 460 490 460 1200 -
Gornja granica radne temp. za kaljeno staklo (za mehanička svojstva) Normalno Rad, °C 220 260 - - -
Ekstremno rad, °S 250 290 - - -
6,4 mm debljine, °C 50 130 - - -
12,7 mm debljine, °C 35 90 - - -
Otpornost na toplotu, °C 16 54 33 220 -
Gustina, g/cm3 2,47 2,23 2,34 2,18 2,57
Koeficijent osjetljivosti optičkog napona, (nm/cm)/(kg/mm2) 277 394 319 - 361

U našem svijetu velika većina predmeta se izrađuje od 5-6 osnovnih materijala, koji predstavljaju finalni proizvod ili sirovine za dalju proizvodnju. Bez pretjerivanja, takve tvari uključuju staklo. Dio je mnogih uređaja i objekata, pa je njegovu ulogu teško precijeniti.

Široka upotreba stvorila je preduvjete za stvaranje raznih brendova koji se mogu koristiti u bilo kojoj oblasti. Kvarcno staklo je materijal dobiven čistim topljenjem gorskog kristala ili silicijum dioksida. Na ovaj način je moguće proizvesti odlično vatrootporno staklo, otporno ne samo na temperaturnu okolinu, već i na djelovanje hemijskih reagensa.

Kvarcno staklo prema GOST 15130-86 mora imati određene karakteristike koje bi mu omogućile da obavlja svoje dodijeljene funkcije. Svi parametri su dobijeni pažljivim proračunima i laboratorijskim analizama. U srcu svih državni standard Sigurnost je briga, stoga nemojte zanemariti ove preporuke.

Dokument postavlja prilično stroga ograničenja unutar kojih se ova ili ona vrijednost može promijeniti. Ako barem jedan kriterij ne ispunjava, staklo se ne može odobriti za upotrebu. Dakle, svi proizvođači prolaze kroz proceduru kontrole kvaliteta, na osnovu čega im se izdaje sertifikat i licenca koja im daje pravo da obavljaju komercijalnu delatnost u skladu sa aktuelno zakonodavstvo Ruska Federacija.

Proizvodnja kvarcnog stakla sa tehnološke tačke gledišta je prilično jednostavan proces. Biće mnogo teže pronaći visokokvalitetne sirovine za to, jer će konačni rezultat direktno ovisiti o korištenim komponentama.

Ovdje se to posebno očituje, jer se kao glavni sastojak koristi samo jedna sirovina, što znači da se njen kvalitet gotovo u potpunosti prenosi na konačni proizvod. Neće biti moguće poboljšati nikakve parametre dodavanjem nečistoća, jer će tada to biti potpuno druga marka stakla. Stoga najviše najbolji pogledi Kvarcno staklo se može dobiti samo od najčistijeg gorskog kristala bez nečistoća.

Proizvodnja materijala

Proces proizvodnje kvarcnog stakla sastoji se od nekoliko tehnoloških faza:

  • 1. Prvo se pripremaju sirovine. Za ovo rhinestone, silicijum dioksid, kvarcni pesak za staklo, a ponekad i lomljeni proizvodi, pažljivo se melju u prah. To se radi pomoću preše koja pod pritiskom drobi sve navedene komponente koje se dodaju u zajedničku posudu.
  • 2. Zatim se prah topi u specijalnim pećima, uz prisustvo grafitnog lončića u unutrašnjoj komori. Koriste se samo električne peći i bezzračni prostor tako da ništa nepotrebno ne upada u kompoziciju.
  • 3. Zatim se rastaljena masa podvrgava stabilizaciji i hlađenju pod odgovarajućim pritiskom. To mu omogućava da stekne potrebna svojstva.
  • 4. Nakon toga slijedi proces kontrole kvaliteta i slanje proizvoda u skladište. Staklo više ne zahtijeva dodatno kaljenje ili obradu.

Uprkos jednostavnosti procesa, potrebno je pažljivo poštivanje svih uslova. Kršenje može dovesti do kvara cijelog mehanizma, a zatim će se rezultirajući proizvod morati poslati na odlaganje. Različiti proizvodi od kvarcnog stakla koriste se uglavnom u hemijskim laboratorijama.

To je omogućeno visokom otpornošću na agresivna okruženja, što omogućava izvođenje različitih eksperimenata i skladištenje opasnih tvari s minimalni rizik njihova curenja. Također, mali stakleni umetci ovog tipa koriste se u proizvodnji Fresnelovih sočiva. Kao sirovina može se uključiti u vatrootporne građevinske materijale.

Svojstva i primjena

Mogućnost korištenja materijala za određenu namjenu određena je njegovim tehničkim karakteristikama. To možete učiniti zahvaljujući poznavanju ovih vrijednosti svesni izbor. u principu, ovaj tip Materijal ima vrlo uski fokus, pa mnogi potrošači ni ne znaju o čemu se radi. Samo hemičari i radnici uključeni u direktnu proizvodnju proizvoda to moraju razumjeti.

Svojstva kvarcnog stakla malo se razlikuju od standardnih:

  • - ima minimalnu refrakciju među svim staklima na bazi silicijum oksida, te shodno tome ima najbolju propusnost svjetlosti;
  • - ima odličnu termičku otpornost, nedostupan drugim staklima;
  • - pokazuje dielektrična svojstva, pa može poslužiti kao izolator.

Vrste stakla

Postoje dvije varijante, neprozirno i prozirno kvarcno staklo. Ovaj parametar je određen brojem mjehurića plina u strukturi materijala. Što ih je više, to je manja transparentnost. Tokom topljenja nemoguće je kontrolisati proces njihovog formiranja, pa konačni rezultat zavisi samo od izbora sirovina.

Na primjer, optičko kvarcno staklo se dobiva topljenjem isključivo čistog gorskog kristala bez dodavanja drugih sirovina. Izlaz je homogeno staklo bez ikakvog vidljivih znakova prisustvo mjehurića plina u njegovoj strukturi.

Cijena kvarcnog stakla ovisi o vrsti proizvoda. Ne prodaje se u obliku video zapisa zbog nepostojanja takve potrebe. Što se tiče staklenih proizvoda, oni koštaju oko hiljadu rubalja.

Usluge naše kompanije uključuju proizvodnja kvarcnog stakla. Jednokomponentni silikatni materijal, koji sadrži praktički samo silicijum dioksid, proizvodi se topljenjem njegovih prirodnih sorti - kvarcnog pijeska, žilnog kvarca, gorskog kristala, sintetičkog silicijum dioksida. Visokokvalitetni proizvodi, pristupačne cijene- zgodno je raditi sa nama!

Proizvodnja kvarcnog stakla

Proizvodimo dvije vrste kvarcnog stakla - neprozirno i prozirno. Prozirni izgled je proizveden sa veliki broj mehurići u materijalu (prečnik 0,03 - 0,3 µm). Ovaj sastav osigurava difuziju svjetlosti. Neprozirno staklo je odlična sirovina za proizvodnju vatrootpornih materijala otpornih na toplinu. Prozirno staklo je rezultat topljenja kamenog stakla. Potpuno je homogene strukture, bez vidljivih mjehurića plina.

Kvarc staklo se koristi u mnogim poljima. Osnovna namjena je proizvodnja takvih proizvoda kao što su:

  • laboratorijsko stakleno posuđe
  • crucibles
  • optički instrumenti
  • izolatori
  • proizvodi otporni na temperaturne fluktuacije
  • Fresnelova sočiva
  • vatrootporni materijali otporni na toplotu

Kvarc staklo | Svojstva

Kvarc staklo ima veliki broj svojstava koja se razlikuju od običnog stakla. Brojne prednosti koje drugi materijali nemaju čine kvarcno staklo jedinstvenim.

Termička svojstva. Staklo je neosetljivo na nagle promene temperatura. Sve je to zbog niskog (gotovo nepromijenjenog s temperaturom) koeficijenta toplinskog širenja. Za razliku od CTE običnog stakla, on je otprilike 15-20 puta manji. Stoga će kvarcno staklo izdržati nagle promjene temperature bez pucanja.

Hemijska svojstva. Kvarc staklo je otporno na kiseline. S njim može reagirati samo fosforna ili fluorovodonična kiselina. Ostale kiseline nemaju nikakav uticaj na materijal. Stoga se uspješno koristi u slučajevima kada je potreban materijal otporan na kiseline. Takođe je vrlo otporan na alkalije.

Optička svojstva. Kvarc staklo je jedna od najprozirnijih supstanci. Pokazuje vrlo malu apsorpciju svjetlosti u nevidljivim i vidljivim dijelovima spektra. Čak iu vrlo debelim slojevima praktički nema nijansi, apsorpcija upadne svjetlosti staklom je vrlo zanemarljiva. Vrlo transparentan u infracrvenom dijelu spektra i za ultraljubičaste zrake.

Kvarc staklo | Cijena

  • Kvarcno staklo promjera 10-20 mm - 180 rub.
  • Kvarcno staklo promjera 21-30 mm - 300 rub.
  • Kvarcno staklo promjera 31-40 mm - 350 rub.

Nudimo rezanje stakla po najpovoljnijim cijenama!

Čar laboratorijskog kvarca 05.07.2014

Ako ste radili u laboratoriji, najvjerovatnije ste navikli da je laboratorijsko staklo napravljeno od kvarca. Međutim, vjerovatno niste ni znali zašto je ovo staklo toliko čvrsto, što ga čini ništa manje teškim za proizvodnju. Zato pogledajte ove divne gifove iz Global Research-a koji pokazuju šarm kvarca.

neke informacije:

Ovo laboratorijsko staklo može izdržati sulude temperature i hemijske reakcije upravo zato što se sastoji od čistog kvarca. To znači da ne sadrži sve nečistoće kao obično staklo, što ga čini lakim za formiranje na višim temperaturama. niske temperature. Umjesto toga, laboratorijsko staklo je vrsta kvarcnog kristala koji je oblikovan u određeni oblik. To znači da je za njegovo formiranje potrebna temperatura veća od 1600 stepeni Celzijusa.

Kvarcno staklo je jednokomponentno silikatno staklo napravljeno topljenjem gorskog kristala, venskog ili optičkog kvarca, kvarcnog pijeska i sintetičkog silicijum dioksida.

Kvarc staklo pokazuje izuzetno uzak opseg omekšavanja i odlikuje se visokim viskozitetom, zbog čega je viskozitet gotovog kvarcnog stakla, čak i na temperaturi od oko 2000ºC, više od 100 puta veći od viskoziteta višekomponentnih stakla. Osim viskoznosti, kvarcno staklo karakteriziraju:

Visok probojni napon i gotovo bez gubitaka u širokom frekventnom opsegu;
- niska dielektrična provodljivost;
- visok nivo propusnost svetlosti u širokom opsegu spektra, od kratkog UV regiona do srednjeg IR (od 160 do 3500 mm).

Kvarc staklo je jedan od najboljih izolacijskih materijala, zbog čega se proizvodi od kvarcnog stakla naširoko koriste u električnoj, rasvjetnoj, optičkoj, medicinskoj i drugim industrijama. Posebna pažnja Odlična elektroizolaciona svojstva kvarcnog stakla na povišenim temperaturama to zaslužuju, što ovu vrstu stakla, elektrovakuum stakla, čini traženim u elektronskoj industriji.

Kvarcno staklo: vrste kvarcnog stakla i područja njegove primjene

Količina električne provodljivosti i druga svojstva kvarcnog stakla određuju se nečistoćama prisutnim u nama (Na+, K+, Li+), zbog čega se kvarcno staklo dijeli na sljedeće vrste:

Neprozirno kvarcno staklo - napravljeno od čistog kvarcnog ili venskog pijeska. Proizvodi od neprozirnog kvarcnog stakla koriste se za kompletiranje laboratorijske opreme otporne na toplinu, prigušivača za električne peći, poklopca za termoelemente i staklenih šipki.

Prozirno tehničko staklo se dobija topljenjem gorskog kristala ili sintetičkog silicijum dioksida. Ovaj tip staklo ima visoku transparentnost i minimalni indeks prelamanja, zbog čega se prozirno tehničko kvarc staklo koristi za kompletiranje laboratorijske opreme, radio opreme i proizvodnju staklenih vlakana.

Optičko kvarcno staklo, koje je napravljeno od specijalnog optičkog kvarca. Optički kvarc ima visok stepen hemijske čistoće, što zauzvrat obezbeđuje optičko staklo sa jedinstveno visokim stepenom propusnosti svetlosti;

Posebno čisto staklo je kvarcno staklo sa minimalnim sadržajem mjehurića, inkluzija i povećanom propusnošću svjetlosti, uključujući IR područje spektra. Dakle jedinstvena svojstva omogućavaju upotrebu posebno čistog kvarcnog stakla u tehnologiji optičkih vlakana, mikroelektronici, vazduhoplovnim navigacionim sistemima i visokokvalitetnim optičkim instrumentima.

Keramičko staklo, koje ima visoku termičku otpornost i otpornost na zračenje, otpornost na kiseline i radiotransparentnost, koristi se za proizvodnju širokog spektra vatrootpornih proizvoda.

Legirano staklo je kvarcno staklo sa legirajućim aditivima u svom sastavu.

Ovo je materijal koji se dobija izlaganjem silicijum oksida visokim temperaturama. Od tradicionalnog stakla razlikuje se po amorfnom stanju (ne postoji tačna tačka topljenja), što određuje osnovna svojstva proizvoda. Nemoguće je pronaći određenu tačku topljenja, a prijelaz iz čvrstog u tekuće u kvarcnom staklu odvija se glatko i postupno pod utjecajem visokih temperatura. Druga razlika je u tome što prenosi ne samo svjetlost, već i ultraljubičaste i infracrvene zrake. Nauka to objašnjava posebnošću prostorne strukture molekula SiO 2 i kisikove veze između njih.

Kako to dobijaš?

Početni materijali su:

  • kvarc kamenog porijekla;
  • rhinestone;
  • kvarcni pijesak;
  • SiO 2 (silicijum oksid) iz veštačke proizvodnje.

Za proizvodnju se koristi posebna oprema koja može održavati temperaturu topljenja iznad 1500 stepeni. A da biste kreirali proizvode od kvarcnog stakla, morate imati usmjereni plamen od 1800°C ili više. Radionica se mora održavati apsolutno čistom i, osim toga, sterilnom. Jer čak minimalna količina prašina ili druge čestice će sigurno uzrokovati gubitak proizvoda najbolja svojstva. Samo posebno obučeni i certificirani ljudi smiju raditi. Svi alati za puhanje stakla izrađeni su od materijala otpornih na toplinu. Obično se koriste granit i volfram.

Proizvodni proces mora biti organiziran tako da se rezultat dobije u skladu sa zahtjevima GOST 22291-83. Na konačni rezultat utječe ne toliko način proizvodnje koliko korištenje visokokvalitetnih sirovina. Proizvod može ispasti potpuno transparentan ako se za njegovu izradu koristi čisti gorski kristal. Staklo proizvedeno od drugih sirovina je matirano ili uz prisustvo velika količina mehurići gasa.

Osim prozirnog i mat stakla, proizvode i staklo u boji. Kada se glavna sirovina topi u procesu proizvodnje, dodaje joj se oksid nekog obojenog metala. Derivat gvožđa daje plava, a dodavanje olova ga pretvara u kristal.

Korisne kvalitete materijala

Glavne prednosti se mogu grupisati u tri kategorije:

  1. Thermal. Materijal je veoma otporan na temperature od oko 1200 stepeni. Koeficijent toplinskog širenja silikatnog stakla je 13-15 puta veći od onog kod običnog stakla. To objašnjava njegovu stabilnost u nagle promene temperature
  2. Hemijski. Kvarc staklo ni na koji način ne reaguje na kiseline i baze. Izuzetak su fosforna i fluorovodonična kiselina. Ali oni počinju da komuniciraju tek na temperaturama iznad 300 stepeni.
  3. Optički. Proizvod ima prenizak indeks loma. Ovaj pokazatelj za jednostavno staklo je 150 puta veći nego za silikatno staklo. Zbog toga kroz njega besprijekorno prolaze ne samo obična svjetlost, već i ultraljubičaste i infracrvene zrake.

Optičko označavanje stakla

GOST 15130-86 predlaže odvajanje silikatnih stakla na sljedeći način:

  • Serija 0 je namenjena za upotrebu u normalnim uslovima.
  • Serija 100 - oznaka za materijal koji može da radi pod ionskim zračenjem niskog intenziteta;
  • Serija 200 - ovo staklo ima svojstva koja mogu izdržati intenzivno jonizujuće zračenje.

Osim toga, predlaže se označavanje na temelju sposobnosti prenošenja ultraljubičastog i infracrvenog zračenja. dakle:

  • marka KU-1 označava prozirne proizvode otporne na zračenje;
  • KU-2 - prozirno staklo u vidljivom delu ultraljubičastog, ima slabu apsorpciju talasa 170 -250 Nm;
  • KV - optičko staklo Ovaj brend odlikuje visoka homogenost i transparentnost;
  • KUVI - neluminiscentni, vrlo otporni na zračenje.

Područje upotrebe

Zbog svojih svojstava, silikatno staklo je našlo primjenu u građevinarstvu od njega se izrađuju laboratorijski stakleni pribor, optički instrumenti i dijelovi električne opreme. Materijal se koristi u proizvodnji vatrostalnih proizvoda. Također, sirovine su neophodne za proizvodnju kvarcnog stakla za gledanje. Neophodan je za praćenje složenih tehnoloških procesa unutar instalacija koje rade pod visoke temperature i pritisak.

Međutim, glavnim područjem upotrebe smatra se proizvodnja optičkih vlakana. Za njegovu proizvodnju koristi se samo visokokvalitetan materijal, takozvano optičko kvarcno staklo. Homogen i potpuno transparentan, propušta ultraljubičasto svjetlo. Danas se ovaj materijal koristi gotovo svuda. Koristi se za izradu izdržljivih optičkih kablova za prenos podataka velikim brzinama, optičkih sočiva i prizmi.

Matirano kvarcno staklo je također traženo. Njegova svojstva i prilično niska cijena čine materijal posebno primjenjivim u mnogim područjima ljudske aktivnosti. To su rasvjetna tijela i prozori za brodove, avione i projektile. U petrohemiji i visokotemperaturnoj proizvodnji materijal je cijenjen zbog otpornosti na agresivna okruženja.

Naučne i industrijske laboratorije ne mogu ispravno raditi bez prozirnog kvarcnog stakla. Potreban je za provođenje kemijskih eksperimenata s različitim reagensima, uključujući i agresivne. Cijevi su posebno tražene za mjerenje nivoa različitih tečnosti i skladištenje kiselina i lužina. Koriste se u električnim uređajima za grijanje. U svim slučajevima velika vrijednost imaju svojstva silikatnog materijala da izdrže visoke temperaturni uslovi i otpornost na agresivnost mnogih lijekova, kao i sposobnost prenošenja ultraljubičastih i infracrvenih zraka. Karakteristike proizvodnje nam omogućavaju da proizvodimo ne samo industrijske i proizvodi za domaćinstvo u praktične svrhe, ali i ukrasni predmeti.



Podijeli: