Стеклокристаллические материалы (ситаллы)я

Краткий справочник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Строительство»

Стеклокристаллические материалы (ситаллы). Кристаллы в стекле -это инородные включения, которые ухудшают внешний вид, снижают механическую прочность и термостойкость стекла. Однако можно закристаллизо-вывать стекло таким образом, что свойства его значительно улучшаться. Для этого нужно, чтобы оно закристаллизовалось во все объеме и приобрело однородную, плотную мелкокристаллическую структуру с прослойками стекло-

видной фазы между кристаллами. Толщина стекловидных прослоек около 1 мкм. Чтобы получить мелкие, равномерно выделяющиеся по всему объему стекломассы кристаллы, в процессе кристаллизации создают условия для распределения в массе стекла множества микроскопических зародышей кристаллизации, которыми служат добавки - катализаторы благородных металлов - Ag, Pt, Au, Pd и другие, оксиды IV группы периодической системы TiOi, SnOi, ZnO2 и другие, летучие катализаторы - хлор, фтор, сульфидная сера и другие, или мельчайшие капельки других расплавов, не смешивающихся с основным стеклом. Образование центров кристаллизации происходит на первой ступени термообработки. При дальнейшем повышении температуры термообработки (вторая ступень кристаллизации) выделяется основная кристаллическая фаза. Рост кристаллов, их размеры и последовательность выделения кристаллических фаз на второй ступени кристаллизации регулируют температурой и временем выдержки.

По своей структуре ситаллы - типичные микроконгломераты с содержанием кристаллической фазы до 95 %, что придает им высокие показатели механических свойств и стойкость к температурным воздействиям. Они имеют среднюю плотность 2.5 ... 2.6 г/см3, предел прочности при сжатии - до 600 МПа, при изгибе - до 250 МПа, температуру размягчения 1000 ... 1350°С, их твердость больше стекла.

Применяют в строительстве, приборе- и машиностроении, для футеровки мельниц, лотков сыпучих материалов.

Стекловата и изделия из неё. Составляющие шихты для стеклянного волокна: кварцевый песок, сода или сульфад натрия, полевой шпат, поташ, могут быть мел, доломит, каолинит, стеклянный бой и др. Для каждого способа расплава подбирается определенная шихта. Стекловолокно изготавливают в основном тремя способами: фильерным, дутьевым и штабиковым. Сущность фильерного способа состоит в том, что из расплава стекла через отверстия (фильеры) в платиновой пластине вытягиваются тонкие нити, которые, охлаждаясь, затвердевают и наматываются на быстро вращающийся барабан. При этом способе получают длинные нити, которые применяют для выработки стеклотканей, стеклопластиков и гидроизоляционных изделий, иногда для изготовления теплоизоляционных изделий.

Дутьевый способ дает стекловолокно диаметром 10 ... 13 мкм небольшой длины (5 ... 50 см), получаемое путем распыления стеклянного расплава струей пара или сжатого воздуха под давлением 0.5 ... 1 МПа. Содержание неволокнистых включений (корольков) - 3 ... 5 % по массе.

Штабиковый способ получения стекловолокна заключается в том, что стеклянные палочки (штабики) подогревают до расплавления специальными горелками, причем капля стекла, падая вниз, тянет за собой стеклянные волокна, которые наматываются на вращающихся барабан.

Стеклянная вата отличается от минеральной большей химической стойкостью, коэффициент теплопроводности у них примерно одинаков. Она не горит, не тлеет, средняя плотность стекловаты в рыхлом состоянии 130 кг/м .

Для теплоизоляции из стеклянной ваты изготавливают маты, полосы, плиты, скорлупы.