Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника
Посмотреть оригинал

СИТАЛЛЫ (СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ)

Ситаллы получают на основе неорганических стекол путем их полной или частичной управляемой кристаллизации. Термин «ситаллы» образован от слов: стекло и кристаллы. За рубежом их называют стеклокерамикой, пирокерамами. По структуре и технологии получения ситаллы занимают промежуточное положение между обычным стеклом и керамикой. От неорганических стекол они отличаются кристаллическим строением, а от керамических материалов — более мелкозернистой и однородной микрокристаллической структурой (рис. 237).

Ситаллы получают путем плавления стекольной шихты специального состава с добавкой нуклеаторов (катализаторов), охлаждения расплава до пластичного состояния и формования из него изделий методами стекольной технологии и последующей ситаллизации (кристаллизации). Ситалловые изделия получают также порошковым методом спекания.

В состав стекла, применяемого для получения ситаллов, входят оксиды 1л20, А1203, SiOz, MgO, СаО и др.- катализаторы кристаллизации (нуклеаторы). К числу последних относятся соли светочувствительных металлов Au, Ag, Си, которые являются коллоидными красителями и находятся в стекле в виде мельчайших коллоидно-дисперсных частиц, а также фтористые и фосфатные соединения, ТЮ2 и другие, представляющие собой глушители, распределяющиеся в стекле в виде плохо растворимых частичек. Нуклеаторы имеют кристаллическую решетку, подобную выделяющимся из стекла кристаллическим фазам, и способны в определенных условиях образовывать центры кристаллизации, приводя к равномерному закристаллизовыванию всей массы стекла. Ситаллы подразделяют на фотоситаллы, термоситаллы и шлакоситаллы.

Фотосипкилы получают из стекол литиевой системы с нуклеа- торами — коллоидными красителями. Фотохимический процесс протекает при облучении стекла ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, при этом внешний вид стекла не изменяется. Процесс кристаллизации происходит при повторном нагревании изделия.

Схема кристаллизации стекла при образовании ситаллов с помощью катализаторов

Рис. 237. Схема кристаллизации стекла при образовании ситаллов с помощью катализаторов

Термоситаллы получаются из стекол систем MgO—А1203— —Si02, СаО—А1203—Si02 и других с добавкой ТЮ2, FeS и т. п. нуклеаторов. Кристаллическая структура ситалла создается только в результате повторной термообработки предварительно отформованных изделий.

Структура ситаллов многофазная, состоит из зерен одной или нескольких кристаллических фаз, скрепленных между собой стекловидной прослойкой. Содержание кристаллической фазы колеблется от 30 до 95 %. Размер кристаллов обычно не превышает 1—2 мкм. По внешнему виду ситаллы могут быть непрозрачными и прозрачными (количество стеклофазы до 40 %).

Шлакоситаллы получают на основе доменных шлаков и катализаторов (сульфаты, порошки железа и др.); вводятся соединения фтора для усиления ситаллизации.

В отличие от обычного стекла, свойства которого определяются в основном его химическим составом, для ситаллов решающее значение имеют структура и фазовый состав. Причина ценных свойств ситаллов заключается в их исключительной мелкозернистости, почти идеальной поликристаллической структуре. Свойства ситаллов изотропны. В них совершенно отсутствует всякая пористость. Усадка материала при его переработке незначительна. Большая абразивная стойкость делает их малочувствительными к поверхностным дефектам.

Плотность ситаллов лежит в пределах 2400—2950 кг/м3, прочность при изгибе аизг — 70 350 МПа (и даже 560 МПа), ав =

= 112 -г 161 МПа, асж = 700 -г- 2000 МПа, модуль упругости 84—141 ГПа. Прочность ситалла зависит от температуры: до температуры 700—780 °С прочность материала уменьшается незначительно, при более высоких температурах быстро падает. Жаропрочность ситаллов под нагрузкой составляет 800—1200 °С. Максимальная температура размягчения ?разм == 1250 -г- 1350 °С. Ударная вязкость ситаллов выше, чем ударная вязкость стекла (4,5 — — 10,5 кДж/м2), однако они относятся к хрупким материалам. Твердость их приближается к твердости закаленной стали (микротвердость 7000—10 500 МПа). Они весьма износостойки (/тр = =?-? 0,07 -г- 0,19). Коэффициент линейного расширения лежит в пределах (7—300) 10-7 с-1. По теплопроводности ситаллы в результате повышенной плотности превосходят стекла [X - 2 -г 7Вт/(м-К)1. Термостойкость высокая (Д/ — 500 -г- 900 °С). Стеклокристаллические материалы обладают высокой химической устойчивостью к кислотам и щелочам, не окисляются даже при высоких температурах. Они газонепроницаемы и обладают нулевым водопоглощением. Хорошие диэлектрики.

Применение ситаллов определяется их свойствами. Из ситаллов изготовляют подшипники, детали для двигателей внутреннего сгорания, трубы для химической промышленности, оболочки вакуумных электронных приборов, детали радиоэлектроники. Ситаллы используют в качестве жаростойких покрытий для защиты металлов от действия высоких температур. Их применяют в производстве текстильных машин, абразивов для шлифования, фильер для вытягивания синтетических волокон. Из ситаллов могут быть изготовлены лопасти воздушных компрессоров, сопла реактивных двигателей, они используются для изготовления точных калибров и оснований металлорежущих станков.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы