MATERIAŁY CERAMICZNE – LABORATORIUM		2016/2017
		Rok III	Grupa 1
Numer Ćwiczenia 1	TOPIENIE ZESTAWÓW SUROWCOWYCH NA SZKŁA OBLICZANIE WŁAŚCIWOŚCI SZKIEŁ NA PODSTAWIE ICH SKŁADU CHEMICZNEGO	Ocena

1. Wstęp teoretyczny:

Jako podstawowe surowce do topienia szkieł stosuje się surowce szkłotwórcze, które topiąc się, dają stop o dużej lepkości, uniemożliwiającej w normalnych warunkach jego przekrystalizowanie; dzięki temu stop, stygnąc, przechodzi na drodze ciągłych przeobrażeń strukturalnych w ciało stałe amorficzne (o nieuporządkowanej strukturze). Do surowców szkłotwórczych zalicza się przede wszystkim krzemionkę SiO₂, występującą w przyrodzie głównie w postaci piasków kwarcowych, oraz związki, wprowadzające tlenki boru B₂O₃ i fosforu P₂O₅. Obok surowców szkłotwórczych do produkcji szkieł stosuje się topniki i modyfikatory, mające na celu obniżenie temperatury topienia i intensyfikację tego procesu, a także modyfikację własności szkieł w zależności od ich przeznaczenia. Zaliczyć tu należy przede wszystkim surowce węglanowe (Na₂CO₃, K₂CO₃, CaCO₃, BaCO₃) a także tlenkowe (minia Pb3O4, ZnO). Do topienia szkieł używa się również surowców pomocniczych, jakimi są środki klarujące (wspomagające odgazowanie stopu), surowce barwiące (związki metali przejściowych), surowce odbarwiające (neutralizujące zabarwienie pochodzące od żelaza).

Proces technologiczny wytwarzania wyrobów szklanych składa się z następujących operacji:

Przygotowanie zestawu surowcowego (odważanie surowców,

mieszanie, kontrola jednorodności zestawu)

↓

Topienie zestawu surowcowego

↓

Klarowanie (odgazowanie) stopu, ujednorodnienie stopu

↓

Przechłodzenie stopu do temperatury „wyrobowej”

↓

Formowanie wyrobów z przechłodzonego stopu

↓

Odprężanie wyrobów i kontrola ich jakości

2. Przebieg ćwiczenia:

• Przeliczono skład chemiczny szkła:

Skład chemiczny w % molowych:

• SiO₂ 40,0

• B₂O₃ 49,0

• Na₂O 6,0

• K₂O 5,0

SiO₂ =0,4 *(2 * 15,9994 + 28,0855) = 24,0337

B₂O₃ =0,49 * (2 * 10,811 + 3 * 15,9994) = 34,1139

Na₂O =0,06 * (2 * 22,98977 + 15,9994) =3,7187

K₂O = 0,05 * (2 * 39,0983 + 15,9994) = 4,7098

Σ 66,57

% mol		%wag sur/100g	sur/50g
% SiO2 = 36,1 %	piasek	36,1	18,05
% B2O3 = 51,24 %	H3BO3	104,6	52,32
% Na2O =5,59 %	Na2CO3	9,89	4,95
% K2O = 7,07 %	KO3	11,62	5,81

• Obliczono recepturę zestawu surowcowego na 100 g szkła mając do dyspozycji podane surowce:

Szkło nr. 1

T _n10³ = 16,73*75+23,2*1+0,63*1+9,6*2+(-6,14*12)=1224,1 ^oC

T _n10⁵ =11,79*75+16,8*1+5,54*10+10,5*2+(-3,58*12)=934,39 ^oC

T _n10⁷ =9,03*75+13,4*1+7,85*10+10,5*2+(-1,33*12)=774,19 ^oC

T _n10¹³ = 6,1*75+9,9*1+9,25*10+5,3*2+(-0,04*12)=570,02 ^oC

Szkoło nr. 2

T _n10³ = 16,73*65+23,2*3+0,63*12+9,6*2+(-6,14*18)=1073,29 ^oC

T _n10⁵ =11,79*65+16,8*3+5,54*12+10,5*2+(-3,58*18)=839,79 ^oC

T _n10⁷= 9,03*65+13,4*3+7,85*12+10,5*2+(-1,33*18)=726,39 ^oC

T _n10¹³ = 6,1*65+9,9*3+9,25*12+5,3*2+(-0,04*18)=547,32 ^oC

	szkło 1	szkło 2
10^3	1224,1	1073,29
10^5	934,39	839,79
10^7	774,19	726,39
10 ^13	570,02	547,32