338 3

J MATEOULY CERAMICZNE I SZttLA

J MATEOULY CERAMICZNE I SZttLA

występuje mew

(rys. 9.6). Poni/ej a powyżej T, cieczą.

odka /.miana piKbylcma krzywej zależności objętości od teinpe,^ iż,ej T_t materiał jest szMc/n. między T_t i T₄ prz*cMoih o,_U{ r/ •

. -w v ,cj T, cieczą.    ' "

Kurczenie się szkieł podczas ich chłodzenia jest wypadkowy ₍|

zjawisk a mianowicie zmniejszaniu się odległości między atomami y. ^V

obniżania tcmjierutury. tak samo jak w ciałach krystalicznych, oruz. przegrup,,.^''¹^

ma się atomów. W miarę obniżania temperatury przegrupowanie atomów _v '^{> W,!}

coraz trudniejsze Temperatura 7\ jest temperatury, poniżej której Icpkośi    i*'^Jc

tak du/a. z.c jakiekolwiek przegrupowania atomów są już niemożliwy ' ‘ ^JJe.\i

PRZYKŁAD 9.2. Wsadem w procesie produkcji szkła sodowo-wapniowego _v SiOj. Na.CO, i CaCOy Podczas podgrzewania wsadu następuje węglanów z tworzeniem Sa₂0. CaO i C0₂. Przy założeniu, żc m_c żadnych strat surowca podczas wytapiania szkła należy obliczy powinno być we wsadzie poszczególnych związków, aby uzyskać |(x, ' szkła o składzie 75% Si0₂. 16% Na,0 i 9% CaO oraz skład w^-_Hf w procentach masowych.

Rozwiązanie. W 100 kg szkła jest 75 kg SiO,, 16 kg Na,0. 9 kg CaO.

We wsadzie powinno być zatem 75 kg Si0₂ Na₂C0₃ — Na,O + C0₂f

Masa mola Na₂0 = 2(22.9S98 g) + 15,9994 g = 61.979 g Masa mola Na,C0₃ = 2(22.9898 g) + 12.0115 g + 3(15.9994 g) =-= 105.9893 g

Ilość kg Na,COj w ccłu uzyskania 16 kg Na,O =

= (16kg)( 105.9893 g)/(6l.979g) = 27.36 kg‘

CaCO, - CaO + COJ

Masa mola CaO ® 40.078 g + 15.9994 g=* 56.0774 g

^Masa mola CaCO, = 40.078 g + 12.0115 g + 3(15,9994 g) = 100.0877 , '

Ilość kg CaCO, w celu uzyskania 9 kg CaO =

= (9kg)(l00.0877g)/(56.0774g) = 16.06 kg

Masa wsadu = 75 kg + 27.36 kg + 16.06 kg = 118.42 kg

* mas. SiOj = (75/118.42)100 = 63.3%

% mas Na,CO, = (27.36/118.42)100 = 23.1%

% mas. CaCO, = (16,06/118,42)100 = 13.6%

9.6. Tworzywa szklano-ceramiczne (dewitryfikaty)

Tworzywa sjtlano-ceramiczjie należą do najbardziej wyszukanych materiałów ceramicznych. Zgodnie z tym co sugeruje ich nazwa, łączą one naturę s/kieł i ceramik krystalicznych, dzięki czemu są materiałami o szczególnie atrakcyjnych własnościach. Ich podstawową zaletą jest dobra formowalność (taka sama jak szkieł i

_ul00/liw.ajnca łatwe nadawanie skomplikowanych kctuHftw /. dufcą dokładnością .yfliitfffMI ^,CM "powodowane tym. te formowanie przedmiotu odbywa s»c wtedy.

,j_v materiał jest w sianie szklistym. Uformowany przedmiot poddaje tlę precyzyjnej ^fiSbCC cieplnej, podczas której ponad 90% materiału krystalizuje, a wielkość aałych kryształów (,_1Um) ,cst zwykle mniejsza ni Z 1 |im Po/cmala iW*6 ta/y ^} .w,Stel wypełnia szczelnie obszary między ziarnami, tworząc strukturę wolną od ' _|ck Produkt o strukturze sz.klano-ceramicz.nej charakteryzuje su: znacznie ^Hiek*/4 odpornością na szoki mechaniczne i cieplne nit ceramiki tradycyjne. Du/a UM .lłO^ tworzyw szklano-ccramicznych na %zx»k. mechaniczne powstaje na skutek niCCM pustek. które są koncentratorami naprężeń. natomiast odporność na sz.oki ****. £ cynika z małego współczynnika rozszerzalności cieplnej tych materiałów. ^c,op ' podczas krystalizacji zwykłych szkieł, podobnie jak podczas krystalizacji V uzyskuje 5»ę dute i nierównomierne ziarno, gdy/, zarodki ziarn powstają nu ścianach naczynia Odmienne zachowanie się tworzyw szklano-fJrflniicznych jest spowodowane tym. te zawierają one kilka procent TiO, lub PjO_v ii^iki te stanowią miejsca, na których tworzą się zarodki krystalizacji szkieł Du/a ja cząstek tych tlenków ora/, wyżarzanie podczas obróbki cieplnej w dwóch

RYS 9 7. Schemat obróbki cieplnej tworzyw szklano-ccramic/nych: a) krzywa chłodzenia szkła ze stanu ciekłego i krzywa początku kiystalizacji. b) zalc/notć szybkości zarodkowania kryształów i szybkości ich wzrostu od temperatury, c) zmiany temperatury w funkcji czasu podczas obróbki cieplnej

339