СИНТЕЗ СОСТАВОВ И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА ТЕРМООБРАБОТКИ СИТАЛЛОВ ЮРГПУ (НПИ) №3 Цель работы: ознакомиться с процессом кристаллизации стекла с целью получения стеклокристаллических материалов. Приборы и материалы: образцы стекла, для получения стеклокристаллических материалов, дериватограф, муфельная печь. Ход работы Таблица №1. Химический состав стекла и качественный фазовый состав СКМ SiO2 65,5 Аl2O3 21,0 Содержание оксидов, мас. % Li2О TiO2 MgO CaO Fе2О3 9,0 4,5 – – – FeO – Na2O – Кристаллические фазы Сподумен, рутил Таблица №2. Химический состав сырьевых материалов Материал Содержание компонентов, % (по массе) SiO2 Аl2O3 TiО2 Li2O ППП Сумма по массе Песок 99,05 – – – 0,95 100 Технический – 99,00 – – 1,00 100 – – 98,00 – 2,00 100 – – – 40,44 59,56 100 глинозем Оксид титана Углекислый литий Обозначим количество сырьевых компонентов, которыми будем вводить заданные оксиды: SiO2 – x1 песка; Li2O – х2 углекислого лития; Аl2O3 – х3 технического глинозема; TiO2 – х5 оксида титана. Решая уравнения и умножая полученные значения на 100 имеем следующий состав шихты на 100 массовых частей, масс. ч: 99,05 ∙ х1 = 65,5 х1 = 66,13; 40,44 ∙ х2 = 9,00 х2 = 22,26; 99,00 ∙ х3 = 21,0 х3 = 21,21; 98,00 ∙ х4 = 4,5 х4 = 4,59. ∑ = 114,19 Полученные данные сводим в табл. 3. Таблица №3. Таблица состава стеклокристалла. Состав Содержание оксидов, % (по массе) шихты Материал на 100 мас. ч. SiO2 Al2O3 Li2O TiO2 ппп Сумма окси- Сумма окси- дов без ппп, дов с ппп, % % (по массе) (по массе) стекла Песок 66,13 65,50 0 0 0 0,63 65,50 66,13 Угл. литий 22,26 0 0 9,00 0 13,26 9,00 22,26 Глинозем 21,21 0 21,00 0 0 0,21 21,00 21,21 Оксид титана 4,59 0 0 0 4,50 0,090 4,50 4,59 114,19 65,50 21,00 9,00 4,50 14,19 100 114,19 – 65,50 21,00 9,00 4,50 – – – – 0 0 0 0 – – – Состав стекла по расчету Состав стекла заданный Отклонения В ходе расчетов был выбран соответствующий химический состав стекла. Наиболее эффективным катализатором кристаллизации будет TiO2. Оптимальная термическая обработка — самый важный элемент технологии СКМ. Назначение термической обработки состоит в том, чтобы она обеспечила, во-первых, образование максимального числа центров кристаллизации; во-вторых, необходимую степень закристаллизованности и, в-третьих, заданный фазовый состав СКМ. Первое условие определяет мелкозернистость структуры, второе — возможно полное превращение стекла в поликристаллический материал, третье — выделение кристаллических фаз с определенными свойствами. Важным технологическим требованием к режиму термической обработки является его непродолжительность. Схематически режим термической обработки стекла представлен на рис. 1. Рис. 1 Совмещенная схема режима термической обработки стекла при превращении его в СКМ. Исходя из установленных Тамманом закономерностей, в схеме фиксируются две характерные температуры режима, одна из которых отвечает максимуму образования центров кристаллизации (ТЧЦК), вторая — максимуму линейной скорости роста кристаллов (ТЛСК). Вывод: в ходе выполнения работы был получен стеклокристаллический материал путем кристаллизации TiO2, проведен дифференциально – термический анализ и определены точки ТЧЦК (700℃) и ТЛСК (1500℃). Работу выполнил студент: Работу принял преподаватель: Янчина А.Г Головко Дмитрий Андреевич Дата
