Стеклокристаллические материалы на основе дисиликата лития и метабората цинка

• Автор: Суздаль, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 Аналитический обзор

1.1 Высокоскоростные разрушающие нагрузки

1.1.1 Использование керамических и стеклокристаллических материалов в военной технике. Их сравнительная характеристика
1.1.2 Использование стеклокристаллических материалов при изготовлении абразивного инструмента

1.2 Структура стекол

1.2.1 Литиевосиликатные стекла

1.2.2 Борфосфатная система

1.3 Катализаторы кристаллизации

1.4 Выводы по аналитическому обзору

1.5 Цель и задачи работы ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2 Методика проведения экспериментов
2.1 Синтез стекол
2.2 Исследование физикохимических свойств стекол
2.2.1 Дилатометрических свойств стекол
2.2.2 Дифференциальнотермический анализ
2.2.3 Определение кристаллизационной способности стекол
2.2.4 Дифференциапьносканирующая калориметрия
2.2.5 Плотность
2.2.6 Определение химической устойчивости
2.2.7 Растекание
2.2.8 Электрическая проводимость
2.2.9 Акустические свойства
2.2. Объемная твердость по Виккерсу
2.2. Прочность на изгиб
2.2. Вязкость разрушения
2.3 Методы исследования структуры стекол
2.3.1 Качественный рентгенофазовый анализ
2.3.2 ИКспектроскопия
2.3.3 Рамановская спектроскопия
2.3.4 Электронная микроскопия
2.3.5 Сравнительные баллистические испытания
3 Выбор состава и кристаллизация стекол литиевосиликатной системы
3.1 Расчет стехиометрических составов стекол
3.2 Варьирование основных компонентов в стеклах
3.3 Кристаллизация стекол
3.4 Исследование структуры литиевосиликатных стекол
3.5 Выводы
4 Свойства синтезированных стекол и ситаллов
4.1 Плотность
4.2 Дилатометрические свойства
4.3 Электрические свойства
4.4 Химическая устойчивость стекол
4.5 Прочность
4.6 Твердость
4.7 Вязкость разрушения
4.8 Выводы
5 Структура и кристаллизация стекол в борфосфатной системе
5.1 Структура и свойства в системе ЫаВзСо0
5.2 Структура борфосфатных стекол
5.2.1 Выбор составов
5.2.2 Кристаллизационная способность борфосфатных стекол
5.3 Выводы
6 Свойства стекол и стеклокристалличсских материалов на основе метабората цинка
6.1 Измерение плотности и дилатометрических свойств
6.2 Дифференициальнотермический анализ
6.3 Растекание
6.4 Получение стеклокристаллического материала на основе метабората
6.5 Выводы
ВЫВОДЫ
Список использованных источников


По приведенным выше характеристикам, данный материал можно считать пригодным для производства защитных материалов. Стеклокристалличсские же материалы имеют несколько более низкие показатели свойств, но это компенсируется преимуществом стекольной технологии перед керамической. В результате чего в стеклокристаллических материалах отсутствует пористость и негомогенность состава. Кроме того, хаотичность расположения кристаллов (их размер не превышает 1 мкм) придает стеклокристаллическим материалам одну очень важную характеристику, а именно анизотропию свойств, присущую веществам в стеклообразном состоянии. Поэтому разработка новых составов стекол для производства ситаллов с высокими механическими свойствами является очень перспективным направлением. Современные технологии производства абразивных материалов и инструмента, а также процессы абразивной обработки начали формироваться в конце XIX - первой половине XX вв. Создание первых конструкций шлифовальных станков и начало массового выпуска промышленной продукции привели к разработке технологии производства искусственных абразивных материалов и инструментов из них. Абразивы обычно имеют кристаллическую структуру и в процессе работы изнашиваются таким образом, что от них откалываются мельчайшие частички, на месте которых появляются новые острые кромки (благодаря хрупкости). Абразив характеризуется природой материала, его кристаллической структурой, твердостью и размером зерен. Карбид кремния наиболее твердый из производимых абразивов. Он используется в шлифовальном инструменте на керамической, синтетической и органической связке. Алмаз. Природный или синтетический материал, обладающий самой высокой твердостью. Глинозем. Корунд (природный оксид алюминия или глинозем) имеет химическую формулу АОз и встречается в виде валунов (выкатываемых на морской берег) и скальной породы. Более грубые зерна, получаемые при дроблении крупных камней и сортировке осколков по размерам, используются для изготовления специальных шлифовальных кругов, для зачистки отливок и других предметов. Более тонкий порошок, разделяемый на фракции близких по размерам частиц, широко используется для шлифовки оптических стекол. Месторождения корунда имеются в ЮАР, Зимбабве, Канаде и США. Наждак естественный абразив более низкого качества, чем оксид алюминия. Ре4. В производстве точильных кругов наждак почти полностью вытеснен абразивами из искусственного корунда, хотя все еще используется (особенно в виде абразивов, нанесенных на основу) в небольших количествах для шлифовки металлов [, , , ]. Связка и структура абразивного инструмента. Назначение и эксплуатационные характеристики абразивного инструмента определяются его структурой, а именно, соотношением объемов шлифовального материала, связки и пор. В абразивных инструментах на связке, главным образом в шлифовальных кругах и наждачной бумаге, используются сыпучие абразивы. В России применяются: керамическая (К2, КЗ, К2, К1, К5, К8), бакелитовая (Б, Б1, Б2, БЗ, Б4, БУ, Б6, БП2) и вулканитовая (В, В1, В2, ВЗ, В5, Гф, Пф, Э5,э6) связки. Задачей техпроцесса производства абразивного инструмента является сцепление шлифовальных абразивных материалов в единый композиционный материал, обладающий заданными физико-механическими свойствами с помощью различных связок или, как в случае со шлифовальной шкуркой и инструментом на гальванической связке, закреплением его на определенной основе. Готовый абразив перерабатывается в различные виды изделий - ленты, гильзы, кольца, диски, бесконечные ленты, листовые наборы и пр. Среди неорганических полимеров кремнезем БЮг и оксид бора В2О3 в различных формах являются важнейшими материалами в технологии неорганических материалов. Эти соединения, а также многие другие -фосфорный ангидрид Р2О5 , диоксид титана ТЮг, диоксид германия Се, оксид алюминия АЬОз в двух модификациях, играющие большую роль в технологии стекла, являются неорганическими полимерами [, , , ]. При переходе неорганических полимеров из кристаллического состояния в стеклообразное степень ковалентности химических связей возрастает, что усиливает полимерные особенности в строении стекол.