Берілген құрамды шыны алу және оның химиялық тұрақтылығын анықтау

Зертханалық жұмыс №2

Берілген құрамды шыны алу және оның химиялық тұрақтылығын анықтау

1. Шынының кристалдануға бейімділігін анықтау (массалық әдіс)

       Шыны тәрізді күйдегі заттарды алудың негізгі шарты - бұл оның аса салқындау (переохлаждение) қабілеті. Силикат балқымасын оның гипотермиясының температуралық аймағында кристалдану процесі практикалық маңызды. Шыны тәрізді заттың кристалға ауысуы кезінде кристалдардың пайда болуы кристалдану деп аталады, ал әйнекте – ағыту, кесу және девитрификация деп аталады.

      Шыны өндіру кезінде кристалданудың дамуы мөлдірліктің, механикалық беріктіктің төмендеуімен, өнімнің сыртқы түрінің нашарлауымен бірге жүреді. Сонымен бірге, дұрыс ұйымдастырылған кристалдану кезінде құнды техникалық қасиеттер кешені бар шыны бұйымдарын алуға болады. Сондықтан әйнектің кристалдану қабілетін зерттеу екі тұрғыдан маңызды: қажет болмаған кезде кристалданудың алдын алу және арнайы қасиеттері бар өнімдерді өндіруде оны дұрыс ұйымдастыру.

      Әйнектің кристалдануы (кез-келген басқа зат сияқты) қолайлы жағдайларда едәуір мөлшерге жететін кристалдану орталықтарының пайда болуынан басталады. Сондықтан Силикат балқымасының гипотермиялық күйін сипаттау үшін келесі факторлар өте маңызды:

     * бірлікте түзілетін кристалдану орталықтарының түзілу жылдамдығы

уақыт бірлігіне балқыманың көлемі-ЧКЦ;

    * сызықтық қатынасы болып табылатын кристалдану жылдамдығы

уақыт бойынша кристалдың өсуі-ЛСК;

     * кристалдану арақатынасына байланысты әр түрлі дамиды

ЧКЦ және ЛСК.

        Температура әйнектің кристалдануына айтарлықтай әсер етеді. Кристалдану мүмкін болмайтын температура бар, оны кристалданудың жоғарғы шегі температурасы деп атайды. Кристалдану мүмкін емес мәннен төмен температура кристалданудың төменгі шегінің температурасы деп аталады. Кристалданудың жоғарғы шегінен жоғары температурада кристалдар балқымада ериді; кристалданудың төменгі шегінен төмен температурада олар әйнектің тұтқырлығының жоғарылауына байланысты түзілмейді.   1.1 сур. ЧКЦ және ЛСК температураға тәуелділік қисықтары келтірілген.

[pic 1]

Суретте 1.1. ЧКЦ және ЛСК температураға тәуелділігі

     Т1 нүктесі төменгі температураға сәйкес келеді, Т2 нүктесі – кристалданудың жоғарғы шегі. Т1 және Т2 нүктелері кристалданудың максималды қабілеті мен оның жылдамдығының температурасына сәйкес келеді.

      Штрихталған аймақ T3–T4 температура аймағын көрсетеді, мұнда кристалданудың екі құбылысы да сәйкес келеді. Дәл осы аймақ кристалдану процесінің пайда болуы мен дамуы тұрғысынан үлкен қауіп төндіреді. Силикат балқымаларының кристалдану қабілеті күй диаграммаларымен байланысты және әмбебап заңдылыққа бағынады: кристалдану қабілетінің минимумы қосылыстарға жауап береді, онда алғашқы фазалар ретінде балқымадан әр түрлі құрамдағы кристалды қосылыстардың екі, үш немесе бірнеше түрі бөлінеді (эвтектикалық нүктелер, күй диаграммаларындағы өрістердің шекаралары); басқаша айтқанда, өтімділік температурасы неғұрлым төмен болса, әйнек соғұрлым тұрақты болады.

        Әйнектердің кристалдану қабілеті температураның тұрақты төмендеуі, қатаю және жаппай кристалдану әдістерімен анықталады. Соңғысы зертханалық тәжірибеде кеңінен қолданылады. Бұл салыстырмалы түрде қарапайым және кристалданудың оңтайлы температуралық жағдайларын ғана емес, сонымен қатар осы құрамдағы әйнектің толық кристалдануының оңтайлы уақытын орната отырып, көптеген шыны сынамаларының кристалдану қабілетін тез және сапалы бағалауға мүмкіндік береді.

Әйнектерді жаппай кристалдау әдісі

       Әдістің мәні келесідей. Кристаллизаторлардағы пешке орналастырылған зерттелетін әйнектердің үлгілері белгілі бір температура мен уақыт кезінде термиялық өңдеуден өтеді, содан кейін оларды пештен шығарып, микроскоппен зерттейді.