
Zmiana właściwości szkła za pomocą modyfikatorów szkła
This post is also available in: Holenderski Angielski Francuski Niemiecki Włoski Portugalski, Portugalia Hiszpański
Czy wiesz, że można zmienić właściwości szkła? Rozważ to.
Według materiałów AZO:
„Właściwości szkła krzemianowego i boranowego można precyzyjnie dostroić za pomocą modyfikatorów szkła, takich jak tlenek litu, tlenek wapnia i tlenek cynku, aby sprostać kilku niszowym zastosowaniom inżynieryjnym. W tym artykule omówiono tworzenie okularów o wysokiej specyfikacji dla wielu zastosowań przy użyciu popularnych modyfikatorów szkła.
„Zwykłe szkło jest żaroodporne, wykazuje niską rozszerzalność cieplną i oferuje bardzo dobrą odporność na szok termiczny. Jest odporny chemicznie, wykazuje wysoką oporność elektryczną i jest optycznie przezroczysty. Wszystkie te właściwości sprawiają, że szkło jest wyjątkowym materiałem, niezbędnym w architekturze, sprzęcie laboratoryjnym, elektronice i inżynierii.
„Modyfikatory szkła mogą jeszcze bardziej przekształcić szkło w prawdziwy cudowny materiał. Właściwości szkła można precyzyjnie dostroić i polepszyć, podobnie jak w przypadku innych materiałów, takich jak stal, poprzez ostrożne dodawanie modyfikatorów chemicznych w celu spełnienia szerokiego zakresu wymagających zastosowań.
Struktura i skład szkła
„Istnieją trzy szerokie kategorie składników szkła: substancje tworzące sieć, modyfikatory i półprodukty. 1W przypadku formowania sieci, większość szkła składa się z silnie usieciowanej sieci wiązań chemicznych. Najczęściej sieciotwórczym składnikiem szkła jest tlenek krzemu. Dwa inne tlenki powszechnie stosowane w produkcji szkła to bor i german.
„Aby jeszcze bardziej zmienić właściwości szkła, modyfikatory chemiczne , w tym lit, sód, potas i wapń, można dodawać do szkła w niewielkich ilościach. Modyfikatory te istnieją jako naładowane pojedyncze atomy (jony) wśród substancji tworzących usieciowaną sieć. Jako takie zmniejszają względną liczbę silnych wiązań w szkle, a co za tym idzie obniżają temperaturę topnienia i lepkość.
„W zależności od składu szkła półprodukty , w tym tytan, aluminium i cynk, są substancjami chemicznymi, które mogą zachowywać się jak substancje tworzące sieci lub modyfikatory. 2 Aby zapobiec tworzeniu się uporządkowanych krystalitów w materiale, ponieważ szkła są naturalnie silnie nieuporządkowane, wymagana jest starannie dobrana równowaga substancji tworzących sieć, półproduktów i modyfikatorów.
Efekty modyfikatorów szkła
„Zależności addytywności w przybliżeniu opisują właściwości modyfikowanego szkła, ponieważ szkło ogólnie zachowuje się jak roztwór, co oznacza, że każdy składnik przyczynia się do właściwości masy szkła w ilości mniej więcej proporcjonalnej do jego stężenia. 3
„Normalne wiązanie między pierwiastkami tworzącymi szkło a tlenem jest przerywane przez modyfikatory szkła, ponieważ luźno wiążą się z atomami tlenu. Tworzone są „niemostujące tlenki”, które następnie obniżają względną ilość silnych wiązań w szkle. Oznacza to, że modyfikatory szkła mają zazwyczaj znaczący wpływ na właściwości szkła.
„Takie efekty obejmują obniżenie temperatury topnienia, napięcia powierzchniowego i lepkości w wyniku słabszego ogólnego wiązania w materiale.4 Modyfikatory szkła wpływają na współczynnik rozszerzalności cieplnej, trwałość chemiczną i współczynnik załamania światła, ułatwiając pracę ze szkłem w niższych temperaturach bez wpływu na przezroczystość.
Modyfikatory szkła do zastosowań wymagających wysokich wymagań
„Różne dostępne modyfikatory szkła mają kilka wspólnych właściwości. Jednak unikalne właściwości chemiczne każdego z nich mogą mieć różny wpływ na właściwości wytwarzanego szkła.
Trwałość chemiczna
„Trwałość chemiczna szkła jest zwykle zmniejszona, gdy jako modyfikatory stosuje się metale, na przykład sód i potas. Natomiast trwałość chemiczna szkła może wzrosnąć, gdy stosuje się metale ziem alkalicznych, na przykład wapń. 5
Oporność
„Szkło ma wysoką rezystywność i przenikalność elektryczną, dzięki czemu nadaje się do zastosowań w rezystorach i kondensatorach. Rezystywność w szkłach można radykalnie zwiększyć poprzez dodanie tlenków telluru, germanu lub tytanu w niskich stężeniach. To sprawia, że są atrakcyjnymi modyfikatorami szkła do zastosowań o ultrawysokiej rezystancji, na przykład w aparatach słuchowych i detektorach podczerwieni. 6
Szkło do sprzętu laboratoryjnego
„W produkcji sprzętu laboratoryjnego bardzo cenione jest szkło o dużej odporności chemicznej i odporności na szok termiczny. Efekty rozszerzalności cieplnej można zmniejszyć poprzez dodanie tlenku cynku do szkła krzemianowego. Dzięki temu jest szczególnie odporny na szok termiczny.
„Szkła wykorzystujące boran i krzemian jako środek tworzący sieć, znane jako szkła borokrzemianowe, są również szczególnie odporne termicznie i odporne chemicznie. To sprawia, że są atrakcyjnym materiałem do naczyń reakcyjnych, probówek i innego sprzętu laboratoryjnego.
Specjalne właściwości optyczne
„Kilka szkieł jest cenionych za niezwykłe właściwości optyczne. Soczewki fotochromowe powszechnie wykorzystują szkło modyfikowane cynkiem, podczas gdy szkło światłoczułe jest produkowane przy użyciu srebra, złota i miedzi i może zmieniać kolor w odpowiedzi na padające światło. 4,7
Szkło bioaktywne
„Społeczność biomedyczna jest szczególnie zainteresowana formą modyfikowanego szkła, która ściśle naśladuje właściwości mineralnej części żywej kości. Jest to znane jako szkło bioaktywne. Jest wysoce biokompatybilny i tworzy silne wiązania chemiczne z kością.
„Wapń i sód działają jako podstawowe modyfikatory, tworząc stosunkowo miękkie szkło składające się z około 45% krzemianu. Takie szkło można łatwo obrabiać maszynowo w implanty do stosowania w naprawie urazów kości. 8
Wiodąca technologia szkła precyzyjnego Mo-Sci
„Światowy lider w technologii szkła precyzyjnego, Mo-Sci produkuje szeroką gamę okularów o wysokiej specyfikacji do zastosowań w opiece zdrowotnej, elektronice i inżynierii. Ich doświadczenie obejmuje szkło bioaktywne, szkło o wysokim współczynniku załamania światła i szkło fluorescencyjne. Mo-Sci może wyprodukować niestandardowe rozwiązania dla praktycznie każdego zastosowania szkła”.
Recent Comments