Химическая устойчивость стекол

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 8

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Цель работы : изучить методику определения химической устойчивости стекла; определить химическую устойчивость стекла заданного состава и установить гидролитический класс.

Основные понятия

Под химической устойчивостью стекла понимают его способность противостоять воздействию агрессивных сред. Различают два основных вид разрушения – растворение и выщелачивание. При растворении компо­ненты стекла переходят в раствор в тех же соотношениях, в каких они находятся стекле. При выщелачивании происходит процесс, когда в раствор переходят в основном окислы щелочных или щелочноземельных металлов.

В соответствии с характером разрушения, стекла можно условно разделить на 2 группы:

– реагенты с РН < 7 (вода, растворы кислот, кислые растворы солей и т.д.), которые "выщелачивают" стекло;

– реагенты с РН > 7 (растворы щелочей, карбонатов, а также плавиковая и фосфорная кислоты), которые растворяют стекло.

Согласно Гребенщикова И.В., кремнезем стекол, не связанный с основными окислами, образует прочный скелет, нерастворимый в воде и кислотах.

Кремнеземистые тетраэдры, вершины которых связаны со щелочами, щелочноземельными ионами – наиболее уязвимые звенья стеклообразного каркаса.

При воздействии воды и водных растворов происходят ряд одновременно протекающих процессов – растворение силикатов щелочных металлов, гидролиз щелочноземельных силикатов с образованием геля кремневой кислоты, обменная адсорбция между стеклом и раствором, вторичные реакции продуктов гидролиза поверхностными слоями стекла и т.д.

В результате на поверхности стекла образуется защитная пленка (50 Нм), состоящая из скелетного кремнезема, заполненного ге­лем кремневой кислоты, зат­рудняющая диффузию компо­нентов стекла в раствор.

Иной характер носит разру­шение стекол в растворах щелочей. На поверхности стекла (в зависимости от кон­центрации щелочного раство­ра) либо образуются рыхлые пленки, либо они вообще отсутствуют. В последнем случае реагенты реагируют не­посредственно с кремнеземом стекла и растворяют стекло целиком с образованием растворимых продуктов.

Воздействие таких реагентов во времени выражается линейной зависимостью, т.к. защитной пленки на поверхности стекла нет.

Скорость разрушения стекла растворами кислот или щелочей можно значительно уменьшить (в 18 раз) путем введения в последние некоторых анионов (ВеО₂; А1О₂; ZnO₂) или солей (А1С1₃). Это так называемое явление ингибиции (замедление или предотвращение реакции).