22 Химическая стойкость стекол

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 5
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

По характеру действия на стекло реагенты можно разделить на две группы. К 1-й группе относятся вода, влажная атмосфера, растворы кислот (кроме фосфорной и плавиковой), нейтральные или кислые растворы солей, т.е. реагенты с рН<7; корторой — ре­агенты с рН>7, т.е. растворы щелочей, карбонатов и т.п. По меха­низму во^рйствия сюда же относятся фосфорная и плавиковая кислоты.

Повышение температуры способствует разрушению стекла любым реагентом. С повышением температуры на каждые!0°С в области до 100°С скорость растворения растет в 1,5...2 раза. В ав­токлаву в условиях повышенных температур и давлений удается полностью растворить большинство силикатных стекол.

O O P

-O-Si-O- -Si-O-Na+H2O-> NaOH + -O-Si-O-OH

O O P

Растворимые гидроксиды щелочных металов легко покидают места своего образования диффундируя в раствор. Трудно растворимые гидрооксиды остаются на поверхности стекла вместе с кремнеземистым остовом, состав которого соответствует составу конденсированных кремневых кислот.

По стойкости к воде стекла делят на 5 гидролитических класов.

В серии силикатной стекол высокой химической стойкостью обладают кварцевые, боросиликатные, алюмосиликатные стек­ла. Существенно возрастает химическая стойкость стекол при вводе в их состав оксидов титана, циркония. Щелочные оксиды снижают химическую стоимость стекол.

Химическая стойкость стекла к реагентам первой группы может быть повышена путем специальной обработки поверхности кремнеорганическими соединениями, фторидами магния, оксидами алюминия и цинка. Химическую стойкость поверхности изделия можно также повысить путем обработки изделий растворами кислот или выдержки в атмосфере кислых газов.

Стойкость стекол к реагентам второй. второй группы разрушают непосредственно кремний - кислородный каркас стекла по реакции:

 

O O O O O

-O-Si-O- -Si- -O-Si-+2NaOH-> Na2 SiO3 +-O-Si – O-Si-OH

O O O O O

В результате воздействия растворов щелочей на силикатное стекло образуются стабильные аншны типа SiO3-2 ;SiO4-4 ;SiO5-2 ; и соответствующие легкорастворимые силикаты щелочных металлов. По убыванию силы воздействия гидроксиды щелочных металлов при одинаковой нормальности растворов располагаются в ряд:

Naон,-> нон -> biон,->Nн4он

 

гедроксиды щелочноземельных металлов распологаются в ряд. Ва(ОН)2-> Sr(ОН)2-> Са(ОН)2.

Стойшсть стекол к действию щелочей характеризуют по потере массы на 100 см2 поверхности образца в результате кипячения в растворе NаОН и Nа2СО3. По этой характеристике стекла подразделяется на 3 класса, мг/100 см2:

1-й - 0...75;

2-й - 75... 150.

3-й > 150.

. При действии плавиковой кислоты стравливание поверхностного слоя сопровождается образ. Фтористых соединений кремния.

 

O O O O O O

- O - Si - O - - Si - - O - Si -+4 HF + H 2 O -> - SiF 4 +2 H 2 O 2 – O - Si - O - - Si - - O OH

O O O O O O

 

Химическая стойкость силикатных стекол к реагентам второй группы примерно в 100 раз ниже, чем к реагентам первой группы.

После действия реагентов второй группы поверхность стекла становится матовой, ухудшается прозрачность.