химический каталог




Эмаль и эмалирование

Автор А.Петцольд, Г.Пёшманн

очным стеклом в стеклокристаллических эмалях. Поэтому рассмотрение основ должно включать в себя как стекловидное, так и кристаллическое состояния.

2.1.1. Общая атомистика кристаллов н стекол

Термодинамически стабильным состоянием твердого вещества является кристаллическое; напротив, аморфные и стекловидные материалы метастабильны.

Кристаллические твердые вещества характеризуются пространственной трансляционной решеткой, узлы которой заняты частицами (атомами, ионами, молекулами) вещества. Для такой пространственной решетки характерны разные, определяемые положением узлов кристаллические плоскости, которые по-разному проходят через решетку. Расстояние между параллельными плоскостями является типичным параметром для каждого кристаллического вещества.

Между частицами действуют силы связи разного рода (металлическая связь, ковалентная или атомная, полярная или ионная и ван-дер-ваальсова). В неорганических неметаллических твердых телах наблюдается ионная связь и смешанная кова-лентно-полярная (доля ионной связи составляет: в системе титан— кислород 65, алюминий — кислород 60, бор — кислород 45, кремний — кислород 40%). Однако рассматривать решетку как ионную с жесткими шариками в узлах — упрощение.

Такая ионная модель не полностью соответствует действительности. Более того, электронные оболочки, в первую очередь

18 больших анионов, деформируются под влиянием внутренних и внешних сил. Эта деформация ведет к повышению доли кова-лентной связи. Деформация ионов сильно влияет на характеристику стекол и эмалей.

Действующие в структурных элементах силы притяжения между катионом К и анионом А (в данном случае кислородом) можно оценить по Дитцелю напряженностью поля катиона на расстоянии а, причем эта сила имеет сущность электростатической силы притяжения (кулоновой силы):

K = zKzAe*/a\ (2.1)

где z— заряд (валентность) катиона или иона кислорода; а = = гя + г02-—расстояние между центрами катиона и иона кислорода.

Для практических целей достаточно использовать приводимые обычно без размерностей выражения гко-2 (значения е и г0г_ всегда постоянны) в качестве относительной меры связи катиона с ионом кислорода. Значения напряженности поля важнейших катионов в оксидной связи приведены в табл. 2.1. Они относятся к кристаллическим и стекловидным веществам. С их помощью можно истолковать или предсказать заранее многие взаимозависимости в эмалях.

Расположение ионов в оксидной кристаллической решетке зависит в основном от отношения гк/гдз—. Ион кислорода, как правило, больше большинства катионов, поэтому естественные ионные кристаллы можно рассматривать как упаковку из шариков кислорода с внедренными катионами при разной плотности упаковки. Таким образом получается координационный многогранник, в котором катионы окружены соответствующим числом ионов кислорода. Это число, известное под названием координационного, составляет (в зависимости от ГК/ГА и размера катиона) 3, 4, 6, 8 или 12. Оно имеет значение как в кристаллических, так и в стекловидных телах для приобретения определенных свойств (пример — окраска).

Координационные числа основных ионов приведены в табл. 2.1 и 2.2. Для силикатов, стекол и эмалей важно, что кремний всегда имеет координационное число 4, бор — 3 или 4, а алюминий —4 или 6. Ионы основных металлов имеют всегда более высокие координационные числа (6—12). Координационные характеристики важнейших иоиов по отношению к иону кислорода тоже приведены в табл. 2.2.

Идеальных кристаллов не существует. Все технические кристаллы являются реальными, т. е. имеют некоторые дефекты. Различают:

— структурные дефекты упорядоченности, к которым относятся безразмерные, т. е. точечные дефекты, типизированные Френкелем и Шоттки и Вагнером (рис. 2.1, а), одномерные,

19

2.1.2. Структуры естественных ионных решеток

Реальные структуры естественных оксидных ионных решеток определяются плотностью упаковки, видом и распределением дырок в многогранниках, типом последовательности слоев и укладкой ионов кислорода. Важнейшие решетки кристаллических составляющих эмалей:

— корундовая (АЬОз, Fe203, СГ2О3, хромалюминиевожелеэ-ный зеленый или черный гематитовый пигмент);

j ®F оСа (Г ® 0 о Ti в ®S °Zn

— цинковой обманки (светящееся вещество ZnS);

ионы кислорода в цепи, ленты, слои или каркасы. Конфигурация многогранников получается из соотношения rsi*+/r0i_ «0,3 и обусловлена электронным состоянием sp3 кремния.

Кремний стремится окружить себя оптимальным числом ионов кислорода и тем самым экранировать в максимальной степени свое положительное силовое поле (скрининг). Это достигается только в результате образования анионного комплекса [SiO<]. Если к кремнию поступает от оксидов основных металлов достаточное число ионов кислорода, то каждый катион Si4+ будет окружен четырьмя лишь ему принадлежащими

— флюоритовая (глушители CaF2, СеСЬ, Zr02);

— рутиловая (глушители ТЮ2, рутиловый пигмент);

— шпинельная (шпинельные пигменты МеО-Ме2'Оз, где Me — никель, кобальт или цинк, Me'—алюминий, железо

страница 6
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221

Скачать книгу "Эмаль и эмалирование" (6.29Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы сервисного инженера котельное оборудование
Волкодав, база 62
сколько весит скамейка деревянная
билеты в кассах открытие арена

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.06.2017)