химический каталог




СИТАЛЛЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

СИТАЛЛЫ (стеклокристаллич. материалы), неорганическое материалы, получаемые направленной кристаллизацией различные стекол при их термодинамически обработке. Состоят из одной или нескольких кристаллич. фаз. В СИТАЛЛЫ мелкодисперсные кристаллы (до 2000 нм) равномерно распределены в стекловидной матрице. Кол-во кристаллич. фаз в СИТАЛЛЫ может составлять 20-95% (по объему). Изменяя состав стекла, тип инициатора кристаллизации (катализатора) и режим термодинамически обработки, получают СИТАЛЛЫ с различные кристаллич. фазами и заданными свойствами (см. табл.). Впервые СИТАЛЛЫ были изготовлены в 50-х гг. 20 в. Материалы, подобные СИТАЛЛЫ, за рубежом называют пирокера-мом, девитрокерамом, стеклокерамом.

СИТАЛЛЫ обладают высокой прочностью, твердостью, износостойкостью, малым термодинамически расширением, химический и термодинамически устойчивостью, газо- и влагонепроницаемостью. По своему назначению может быть разделены на технические и строительные. Технические СИТАЛЛЫ получают на основе систем: Li2O--Al2O3-SiO2, MO-Al2O3-SiO2, Li2O-MO-Al2O3--SiO2, где M-Mg, Ca, Zn, Ba, Sr и др.; MgO-Al2O3--SiO2-K2O-F; MO-B2O3-Al2O3 (где M-Ca, Sr, Pb, Zn); PbO-ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2 и др. По основные свойству и назначению подразделяются на высокопрочные, радиопрозрачные химически стойкие, прозрачные термостойкие, износостойкие и химически стойкие, фотоситаллы, слюдоси-таллы, биоситаллы, ситаллоцементы, ситаллоэмали, СИТАЛЛЫ со спец. электрич. свойствами.

Высокопрочные СИТАЛЛЫ получают главным образом на основе стекол систем MgO-Al2O3-SiO2 (кордиеритовые составы) и Na2O-Al2O3-SiO2 (нефелиновые составы). Для первых инициатором кристаллизации служит TiО2; sизг для них 240-350 МПа. СИТАЛЛЫ нефелиновых составов после упрочнения ионообменной обработкой в расплавл. солях К имеют sизг 1370 МПа. Области применения высокопрочных СИТАЛЛЫ-раке-то- и авиастроение (обтекатели антенн), радиоэлектроника.

Оптически прозрачные термостойкие и радиопрозрачные химически стойкие СИТАЛЛЫ получают на основе стекол системы Li2О - Al2О3 - SiO2 (сподумено-эвкриптитовые составы); инициатор кристаллизации -ТiO2. В оптически прозрачных СИТАЛЛЫ размер кристаллов не превышает длины полуволны видимого света. СИТАЛЛЫ, содержащие в качестве основных кристаллич. фаз эвкриптит (Li2O•Al2O3•2SiO2) или сподумен (Li2О • Аl2О4•4SiO2), имеют, кроме того, температурные коэффициент расширения, близкие к нулю, и иногда даже отрицательные-до -5•10-6 К-1. Области применения -космич. и лазерная техника, астрооптика. Введение в состав таких СИТАЛЛЫ активаторов люминесценции и спед. добавок позволяет применять их в солнечных батареях.

Износостойкие и химически стойкие СИТАЛЛЫ получают на основе стекол CaO-MgO-SiO2 (пироксеновые составы); инициаторы кристаллизации-фторид или оксид хрома. Отличаются высокой износостойкостью (истираемость 0,001 г/см2) и стойкостью в различные химический средах. Применяются в текстильной, химический, автомобильной промышленности, буровой и горнодобывающей технике.

Фотоситаллы обычно получают на основе стекол системы Li2O-Al2O3-SiO2 со светочувствительный добавками (соединение Аи, Ag, Сu), которые под действием УФ облучения и дальнейшей тепловой обработки стекла способствуют его избират. кристаллизации. Находят применение в микроэлектронике, ракетной и космич. технике, оптике, полиграфии как светочувствительный материалы (например, для изготовления оптический печатных плат, в качестве светофильтров).

Слюдоситаллы получают на основе стекол системы MgO-Al2O3-SiO2-K2O-F (фторфлогопитовые, фторастворихтеритовые, фторамфиболовые составы). Сочетают высокие механические и электрич. свойства с хорошей механические обрабатываемостью-их можно резать, сверлить, фрезеровать, шлифовать. Применяются в машиностроении для изготовления деталей, подвергающихся трению и износу, а также в качестве материала для деталей сложной конфигурации.

Дифситаллы лолучают обычно на основе стекол системы СаО - MgO - SiO2 - Р2О5 (апатито-волластонитовые со ставы). Высокая механические прочность, биологическое совместимость с тканями организма позволяют использовать их в медицине для зубных и костных протезов.

Ситаллоцементы, получаемые на основе стекол системы PbO-ZnO- В2О3 - SiO2, имеют очень низкий коэффициент теплового расширения (4-10) • 10-6 К-1; применяются для спаивания стеклодеталей цветных кинескопов и электроннолучевых трубок, герметизации полупроводниковых приборов, в производстве жидкокристаллич. индикаторов, в микроэлектронике. Перспективно также использование таких СИТАЛЛЫ в качестве стеклокристаллич. покрытий (стеклоэмалей), наносимых на поверхность различные металлов (W, Mo, Nb, Та, их сплавов, различные видов стали) с целью защиты их от коррозии, окисления и износа при обычных и повыш. температурах. Отличаются повыш. термо- и жаростойкостью, устойчивостью к истиранию, высокой механические и электрич. прочностью. Применяются в качестве покрытий для деталей дизелей, газотурбинных установок, атомных реакторов, авиационных приборов, электронагреват. элементов.

СИТАЛЛЫ со спец. электрич. свойствами получают на основе стекол систем ВаО-Аl2О3-SiO2-ТiO2 и Nb2O5-CoO-Na2O--SiO2. Характеризуются высокой диэлектрическая проницаемостью (e 240-1370) и низким коэффициент диэлектрическая потерь (1,5-3,2). Используются для изготовления низкочастотных конденсаторов большой емкости, пьезоэлементов и др. Разработаны полупроводниковые, ферромагнитные, ферро-электрич., сегнетоэлектрические СИТАЛЛЫ с различные сочетанием электрич. свойств. СИТАЛЛЫ на основе стекол системы MgO-Al2O3-SiO2 имеют очень низкий tg d (3 • 10-4 при 25 °С и 104 МГц), СИТАЛЛЫ на основе метаниобата Рb- высокую диэлектрическая проницаемость (e 1000-2000). На основе стекол B2O3-BaO-Fe2O3 получены СИТАЛЛЫ с одно- и многодоменной структурой с размером доменов ~ 500 им.

К группе строительных СИТАЛЛЫ относят шлако-, золо-, петемпературоситаллы, получаемые с использованием шлаков черной и цветной металлургии, зол, горных пород. В зависимости от химический состава используемых отходов, определяющих вид доминирующей кристаллич. фазы, подразделяются на вол-ластонитовые, пироксеновые (инициаторы кристаллизации-оксиды Cr, Ti, Fe, фториды), мелилитовые (система CaO-MgO-2Al2O3-SiO2, инициатор кристаллизации--оксид Сr), пироксен-авгитовые и геденбергитовые (система СаО - MgO - Fe2 О3 - Аl2 р3 - SiO2), форстеритовые (система CaO-MgO-SiO2) и эгириновые (Na2O--Fe2O3-SiO2) СИТАЛЛЫ Они имеют высокие прочностные ха рактеристики (sизг 100-180 МПа), высокую микротвердость (8500-9000 МПа), относительно низкую истираемость (0,05 г/см2), высокую стойкость к химический и термин, воздействиям. Применяются в стр-ве, горнодобывающей, химический и др. отраслях промышленности.

Получают СИТАЛЛЫ и изделия из них главным образом с использованием стекольной и керамич. технологии, иногда по химический способу. Наиб. распространена так называемой стекольная технология, включающая варку стекла из шихты (см. Стекло неорганическое), формование изделий (прессование, прокатка, центробежное литье) и термодинамически обработку. Последняя стадия обеспечивает кристаллизацию стекла вследствие введения в стекольную массу спец. инициаторов-каталитических добавок - оксидов Ti, Сг, Ni, Fe, фторидов, сульфидов, металлов платиновой группы, а также вследствие склонности стекол к ликвации, способствующей образованию поверхности раздела фаз и приближающей химический состав микрообластей к составу будущих кристаллов. Термич. обработку осуществляют обычно по двухступенчатому режиму; температура первой ступени лежит в области температуры размягчения стекла и соответствует макс. скорости зарождения центров кристаллизации, при температуре второй ступени происходит выделение кристаллов ведущей фазы, определяющей основные свойства СИТАЛЛЫ

По керамич. (порошковой) технологии получения СИТАЛЛЫ из расплава стекла вначале получают гранулят, который измельчают и сушат, после чего в него добавляют термопластич. связку и из образовавшейся массы прессованием или шли-керным литьем формуют изделия. Затем их спекают при высокой температуре с одновременной кристаллизацией. По сравнению с керамикой аналогичного состава спеченные СИТАЛЛЫ характеризуются более низкими температурами обжига и расширенным интервалом спекания. Порошковая технология позволяет получать из СИТАЛЛЫ термически стойкие изделия сложной конфигурации и малых размеров.

По химический способу СИТАЛЛЫ получают главным образом по золь-гель технологии, в основе которой лежит низкотемпературный синтез (посредством реакций гидролиза и конденсации) металлоорганическое соединение элементов, составляющих стекло, при температуре ниже температуры плавления стекольной шихты. Этот метод позволяет получать СИТАЛЛЫ на основе составов, не склонных к стеклообразова-нию, обеспечивает получение стекол высокой чистоты и однородности, что резко улучшает свойства СИТАЛЛЫ, синтезируемых на их основе.

Литература: Макмиллан П. У., Стеклокерамика, пер. с англ., М., 1967; Жуни-на Л. А., Кузьменков М. И., Яглов В.Н., Пироксеновые ситаллы, Минск, 1974; Павлушкин Н. М., Основы технологии ситаллов. 2 изд., М., 1979; Бережной А. И., Ситаллы и фотоситаллы, М., 1981; Стрнад 3., Стекло-кристаллические материалы, пер. с чеш., М., 1988. П. Д. Саркисов.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
обучающие курсы о маникюру в чехове
курсы "ремонт холодильников "с трудоустройством в москве
ремонт холодильников на дому м кузминки
Электрические котлы Эван WARMOS - RX 30

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
(08.12.2016)