Жидкое стекло характеристики по температуре: Жидкое стекло температура применения

Поведение жидкостекольных систем при повышенных температурах

Растворимое и жидкое стекло

При умеренном нагревании натриевые жидкие стекла по мере потери влаги увеличивают вязкость и затвердевают, когда содер­жание воды понижается до 20—30%. Выше 100 °С скорость потери веса снижается и обращается в ноль около’ 600 °С, когда гидратные формы кремнезема полностью отдадут воду.

Весьма важен темп нагревания. Если давление насыщенного пара в глубинных слоях стекла окажется выше атмосферного давления, то произойдет вспучивание материала. Этим явлением пользуются для получения пористых материалов, резко снижая внешнее давление в нагретой системе в той стадии, когда жидкое стекло еще сохраняет пластичность. Такой же результат получает­ся при быстром повышении температуры после гранулирования жидкого стекла, так как существует значительный градиент влаж­ности материала от поверхности к центру гранулы [58, 59].

В других случаях, когда жидкое стекло используется как связующее в бетонах, желательно получить наиболее плотные и прочные структуры.

Пористость в бетонах возникает как за счет уменьшения объема жидкого стекла в ходе потери влаги и обра­зования крупных пустот, так и из-за возникновения капиллярной пористости затвердевшего жидкого стекла при его дальнейшем высушивании.

Пористость собственно затвердевшего жидкого стекла, высу­шенного при разных температурах, была определена нами для калиевых систем различных модулей, начиная от трех и кончая золями, стабилизированными калиевой щелочью. Также была из­мерена удельная поверхность по азоту методом БЭТ. Пористость определяли измерением эффективной ПЛОТНОСТИ (бэф) пикнометри — ческим методом и кажущейся плотности (ек)- Затвердевшие в

Течение недели растворы в слое 2—3 мм затем сушили до постоян­ного веса при различных температурах. Данные приведены в табл. 21.

Чем ниже модуль жидкого стекла, тем выше проявляется склонность системы изменять при потере воды свой общий объем, мало изменяя сплошность структуры. И наоборот, золи стремятся сохранить свой общий объем, создавая пористость при потере воды.

Равновесная сушка, т. е. высушивание жидкого стекла до постоянного веса при каждой температуре, и вопросы кинетики сушки описаны в разд. 4.3.

При дальнейшем нагревании обезвоженного силиката, как от­мечает Вейл [13], стекло увеличивается в объеме при температуре ниже ликвидуса градусов на 300 и это приводит к частичной потере прочности. Затем прочность начинает существенно возра­стать за счет анионной полимеризации и уплотнения всей системы при непосредственном возникновении безводных стекольных свя­зей. Водостойкость системы на этом этапе заметно возрастает. Вблизи 1000 °С начинают протекать реакции между силикатом и теми или иными наполнителями, если силикат находится в составе Жаростойкого бетона, и после достаточной выдержки при этой температуре система приобретает свою эксплуатационную проч­ность и жаростойкость максимум до 1600 °С (в зависимости от наполнителя) с началом размягчения под нагрузкой 0,2 МПа при этой температуре [57].

Высокотемпературные фазовые превращения безводных нат — Риевых и калиевых стекол можно увидеть по диаграммам в разд. R3N + h30+R’-CH=Ch3.

Силикат при этом превращается в частично гидратированный кремнезем, система становится полностью нерастворима в воде, но сохраняет влагопроницаемость. Переход от силиката четвер­тичного аммония к кремнезему не нарушает целостность пленок и покрытий и используется в практических целях.

Особую область использования растворимых стекол образуют технологии, в которых получение жидкого стекла и его отвержде­ние совмещаются в одном непрерывном процессе [57]. Такая технология включает совместный сухой помол растворимого стек­ла, части наполнителя и отвердителя. Затворяя по месту исполь­зования такую смесь водой и получая требуемые композиции, при повышенной температуре, подчас изменяющейся по заданному графику, проводят операции образования жидкого стекла и от­верждения всей композиции. Когда растворимым стеклом являют­ся гидратированные порошки силикатов калия или натрия, рас­творяющиеся при обычной температуре за несколько минут, то такая технология в физико-химическом отношении мало отли­чается от обычного процесса использования жидкого стекла в соответствующей композиции.

Другое дело, когда используют безводные растворимые стекла. Большей частью применяют не очень высокомодульные порошки с повышенной щелочностью. Они растворяются лучше, и с при­менением автоклава, т. е. при температуре выше 100 °С, растворе­ние продолжается десятки минут, часы и может вообще не завер­шаться полностью. Образовавшееся в системе жидкое стекло уступает во взаимодействие с не очень активным отвердителем, которым может быть и собственно наполнитель; система приобре­тет начальную прочность, и в дальнейшем, повышая температуру По заданному графику, проводят полное отверждение.

Использование более щелочных растворимых стекол, повышен­ная температура и необходимое давление пара позволяют связы­вать карбонатные породы, прежде всего известняки, магнезит, доломиты, достигая прочности на сжатие несколько десятков МПа. Подобная технология была опробована также с алюмосилика­тами, некоторыми кремнеземсодержащими породами и целым ря­дом наполнителей, практически не взаимодействующих с жидким стеклом при обычной температуре [57]. Основная трудность при­менения безводного растворимого стекла в виде порошков заклю­чается в отработке температурного режима, который бы позволил в достаточной степени растворить стекольный порошок и затем при более высокой температуре и давлении пара провести реакцию с наполнителем.

Взаимодействие растворов силикатов с соединениями кальция занимает важное место в практической химии и заслуживает отдельного анализа. Чтобы разобраться в огромном количестве известных из практики фактов, подытожим общехимические све­дения, характеризующие их …

В общем виде под силикатными красками следует понима1 суспензию наполнителей, отвердителей (силикатизаторов) и пиг­ментов в водных растворах водорастворимых силикатов, в част­ности жидких стекол. Применение жидкого стекла в качестве пленкообразователя для …

Наиболее высокомодульными щелочными силикатами являют­ся стабилизированные кремнезоли. Это дисперсные системы с низ­кой вязкостью и клейкостью. Раствор с содержанием Si02 более 10% при размерах частиц до 7 нм прозрачен, выше 50 …

Стекло жидкое — Адмирал

Стекло жидкое — Адмирал

Описание

Для склеивания и связки строительных материалов;
Для изготовления кислотоупорных и огнеупорных силикатных масс;
Для закрепления фундаментов различных сооружений от грунтовых вод;
В качестве добавки к цементным растворам при гидроизоляции полов, стен и перекрытий подвальных помещений, при устройстве бассейнов;
Для пропитки различных деревянных изделий и тканей, для придания или большей плотности огнеустойчивости.
Состав не огнеопасен. Экологически безопасен. Не допускать попадания на кожные покровы, в глаза и пищевод, применять защитные костюмы, перчатки и очки. При попадании состава на кожу — удалить ветошью и смыть загрязнение мыльной водой. При попадании состава в глаза — промыть большим количеством проточной воды и при необходимости обратиться за медицинской помощью. При попадании состава в пищевод – срочно прополоскать рот большим количеством воды. НЕ вызывать рвоту. Обратиться за медицинской помощью и показать этикетку с упаковки.
12 месяцев в плотно закрытой упаковке при температуре выше 0.
Возможно хранение при отрицательной температуре -18C не более одного месяца.
Жидкое стекло транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида. При транспортировании бочки/банки/бутылки/канистры должны быть установлены так, чтобы исключить возможность их перемещения и качения.

Как работать?

Обрабатываемую поверхность очистить от загрязнений, просушить. При нанесении в качестве клея наносить кистью или валиком.
В качестве грунтовки для поверхности стяжки: жидкое стекло и цемент смешать в соотношении 1: 5.
В качестве гидроизоляции для бетонных колодцев: обработать стенки колодца жидким стеклом, затем покрыть раствором жидкого стекла, цемента и песка в соотношении 1: 1: 5. Особое внимание при гидроизоляции следует обратить на места стыков бетонных колец. Расход ~ 300г на 1м2 в зависимости от пористости поверхности.
Для приготовления водостойкой штукатурки: смешать цемент и песок в соотношении 1: 2,5 и развести полученную смесь 15% раствором жидкого стекла.
Для приготовления раствора для кладки и ремонта наружных частей дымовых труб, печей и каминов: смешать цемент и песок в соотношении 1: 3 и развести полученную смесь 10-15% раствором жидкого стекла.
Для гидроизоляции стен, полов, перекрытий, подвальных помещений, устройства бассейнов и других гидроизоляционных работ раствор готовится из соотношения: жидкое стекло 1 часть — бетонного раствора 10 частей: литр жидкого стекла на 10 л раствора.
В качестве клея — 200-400 г на 1 м2 Время полного высыхания 48 часов.

Фото

Водный раствор силиката натрия

Силикатный модуль

2,3 — 3,6

Плотность при 200 С

1,45 — 1,50 г/см3

Массовая доля диоксида кремния

22,7 — 36,7 %

Массовая доля оксида натрия/калия

7,9 — 13,8 %

Массовая доля нерастворимого в воде остатка

не более 1,8%

Расход

0,15-0,3 кг/м2

Ваше имя*

Ваше телефон*

Записаться на консультацию

Ваше имя*

Ваше телефон*

Ваш e-mail

Сообщение

Кого вы представляете?

Торговая организацияЧастное лицо

Записаться на консультацию

Ваше имя*

Ваше телефон*

Ваш e-mail

Сообщение

Кого вы представляете?

Торговая организация

Ученые определили температуру, при которой стекло становится жидкостью

Метод проникновения инертного газа, разработанный в PNNL, используется для исследования образования стабильных стекол.

В то время как стекло можно рассматривать с точки зрения хранения вина или окна, стабильность стекла влияет на такие разные области, как хранение ядерных отходов, фармацевтические препараты и мороженое. Недавно физики-химики из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории сделали ключевое открытие о том, как формируется стекло.

Они обнаружили, что температура, при которой стеклообразующие материалы осаждаются на подложку, влияет на стабильность. Их результаты, опубликованные в Journal of Physical Chemistry Letters , показывают способность метода, называемого проникновением инертного газа, определять, при какой температуре твердое тело «плавится». Их работа приносит больше понимания фундаментальных свойств стекла.

«Стекла — это метастабильные материалы с механическими свойствами твердого тела — их можно трогать и держать, а не газ», — сказал доктор Скотт Смит, соавтор статьи. «Но они не похожи на кристаллические материалы, которые находятся в идеальном порядке. Молекулы в стеклах расположены беспорядочно. В жидкостях молекулы постоянно движутся, если вы внезапно заморозите жидкость, молекулы будут беспорядочно ориентированы и неструктурированы. В некотором смысле стакан можно рассматривать как застывшую жидкость».

Независимо от того, как производится стекло, важно понимать его свойства. Например, причина, по которой некоторые лекарства имеют срок годности, заключается в том, что их физическое состояние меняется с аморфного на кристаллическое. Как только это происходит, лекарство не так быстро растворяется при приеме и, следовательно, неэффективно. Поиск способов повысить его стабильность и эффективность продлит срок его хранения. Точно так же, когда ядерные отходы помещаются в стеклянную матрицу, стекло должно оставаться стабильным, чтобы предотвратить выброс радионуклидов. И, как известно большинству любителей мороженого, когда вы открываете коробку и видите, что на поверхности образовались кристаллы, оно теряет большую часть своего вкуса.

«Наше исследование является фундаментальной работой, которая может иметь важное значение для стабильного производства стекла, поскольку способствует пониманию жидкостей и их поведения», — сказал Смит. Стекла зависят от температуры для стабильности. При правильной температуре стекло остается стабильным, потому что его молекулы остаются на месте. При более высоких температурах он превращается в переохлажденную жидкость, а затем кристаллизуется.

Чтобы создать стекло, материалы должны быть быстро охлаждены до достаточно низкой температуры, чтобы у молекул не было достаточно времени или энергии, чтобы найти конфигурацию с наименьшей энергией (кристалл). Эта температура называется температурой стеклования, или Tg, и она варьируется в зависимости от условий эксперимента и скорости охлаждения.

Смит и его коллеги д-р Алан Мэй и д-р Брюс Кей взяли стеклообразующие материалы толуол и этилбензол и переохладили их, поместив на поверхность при температуре 30 К. Когда материалы ударились о поверхность, они образовали аморфное твердое вещество— стакан.

Затем исследователи нагрели образец. Слой криптона, осажденный между двумя слоями стеклообразного материала (сэндвич), оставался в ловушке до тех пор, пока стекло не превратилось в переохлажденную жидкость (см. рисунок). Начало газовыделения показывало, при какой температуре стекло переходит в переохлажденную жидкость.

Исследователи варьировали температуру осаждения материала от 40 до 130 К. Они обнаружили, что стабильность стекла зависит от температуры осаждения. Они обнаружили, что как для толуола, так и для этилбензола осаждение при температуре на несколько градусов ниже Tg дает наиболее стабильное стекло, наиболее устойчивое к превращению в переохлажденную жидкость. Эти результаты согласуются с калориметрическими исследованиями профессора Марка Эдигера из Университета Висконсин-Мэдисон.

«Мы обнаружили, что можем контролировать одну переменную: температуру осаждения. Даже разница в один кельвин может привести к разнице в сроке службы и стабильности материала на годы», — сказал Смит.

Дополнительная информация: Р. Скотт Смит и др. Исследование образования стабильного стекла в толуоле и этилбензоле с использованием проникновения инертного газа, , Журнал физической химии, письма (2015). DOI: 10.1021/acs.jpclett.5b01611

Предоставлено Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория

Цитата : Ученые определили температуру, при которой стекло становится жидкостью (2016, 18 марта) получено 18 февраля 2023 г. с https://phys.org/news/2016-03-scientists-temperature-glass-liquid.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Тепловые свойства стекла и их роль в дизайне продукции | Копп Стекло

Это первая статья из серии из трех частей, в которой рассматриваются тепловые, оптические и механические свойства стекла. Мы определим общие свойства стекла и объясним их применение и важность в конструкции компонентов.

Очень важно иметь полное представление о тепловых свойствах стекла при проектировании со стеклянными линзами или фильтрами. При воздействии внезапных или даже постепенных изменений температуры неправильно спроектированные стеклянные линзы будут плохо работать и даже иногда могут выйти из строя. Их тепловые свойства определяют, как они будут работать в различных условиях эксплуатации; эта информация поможет вам выбрать состав стекла, который лучше всего подходит для вашего применения и окружающей среды.

Общие значения тепловых свойств боросиликатного стекла перечислены в таблице ниже. В этой статье мы обсудим эти свойства, а также важные температуры обработки.

Тепловое свойство	Общие значения боросиликатного стекла
Линейное тепловое расширение	α = 30 — 60 x 10 -7 /°C
Теплопроводность	К = 1 Вт/м°C
Удельная теплоемкость	C = 800 Дж/кг°C

 

Коэффициент линейного теплового расширения

Коэффициент теплового расширения (КТР) представляет собой меру изменения объема при нагревании или охлаждении материала. Он определяется как

, где V и T — объем и температура, а его единицы измерения — 1/°C. Для стекол часто обсуждается линейное тепловое расширение. Для изотропных аморфных материалов, таких как стекло, которые имеют небольшое тепловое расширение, линейный коэффициент точно описывается как

Применение:

Если к стеклу прикладывают неравномерную температуру, разные области стекла будут расширяться в разной степени и возникнут внутренние напряжения. Это может привести к поломке или разрушению стекла.

В тех случаях, когда стекла плотно прилегают к другим материалам, их тепловое расширение должно совпадать. Керамические эмали часто наносят на стеклянные линзы, чтобы блокировать нежелательный свет. КТР эмали должен быть таким же, как у стекла, иначе эмаль треснет и отколется. Другой пример, демонстрирующий важность КТР, возникает, когда стеклянная линза плотно прилегает к металлическому приспособлению, например, в сценическом освещении. Если не принять во внимание расширение материалов и не обеспечить достаточное пространство, то стекло может треснуть и выйти из строя из-за приложенного напряжения от приспособления.

Устойчивость к тепловому удару

Сопротивление тепловому удару стекла показывает, насколько вероятно, что оно разобьется при резком изменении температуры. Он определяется как максимальное изменение температуры (ΔT), которое может выдержать стекло при быстром нагревании или охлаждении. Его можно связать с другими свойствами стекла по формуле

, где σ — внутреннее напряжение, необходимое для образования трещин или разрушения, ν — коэффициент Пуассона, E — модуль Юнга, а α — коэффициент линейного теплового расширения стекла.

Применение:

Устойчивость к тепловому удару часто проверяется путем взятия нагретых стеклянных линз и их быстрого охлаждения с помощью таких методов, как погружение в ледяную ванну. Этот тип испытаний может указывать на способность стеклянных линз выдерживать большие изменения температуры при установке в приложении. Например, стеклянные линзы, используемые с мощными осветительными приборами, могут нагреваться во время применения и быстро остывать под воздействием дождя, снега или других факторов окружающей среды. В этих динамичных условиях крайне важно выбрать правильный тип стекла, чтобы обеспечить способность объектива выдерживать температурный удар.

Теплопроводность

Теплопроводность показывает, насколько хорошо стекло проводит или передает тепло. Он определяется как
 

, где q — тепловой поток, измеренный в ваттах (или Дж/с), A — площадь поперечного сечения стекла, а dT/dx — температурный градиент, применяемый к стеклу. Хорошие теплопроводники позволяют теплу очень быстро проходить через материал, так же как хорошие электрические проводники обеспечивают более быстрое движение заряда.

Применение:

Часто желательно, чтобы стекла имели низкую теплопроводность и действовали как теплоизолятор. Светодиоды, например, лучше работают при более низких температурах и излучают больше света, согласно исследованию, проведенному Исследовательским центром освещения. Если бы светодиодный светильник с регулируемой температурой работал в жаркой среде, то использование в этом светильнике стеклянной линзы с низкой теплопроводностью уменьшило бы поток тепла через стекло к светодиоду и повысило бы его энергоэффективность.

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость стекла — это количество тепла, необходимое для повышения температуры стекла на 1°C на единицу веса:

 где Q — теплота, m — масса, а T — температура. Если теплопроводность показывает, сколько тепла пройдет через материал, то удельная теплоемкость показывает, как быстро тепло повысит температуру стекла.

Применение:

Удельная теплоемкость стеклянной детали может быть важным фактором в тех случаях, когда стекло работает при высоких температурах. Рассмотрим осветительный прибор со стеклянной линзой и кварцевой галогенной лампой; эти лампочки часто работают при высоких температурах, выделяя большое количество тепла. Если линза спроектирована с более низкой удельной теплоемкостью, она быстрее достигнет равновесной температуры и уменьшит время прогрева системы.

Важные температуры стекла

Обычно существует пять важных температур, которые часто обсуждаются при производстве и проектировании очков.

• Температура плавления  – это температура, при которой сырье плавится до жидкого состояния.
• Рабочая точка  – это температура, при которой стекломасса формуется или формуется.
• Дилатометрическая точка размягчения  – это температура, при которой стекло начинает деформироваться при нагревании при измерении в дилатометре.
• Температура отжига  – это температура, при которой остаточные напряжения в стекле снижаются в течение нескольких минут.
• Точка деформации  – это температура, при которой остаточные напряжения в стекле снижаются в течение нескольких часов.

Эти значения обычно указываются в виде диапазона температур, а не в виде одной точки.

Применение:

Хорошее знание этих температурных точек очень важно для производителей стекла; это помогает обеспечить эффективность производства, а также высокое качество продукции. Но также важно для разработки приложений, чтобы правильное стекло было выбрано для конкретной работы. Если стеклянная линза будет использоваться в условиях высокой температуры, например, линза для прожектора, ее точка размягчения должна быть выше, чем рабочая температура света, иначе стекло может потерять желаемую форму. Эти температуры также имеют решающее значение для установки параметров отжига, отпуска или термоупрочнения стекол.

Термическая зависимость других свойств стекла

Изменение температуры может повлиять на многие другие свойства стекла. Например, цветность или цвет стекла часто зависят от его термической истории. Красные и желтые цвета в стекле обычно проявляются во время производства с помощью процесса, называемого чеканкой, когда стекло повторно нагревают и охлаждают для получения определенных цветов в результате реакций окисления, восстановления или осаждения красителей. В некоторых случаях очки могут даже изменить цвет в нормальных условиях эксплуатации, поскольку очки уравновешиваются температурой источника света.

Как обсуждалось выше, стекла при нагревании расширяются на величину, пропорциональную их коэффициенту теплового расширения. Это изменение объема может также повлиять как на плотность, так и на показатель преломления стекла. Как правило, плотность уменьшается по мере увеличения расстояния между ионами в стекле. Однако показатель преломления может либо увеличиваться, либо уменьшаться с температурой в зависимости как от изменения расстояния между ионами, так и от изменения электронного облака, окружающего ионы.

Так же, как важно понимать тепловую природу стекла для чувствительных к температуре приложений, часто необходимо учитывать пропускание, цветность и показатель преломления стекла при проектировании линзы. В следующей статье этой серии будут обсуждаться оптические свойства стекла и то, как эти свойства влияют на пригодность композиции для различных применений.

---

Узнайте больше о стекле

Чтобы помочь вам разработать более эффективные линзы для очков, мы создали всеобъемлющую электронную книгу, содержащую более 40 страниц информации о тепловых, оптических и механических свойствах стекла.