ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Стекло из "Коррозия химической аппаратуры и коррозионностойкие материалы " Плавленый кварц, или кварцевое стекло, является разновидностью кремнезема и представляет собой аморфную стеклообразную массу. [c.199] В качестве сырья для изготовления кварцевого стекла применяются различные кремнеземистые материалы горный хрусталь, кварцевый песок, отличающийся высокой чистотой, и в редких случаях кварциты. [c.199] Различают прозрачное кварцевое стекло и непрозрачное. Химический состав их почти одинаковый. В прозрачном стекле содержание 5102 должно быть не менее 99,7%, в непрозрачном не менее 99,5%. Непрозрачное стекло отличается от прозрачного тем, что во всей массе его включены пузырьки воздуха. [c.199] В химической промышленности аппаратура и детали изготовляются из непрозрачного стекла. Прозрачное стекло используется главным образом оптической промышленностью. [c.199] Кремнезем не имеет определенной температуры плавления и размягчается постепенно. Начало размягчения происходит при 150(У , максимальной подвижности масса достигает при 1800°. [c.199] При химическом взаимодействии кремнезема с углем, которое имеет место начиная с 1450°, Si02 восстанавливается до элементарного кремния, а выделяющаяся окись углерода препятствует прилипанию расплавленной массы к стержню. В результате плавки получается слиток кварцевого стекла. [c.200] Процесс получения прозрачного кварца значительно сложнее вследствие необходимости предотвратить проникновение воздуха в расплавленную массу. [c.200] Кристаллический кремнезем может существовать в нескольких модификациях (а- и -кварц, и -тридимит, а. и р-кристо-балит). При определенной температуре одна модификация кремнезема переходит в другую. [c.200] Все эти модификации отличаются друг от друга по своим свойствам, в частности, по плотности. [c.200] При температуре ниже 575° устойчивой формой кварца является Р-кварц (уд. вес 2,65). При 575° -кварц переходит в а-кварц (уд. вес 2,60), который устойчив в пределах 575—870°. От 870 до 1470° устойчивой формой является тридимит, а при более высокой температуре — кристобалит последний в виде а-модификации образуется в интервале температур 1470—1710°. При понижении температуры а-кристобалит переходит в 3-кри-стобалит. Этот переход сопровождается уменьшением объема (уд. вес ii-формы кристобалита 2,22, а -формы 2,33), что вызывает появление трещин. [c.200] При высоких температурах плавленый кварц подвергается кристаллизации, или расстекловыванию. при этом из аморфного состояния кварц переходит в кристаллическое, превращаясь обычно в кристобалит. [c.200] Практически процесс расстекловывания плавленого кварца начинается уже при температуре выше 1000° при 1100° кристаллизация заметно ускоряется и достигает максимальной скорости при 1600°. [c.201] Описанными выше превращениями кварцевого стекла объясняются причины растрескивания его и определяется верхний предел температуры, при которой можно применять изделия из плавленого кварца. [c.201] Кварцевое стекло обладает исключительной термической стойкостью и почти совершенно не чувствительно к резким сменам температуры. Изделия из кварцевого стекла, нагретые докрасна, не трескаются при погружении в воду. Эта высокая термическая устойчивость плавленого кварца объясняется ничтожно малым коэфициентом линейного расширения. В отличие от кристаллических модификаций кремнезема, расширение которых весьма неравномерно меняется с температурой, кварцевое стекло отличается равномерным расширением в большом интервале температур от 100 до 1000° коэфициент линейного расширения кварцевого стекла практически не зависит от температуры. Коэфициент линейного расширения кварцевого стекла очень мал. Он почти в 20 раз менее коэфициента линейного расширения обычных промышленных стекол. Благодаря этому аппараты из кварца можно применять при высоких температурах, не опасаясь разрушения их вследствие резких перепадов температуры. [c.201] Благодаря ничтожному коэфициенту расширения в кварцевом стекле возникают незначительные внутренние напряжения, что позволяет механически обрабатывать материал без растрескивания (кварцевое стекло легко режется). [c.201] Сквозь кварцевое стекло способны диффундировать газы. Однако эта способность появляется только при высоких температурах так, хлористый водород диффундирует только при температуре выше 1400°, для диффузии метана, кислорода и углекислоты требуется температура 1300°. Наиболее легко диффундируют газы с наименьшим атомным весом (гелий, неон, водород). [c.201] Кварцевое стекло стойко ко всем минеральным и органическим кислотам при всех концентрациях и при высоких температурах, за исключением плавиковой кислоты, которая разрушает кварц уже при комнатной температуре, и фосфорной кислоты при температуре выше 300°. Плавиковая кислота растворяет кварцевое стекло значительно скорее, чем кристаллические модификации кремнезема. [c.201] Едкие щелочи и соли с щелочной реакцией разрушают кварц. [c.201] иод на него не действует даже при температуре выше 500°. [c.201] Поверхность плавленого кварца в значительно меньшей степени, чем поверхность других материалов, вызывает разложение крепких растворов перекиси водорода. В аппаратах из кварцевого стекла можно без труда получить 90%-ную перекись водорода. [c.202] Вернуться к основной статье