Внутреннее трение стекол

Показано, что измерение внутреннего трения стекол (четвертая глава) позволяет определить величины связей иона кислорода с ионом кремния и ионами щелочных элементов и других элементов структуры стекла, что связывает механические свойства стекла с другими его свойствами электрическими, оптическими и т. д. [c.4]

При замене окиси натрия в стекле, соответствуюш ем составу дисИликата, на эквивалентное количество окиси калия (рис. 29, б, кривые 5 И б) модуль Юнга уменьшается примерно на 20 %, но температурная кривая его изменения сохраняет такой же вид и наклон по отношению к оси температур. Небольшие изменения кривизны кривой соответствуют структурным изменениям в стекле, легко обнаруживаемым при измерении внутреннего трения стекол в этой области температур. [c.93]

ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ СТЕКОЛ [c.110]

Для измерения величины внутреннего трения стекол определяют логарифмический декремент затухания колебаний торсионного маятника. При определении внутреннего трения стекол торсионным маятником с одной нитью расчет ведется но следующей формуле [c.111]

Измерение внутреннего трения стекол при постоянной частоте колебания образца можно производить, меняя температуру опыта. В этом случае изменение величины т будет определяться формулой (4.7) меняя температуру опыта, можно подобрать ее такой, при которой будет соблюдаться условие (4.6). Подставляя значение X из уравнения (4.7) в уравнение (4.6), получим [c.113]

Рис. 50. Внутреннее трение стекол состава дисиликата натрия (1) и калия (2) при частоте 1000 гц.

Измерение внутреннего трения стекол производилось на отожженных нитях диаметром 0.60 и длиной 130 мм при частоте 0.4 гц в области температур от —55 до +550°. [c.131]

Измерение внутреннего трения стекол производилось на нитях диаметром 0.06 мм при частоте 0.4 гц с помощью торсионного маятника. На кривой внутреннее трение—температура для закаленной исходной нити, т. е. вытянутой из расплава и быстро охлажденной, имеется один четко выраженный максимум при температуре 34° и точка перегиба в области температур 200--300° (рис. 65). Тепловая обработка исходных стеклянных нитей при 500° в течение 10 мин. вызывает незначительное понижение высоты первого максимума. Дальнейшее увеличение длительности прогрева до 17 час. практически не влияет на высоту максимума и лишь несколько смещает его в сторону более низких температур. Однако при этом на кривой появляется новый максимум при 160°, причем он выявляется тем более отчетливо, чем продолжительнее была тепловая обработка. В области еще более высоких температур на кривой намечается формирование третьего максимума. Добавление к основному стеклу небольшого коли- [c.143]

Рис. 67. Зависимость высоты первого 1) и второго (2) максимумов на температурных кривых внутреннего трения стекол Ы2О 2.758102 от количества выделившейся в стекле кристаллической фазы.

Одновременно с улучшением существовавших методик изме- рения механических свойств стекла разрабатывались новые методы измерения прочности, упругих свойств и внутреннего трения сте- кол. Использование этих методов при исследовании стекол позволило установить, что знание его механических свойств дает не менее ценные сведения о структуре стекла, чем изучение оп- тических, электрических и других его свойств. [c.3]

Следует отметить, что знание механических свойств стекол различного состава позволяет не только непосредственно использовать соответствующие показатели для расчета конструкций, подвергающихся разнообразным механическим воздействиям, но имеет важное значение и для понимания структуры стекла. В этом отношении особый интерес представляют данные о механических свойствах стекла, полученные с помощью новых акустических методов и изучения внутреннего трения, отражающие атомные И молекулярные связи в стеклах. [c.5]

Результаты изучения стекол методом внутреннего трения находятся в хорошем согласии с данными, полученными для тех же стекол другими физическими методами (оптические, рентгеновский анализ, электронномикроскопический, измерение упругих и электрических свойств и т. д.). [c.111]

Однако акустический снектр стекол, полученный методом внутреннего трения, еще не расшифрован полностью. Это позво- ляет надеяться, что при дальнейшем развитии метода можно будет получить дополнительные данные о тонком строении стекла. [c.111]

Величина внутреннего трения кварцевого стекла в широкой области температур составляет около (2—3)-10 , что значительно меньше соответствующей величины у силикатных стекол, но на несколько порядков выше внутреннего трения кристаллического кварца, равного 10 —10" . Вид кривой внутреннее трение—температура определяется как строением кварцевого стекла, так и природой и количеством примесей в нем, искажающих его структуру. [c.114]

На кривых внутреннее трение—температура стекол исследованных составов было обнаружено пять максимумов, которые располагались в следующих температурных интервалах первый — 48- 12°, второй— 149—190°, третий — 189- 270°, четвертый— 279-+320° и пятый - 440 480°. [c.131]

Сравнительно небольшое число работ, выполненных за последние 10—12 лет по изучению внутреннего трения стекол, уже позволило получить ряд ценных сведений о строении стекла, и в частности установить изменение сил связи ионов ш елочных элементов с каркасом стекла в зависимости от его химического состава и стеиени отжига, т. е. от изменения структуры стекла как в двух-, так и в многокомпонентных стеклах. [c.111]

Из приборов, используемых для определения внутреннего трения стекол, наибольшее распространение получил торсионный маятник, а также приборы, основанные на резонансном и импульсном методах [2, 4—6]. Первый прибор применяется при исследовании стекол на частотах 10 —10 гц, второй — в килогер-цевом, а третий — в мегагерцевом диапазоне частот. [c.111]

На приборах, основанных на резонансном методе, внутреннее трение стекол определяется по кривой резонанса вынужденных колебаний стеклянных пластинок, возбуждаемых с помощью пьезодатчиков или электростатически. В этом случае [c.112]

Этот максимум появляется также на кривых внутреннего трения стекол состава R20-R0-SI02 при увеличении содержания в них щелочноземельных элементов и в частично закристаллизованных стеклах LigO-2.753102, причем высота максимума повышается с увеличением в стекле кристаллического дисиликата лития. Это позволило предположить, что возникновение максимума вызывается образованием в указанных стеклах структурных или химических неоднородностей. В изучаемых щелочноалюмосиликатных стеклах такие неоднородности пока еще не наблюдались, а потому возникновение максимума относить за их счет пока невозможно. По-видимому, тетраэдры АЮ не образуют отдельных скоплений в сетке стекла и не создают поэтому беспорядка в строении каркаса. В случае образования скоплений [c.134]

Рис. 65. Внутреннее трение стекол Ь1аО 2.758102, прошедших различную тепловую обработку при 500°.

Рассматриваются следующие механические свойства двух-, трех- и многокомпонентных стекол прочность на растяжение, прочность по сошлифовыванию, упругие постоянные и внутреннее трение. Приводятся результаты опытов по упрочнению стекла методом травления его в растворах кислот, термообработки в расплаве солей и закалки в струе воздуха, в жидкостях и расплавах металлов. [c.2]

Варка этих стекол в вакууме при соответствующих температурах позволяет получать стекла безводными. Однако испытание их нужно производить в условиях, исключающих действие на стекла окружающей среды, содержащей пары воды. Наличие в стекле групп Н, которые легко обнаруживаются методами измерения внутреннего трения или измерения поглощения света в инфракрасной - сьсти спектра, существенно влияет на структуру и, следовательно, изменение механических и других свойств стекла. [c.17]

На кривой внутреннее трение—температура щелочносиликатных стекол в области температур от —50 до - -500° при исследовании на частотах от 0.4 до 1 -Ю гц обнаружено два максимума. Высота, форма и температура положения этих максимумов определяются химическим составом стекол, степенью отжига, а также частотой, при которой производится измерение [16—26]. [c.118]

Для стекол состава RjO -SSiOg при замещении последовательно LijO на NajO и К2О оба максимума на кривой внутреннего трения смещаются в сторону более высоких температур (рис. 49). [c.119]

При небольшом, порядка 5—10 мол.%, количестве щелочных окислов в стекле обнаружить максимумы на кривых внутреннего трения становится затруднительным. Вероятно, это вызывается теМт что щелочные ионы в стекле распределяются неравномерно, т. е. в стекле образуются небольшие по размерам области, обогащенные ионами щелочных элементов. Наличие таких областей в натриево- и литиевосиликатных стеклах, содержащих окислы щелочных элементов в количестве менее 15—20 мол.%, доказано с помощью метода электронной микроскопии, определения рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами, рассеяния световых лучей, электропроводности и диэлектрических потерь. Распределение этих неоднородных областей в стекле и их объем зависят от состава стекол, а также от условий их тепловой обработки, т, е, от температуры и длительности прогрева. [c.119]

Рис. 49. Кривые внутреннего трения щелочносиликатных стекол состава КаО ЗЗЮг-

В тех стеклах, где содержание щелочного окисла больше 10— 15 мол.%, отжиг стекла понижает высоту максимума, смещает его в сторону более высоких температур и одновременно уширяет максимум на кривой по сравнению с закаленными стеклами. Величина смещения положения максимума на кривой при измерении внутреннего трения на частоте нескольких герц может достигать для щелочносиликатных стекол 8—10°. [c.120]

Внутреннее трение литиевосиликатных стекол определено для составов, в которых содержание окиси лития меняется от 10 до 33 мол.% [18—20, 24]. Для этих стекол высота первого максимума увеличивается пропорционально количеству в них окиси лития. Однако если продолжить прямую, выражающую зависимость высоты максимума от концентрации окиси лития в стекле, до пересечения оси концентраций, она пройдет ее в точке, отвечающей 5—6 мол.%. Это показывает, что при таком содержании окиси лития в стекле первый максимум на кривой внутреннего трения не может быть обнаружен. При концентрациях окиси лития порядка 8—12% максимум размыт, т. е. имеется большая дисперсия энергии активации релаксирующих элементов. По мере повышения концентрации окиси лития в стекле (> 12%) макси- [c.120]

Данные о величине энергии активации для первого и второго максимумов кривых внутреннего трения литиевосиликатных стекол, определенные различными авторами, приведены в табл. 32. Из данных табл. 32 видно, что значения энергии активации меняются в широких пределах, причем одни исследователи нашли зависимость энергии активации от концентрации окиси лития в стекле, другие такой зависимости не обнаружили для случая, когда содержание Ь1зО меняется в пределах от 10 до 33 мол.%. [c.121]

Рис. 51. Температурные кривые внутреннего трения натриевосиликатных стекол с различным содержанием окисла натрия.

В натриевосиликатных стеклах внутреннее трение определено для стекол, в которых содержание окиси натрия менялось от [c.122]

Рис. 52. Зависимость энергии активации первого (1) и второго 2) максимумов на температурных кривых внутреннего трения натриевосиликатных стекол от содержания окиси натрия.

На кривой внутреннего трения смешанных щелочносиликатных стекол состава ЗЗ.ЗКаО 66.6SO2 (мол.%), где RgOявляется суммой двух щелочных окислов, вводимых в стекло в равных количествах, был найден [25] только один максимум в области температур 200—300° (рис. [c.123]

Рис. 55. Температурные кривые внутреннего трения смешанных натриевокалиевосиликатных стекол.

В этих стеклах, более сложных по составу, чем щелочносиликатные, на температурной кривой внутреннего трения появляются уже не два, а три максимума. В зависимости от состава стекол температура положения максимумов на кривой изменяется в широких пределах. Высота максимумов также меняется вплоть до [c.124]

Основное стекло Na20-3Si02 имеет только первый и третий максимумы, остальные стекла могут иметь как все пять максимумов, так и часть их в зависимости от химического состава. На рис. 59 приведены кривые внутреннего трения для основного стекл / и для стекол II серии. [c.131]

Смещение положения первого максимума в сторону более высоких температур можно связать с увеличением энергии активации иона натрия в стеклах. Действительно, Исард [30] показал, что энергия активации электропроводности стекол аналогичных составов уменьшается при увеличении отношения Al/Na, достигает минимума при Al/Na =1 и вновь возрастает при дальнейшем его увеличении. Для стекол, в которых отношение AI/Na остается постоянным, но содержание кремнезема увеличивается, энергия активации монотонно возрастает. Таким образом, изменение температуры положения первого максимума на кривой внутреннего трения находится в полном соответствии с изменением энергии активации электропроводности при изменении отношения Al/Na в стеклах. [c.132]

Большинство исследователей считает, что третий максимум на кривой внутреннего трения вызывается движением немостиковых ионов кислорода. Это иредноложение можно обосновать следую-ш ими наблюдениями понижением высоты максимума и смещением его к высоким температурам по мере увеличения отношения Al/Na, т. е. уменьшения числа немостиковых кислородов отсутствием максимума для стекол III серии и отсутствием релаксации модуля сдвига для стекол III серии в температурной области, где обычно проявляется релаксация, связанная с этим максимумом. Смещение максимума к высоким температурам указывает, что понижение числа немостиковых ионов кислорода приводит к повышению энергии активации. Это находится в хорошем согласии с тем, что каркас стекла, состоящий из тетраэдров SiO и AIO4, будет иметь наименьшее число разрывов и приближаться по строению к кварцевому стеклу. [c.134]

При первых же добавках AI3O3 к основному стеклу на кривой внутреннего трения для стекол серии I, II и III одновременно появляются второй и четвертый максимумы. О происхождении второго максимума пока ничего неизвестно. Четвертый максимум наблюдается для стекол, в которых количество AI2O3 равно 6— 10%, и наиболее отчетливо проявляется в стеклах, где AI/Na=l, в температурном интервале 279—320°. [c.134]

Пятый максимум имеется на кривых внутреннего трения всех стекол, где Al/Na=l, но в стеклах III серии разрешение его увеличивается с повышением содержания SiOa. О природе его появления сказать пока ничего нельзя. [c.135]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...