Получение и основные свойства натрийборосиликатного стекла

Abstract

Натрийборосиликатное стекло состава (% (мас.)) 49,10SiO₂—28,14Na₂O—22,76В₂О₃ получено варкой стеклообразующих компонентов при температуре 1100 ºC. Дифференциальный термогравиметрический анализ стеклошихты подтвердил протекание сложных физико-химических процессов, сопутствующих силикато- и стеклообразованию, а также показал отсутствие фазовых процессов при повторной термообработке готового стекла. Полученные результаты согласуются с данными рентгенофазового анализа и ИК-спектроскопии. На основе формул аддитивности построена кривая вязкости стекла, температурные зависимости поверхностного натяжения, теплоем-кости, удельного электрического сопротивления. Кроме того, рассчитаны следующие физико-механические свойства полученного стекла: плотность, теплоемкость при низкой температуре, коэффициент теплопроводности, термический коэффициент линейного расширения, модуль упругости, прочность при сжатии и растяжении, коэффициент преломления.

Натрійборосилікатне скло складу (% (мас.)) 49,10SiO₂—28,14Na₂O—22,76В₂О₃ отримано варкою склоутворюючих компонентів при температурі 1100 ºC. Диференціальний термогравіметричний аналіз склошихти підтвердив перебіг складних фізико-хімічних процесів, які супроводжують силікато- та склоутворення, а також показав відсутність фазових процесів при повторній термообробці готового скла. Отримані результати узгоджуються з даними рентгенофазового аналізу та ІЧ-спектроскопії. На основі формул адитивності побудовано криву в’язкості скла, температурні залежності поверхневого натягу, теплоємності, питомого електричного опору. Крім того, розраховано наступні фізико-механічні властивості отриманого скла: густина, теплоємність при низькій температурі, коефіцієнт теплопровідності, термічний коефіцієнт лінійного розширення, модуль пружності, міцність при стиску та розтязі, коефіцієнт заломлення.

Sodium borosilicate glass (% (wt.) 49,10SiO₂—28,14Na₂O—22,76В₂О₃) was prepared by melting of glass-forming components at 1100 ºC. DTGA of glass charge confirmed the occurrence of complex physical and chemical processes related silicate and glass formation, and showed no phase processes during re-heat treatment of the prepared glass. Obtained results agree with XRD and IR spectroscopy data. Glass viscosity curve, temperature dependence of surface tension, heat capacity, electrical resistivity were plotted based on the additivity formulas. Moreover, it was calculated the following physical and mechanical properties of prepared glass: density, specific heat at low temperature, thermal conductivity, thermal expansion coefficient, elastic modulus, compressive strength, tensile strength, refractive index.