Вся электронная библиотека >>>

 изделия из стекла >>>

    

 

Выполнение художественных изделий из стекла:

Учебник для художественных вузов и училищ


Раздел: Производство

 

1.3 Термические свойства стекла

  

Теплоемкость — это свойство стекла поглощать определенное количество тепловой энергии при нагревании 1 кг стекла на 1°С. Теплоемкость определяют по формуле: Ci=C0 (1 + 0,00078 t), где Ct — теплоемкость стекла при температуре t\ С о — теплоемкость при 0°С. В зависимости от химического состава стекла его теплоемкость равняется 0,336...1,05 кДж/ (кг-°С). Теплоемкость является важным параметром в теплотехнических расчетах технологических процессов, требующих нагревания стекла или стекломассы. Теплопроводность — способность стекла пропускать через свою толщу поток тепла, обусловленный перепадом температур. Количество тепловой энергии Q, прошедшей сквозь толщину I стекла за время т при перепаде температур At и при площади поперечного сечения S теплового потока, выражается формулой: Ql = KS-Atx, где к — коэффициент теплопроводности. Обычно X составляет около 0,9 Вт/(м-К). Однако даже в случае кварцевого стекла, отличающегося наибольшей теплопроводностью, равной 1,34 Вт/(м-К), оказывается, что стекло проводит тепло в 400 раз хуже, чем, например, медь.

Термическое расширение. Свойство стекла увеличиваться в объеме при нагревании и уменьшаться при охлаждении называется объемным термическим расширением. Однако обычно имеют дело с линейным термическим расширением, т. е. с изменением линейных размеров: lt = lo (1 + aAi), где It—длипа образца при температуре t; lo — длина образца при £о = 20°С; At— температурный интервал нагревания (охлаждения), равный At = t—to. Отсюда линейный коэффициент термического расширения (КТР) a--=(lt—lo)/loAt=(Al/lo)/At, где Al = lt—lo означает абсолютное удлинение (сокращение) образца, a Al/lo — относительное удлинение (сокращение).

КТР означает, на какую долю от своей первоначальной длины удлинится (сократится) образец при нагревании (охлаждении) на 1°С. Наименьшим КТР обладает кварцевое стекло: 5-Ю-7 град-1. КТР обычных стекол в среднем составляет 100... 120- Ю-7 град"1.

Коэффициент объемного термического расширения р = 3а.

При сваривании и спекании различных стекол необходимо убедиться в том,что их КТР совпадают. То же справедливо и для горячего соединения стекла с металлом.

Термостойкость — способность стекла выдерживать, не растрескиваясь, резкое нагревание или резкое охлаждение. Если в толстостенный стакан из стекла быстро налить кипяток, то при этом относительно тонкий слой стекла вблизи внутренней стенки довольно быстро нагреется и будет стремиться расширяться. Однако остальная толща стекла вплоть до наружпой поверхности стенки не успеет прогреться и расшириться. Поэтому эта толща не позволит расшириться тонкому нагретому слою ион останется в сжатом состоянии. При этом остальная толща сравнительно холодного стекла подвергнется некоторому растяжению. Поскольку в данном случае решающее значение имеет состояние тонкого внутреннего слоя, а он испытывает сжатие, которое стекло, как указано ниже, выдерживает хорошо, то чаще всего стеклянный стакан, заполняемый кипятком, не растрескивается. Напротив, при резком охлаждении, например, когда в горячий стакан наливают холодную воду, наблюдается обратная картина: вероятность растрескивания стакана гораздо больше, потому что тонкий слой стекла вблизи внутренней поверхности стенки, быстро охлаждаясь, стремится сжаться, по не может этого сделать, будучи связанным с остальной толщей более теплого стекла, и оказывается в опасном для стекла растянутом состоянии. Термостойкость измеряется предельным интервалом температур At между наружным поверхностным слоем стекла и его внутренней толщей, который стекло еще может выдержать без разрушения.

При нагреве At = tHav—fBн, а при охлаждении At = tBH—£Нар. Различие термостойкости стекла в этих двух случаях разительно: один и тот же образец при нагревании выдерживает мгновенный температурный перепад до 450°С, но, будучи резко охлажден, растрескивается при температурном перепаде всего 60°С.

Тонкостенное изделие, например тот же стакан, лучше выдерживает резкие изменения температуры, чем изделие с толстыми стенками, так как тонкая стенка прогревается насквозь и во всех своих участках расширяется более или менее одинаково.

Наиболее термостойким является кварцевое стекло, способное выдержать перепад температур до 1000°С. Термостойкость стекол тем выше, чем ниже их RTP (практически этот критерий считают основным), чем выше модуль упругости Е и прочность при растяжении /?р. С другой стороны, термостойкость тем ниже, чем сильнее повреждена поверхность стекла царапинами, шлифованием и т. п., чем больше включений содержит стекло и чем хуже оно отожжено.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Выполнение художественных изделий из стекла

 

Смотрите также:

 

Стекло. Свойства и виды стекла

К важнейшим свойствам стекла можно отнести плотность, прочность, твердость, хрупкость, теплопроводность, термическую устойчивость, оптические свойства.

 

...оптического стекла. Оптические свойства стекла. Термические...

Термические и механические свойства стекла. Для изготовления оптических деталей наибольшее значение имеют: термическая стойкость...

 

Свойства стекла можно улучшить

Из термических свойств стекол самыми важными для практических целей являются их тепловое расширение и
Но это свойство сильно зависит от состава стекла.

 

СВОЙСТВА СТЁКОЛ. Предел прочности стекла при растяжении....

Оптические свойства стекла характеризуются светопропускаиием (прозрачностью)
развивающиеся в стекле при термических деформациях, могут достигать опасных...

 

...расплавов. § 13. Общие сведения. Свойства стекла. Стекло...

Термостойкость стекол определяется совокупностью термических свойств (теплоемкостью, теплопроводностью...

 

СТЕКЛО. Витрасил. Профильное стекло. Стеклопакеты....

Свойства стекла зависят от многих факторов: состава, режима теплообработки
щине (6±1) мм. • Защитное стекло получают специальной термической обра.

 

КЕРАМИКА - ...пустотелой керамики и высокое термическое...

Конструктивные свойства пустотелой керамики и высокое термическое сопротивление воздушных прослоек (особенно при
Производство стекла. Свойства.

 

Стекло и изделия из минеральных расплавов

Свойства стекла.

 

Последние добавления:

 

Водоснабжение и канализация