ШЛИФОВКА И ПОЛИРОВКА СТЕКЛА

Раздел: Учебники

Для свободных полировочных материалов нужно контролировать оптимальные условия обжига, измерять рН полировочной суспензии, определять процентное содержание нерастворимого осадка и кристаллического кварца — песка; в некоторых случаях требуется установить и химический состав.

Оптимальные условия обжига материала контролируются путем измерения удельной поверхности или удельного веса; контроль рН предотвращает снижение полирующей эффективности суспензии и появление дефектен на поверхности стекла; определение содержания нерастворимого осадка и песка позволяет установить степень загрязненности полировочного порошка; химический состав полирующих окислов определяется химическим анализом материалов. Гранулометрический анализ полировочного порошка производится только для крупнозернистых материалов, например для черного крокуса.

Для дисков со связанным полировочным материалом, кроме эффективности, следует найти еще структуру и твердость. Оба параметра определяются так же, как для связанного абразива.

Контроль термической обработки полировочных порошков. Если при испытаниях полирующей эффективности выяснится, что данный полировочный материал мало эффективен или оставляет дефекты на поверхности, необходимо будет выявить причины, вызывающие эти явления.

Причиной снижения полирующей эффективности синтетических полировочных материалов может быть несоблюдение оптимальных условий термообработки. Недостаточно отожженный окисел полирует медленнее, чем оптимально отожженный.

Оптимальным условием отжига отвечает определенная величина удельной поверхности данного полировочного материала: при недожоге эта поверхность будет больше, а при пережоге — меньше. Удельная поверхность измеряется на основании

физической адсорбции газов по методу RET (БЭТ), разработанному Brunauer, Emmet, Teller. Этот способ очень точен, однако вследствие сложности об ор удов а ни я и длительности опыта невыполним при обычном оборудовании контрольной лаборатории.

Более подходящим является другой способ — контроль условий обжига при помощи определения удельного веса порошка. Удельный вес металлических окислов при обжиге увеличивается с повышением температуры и продолжительности термического процесса. Если известен удельный вес оптимально обожженного полировочного материала, то, определив удельный вес данного порошка, можно установить степень пережога или недожога и выявит!) причину более низкой полирующей эффективности.

Удельный вес порошков можно определять с достаточной точностью пикнометрическим методом, подвергнув предварительно вакуумированию исследуемый образец. Это достигается путем откачки пикнометра вакуумным насосом, выпариванием или удалением воздуха с поверхности частичек раствором поверхностно активного вещества. Последний способ более простой; погрешность его не превышает 0,2—0,3%. Образец полировочного порошка прежде всего тщательно просушивают в течение 4 часов при 140е С. Высушенный порошок охлаждают в эксикаторе, после чего отвешивают приблизительно 0,5 г и помещают в пикнометр емкостью SO мл с капиллярной пробкой. В качестве пикнометрической жидкости применяют раствор 0,2 вес. % поверхностно активного вещества (дуомина — TDO), растворенного в керосине фракции 170—180е С. Пикнометр наполняют дуомином до горлышка постепенно, затем помещают его в ультратермостат Геплера и выдерживают там при температуре 20е С. После термообработки пикнометр вынимают, просушивают и перед взвешиванием быстро закрывают пробкой. Жидкость, которая вытекает на поверхность из капиллярной пробки, должна сниматься так, чтобы мениск был у верхнего края капилляра. Избыток воды отсасывается, недостаток ее восполняется добавлением капель.

После взвешивания пикнометра вместе с образцом и с жидкостью определяется отдельно вес пикнометра, наполненного тол [.ко керосиновым раствором дуомена, и вес пустого и сухого пикнометра. Все эти взвешивания производятся при температуре 20° С Удельный вес образца подсчитывается по формуле

г де Gs — всс взвешенного образца в г;

L - вес пикнометра с жидкостью в г;

К -вес пикнометра с образцом и с жидкостью в г;

2 -удельный вес пикнометрической жидкости в г/см3.

Измерение рН полировочной суспензии. Избыточная щелочность или кислотность полировочной суспензии не только снижает эффективность полировки, но и ухудшает качество полируемой поверхности стекла. рН полировочной суспензии лучше всего определят!, потенциометр и чес к и с помощью стеклянного электрода; 100 мл суспензии полировочного порошка перемешивают в течение 5-10 мин, после чего фильтруют через тонкий фильтр п в фильтрате измеряют рН обычным способом.

Определение нерастворимого остатка полировочного порошка. Содержание фракции, нерастворимой в кислоте, чаще всего служит критерием для оценки однородности полировочного материала. При помощи окиси железа навеска приблизительно 3 г полировочного материала растворяется в горячем состоянии п 50 мл разведенной соляной кислоты (1:1) и смесь профильтровывается через густой фильтр. Остаток на фильтре четыре раза промывают горячей раз веде и пой кислотой, а затем горячей водой. Промытый фильтр высушивают в течение 3 часов при температуре 110СС и сжигают в платиновом тигле, после чего тигель взвешивают и по весовой прибыли определи ют вес нерастворимого остатка.

Если же панировочный материал получен на основе редких земель, то навеску в количестве 2 г растворяют в 50 мл концентрированной серной кислоты. Для полного растворения ее необходимо нагревать в течение нескольких часов. После растворения навеску охлаждают, разбавляют и фильтруют.

Определение содержании песка в полировочном порошке. Присутствие песка в полировочном порошке может привести к образованию царапин па поверхности полированного стекла. Количественное определение содержания песка производят по методу Trostel-Wynn, при котором получают кристаллический как остаток после плавлении нерастворимого остатка с пи- рос ульфатом калия и растворения коллоидной кремниевой кислоты в горячем растворе гидроокиси натрии.

Анализ производят следующим образом: в платиновый тигель отвешивают 0,1—0,5 г нерастворимого остатка, прибавляют 10— 15 г пиросульфата калин (чтобы предотвратить потери окиси серы) и нагревают до 900— 1000е С; нагревание не должно быть продолжительным. Остывший сплав растворяют в 150--200 мл горячей воды в сосуде емкостью 400 мл, после чего добавляют маленькими кусочками около 12 г гидроокиси натрия для растворения выделенной кремниевой кислоты. Смесь нагревают-в течение 30 мин при 85—90еС и зятем быстро фильтруют через плотную фильтровальную бумагу. Сосуд тщательно вытирают и споласкивают горячей водой до полного удаления кремния. Наконец» фильтр с остатком кристаллического SiOjj промывают десять раз горячей водой, от пяти до десяти раз горячей соляной кислотой (1:1) для растворения железа и иных примесей в кремнии и затем пять раз горячей водой. Бумагу с остатком кладут во взвешенный платиновый тигель, выжигают, затем охлаждают в эксикаторе и путем взвешивания определяют остаток песка БЮг.

Гранулометрический анализ полировочного порошка. Гранулометрический а нал из можно производить только для крупнозернистых окислов микроскопическим фотографированием. Для определения гранулометрического состава очень тонких порошков нет надежного способа.

Испытания связанного полировочного материала. В дисках связанного полировочного материала определяют твердость и структуру; эти значения получают по методике, принятой для связанных абразивов.