Дипломная работа: Химическая устойчивость натрий-кальциевых и химико-лабораторных стекол

Мерная лабораторная стеклянная посуда – цилиндры, колбы изготавливаются в соответствие с ГОСТ и применяются для измерений точных объемов жидкостей и для приготовления растворов заданных концентраций в лабораториях.

Химико-лабораторная посуда – воронки, колбы, спиртовки и другая лабораторная посуда изготовляется по ГОСТ. Изделия предназначены для использования в заводских исследовательских школьных и других лабораториях.

Приборы из стекла – вискозиметры капиллярные стеклянные изготавливаются по ГОСТ и предназначены для измерения кинематической вязкости прозрачных и не прозрачных жидкостей. Ванны, сосуды и другие изделия из непрозрачного кварцевого стекла.

1.2.2 Выбор объектов для исследования свойств стеклянных изделий

Для определения химического состава было избранно стекло ХС марки Л-80К. Для определения водостойкости, кислотоустойчивости щелочеустойчивости стекол были избраны химико-лабораторные изделия завода ОАО «Завод Химико-лабораторной посуды и приборов».

- Цилиндр измерительный трех разновидностей из стекла ХС-3.

- Воронки из стекла №23

- Чаши из стекла №29

- Пробки из стекла КС34

- Стаканы разной емкости, высоты из стекла №846

ВН – высокие с носиком

ВБН – высокие без носика

НН – низкие с носиком

НБН – низкие без носика

- Изделия из кварцевого стекла

- изделия класса посуды (графины, стаканы из известково-натриевого стекла).

1.2.3 Выбор объектов для исследования коэффициента термического расширения стекол

В качестве объектов были избранны стекла марок Л-80 и марок АМК и изделия из известково-натриевого стекла, посуда.

- Цилиндр измерительный трех разновидностей из стекла ХС-3.

- Воронки из стекла №23

- Чаши из стекла №29

- Пробки из стекла КС34

- Стаканы разной емкости, высоты из стекла №846

- Изделия из кварцевого стекла

- изделия класса посуды (графины, стаканы из известково-натриевого стекла).

1.3 Методики исследования свойств стеклянных товаров

1.3.1 Методика проведения химического анализа стекол

Многообразие стекол определяется многообразием химического состава. Состав стекол каждого типа характеризуется содержанием некоторых компонентов, меняющихся в относительно небольших пределах.

Для определения химического состава стекол используются самые разнообразные методы:

·  весовой метод для определения содержания кремния оксида, фосфора(V) оксида, соединений селена, серы, бария оксида, тантала(V) оксида;

·  комплексонометрический метод для определения оксидов висмута, свинца, алюминия, циркония;

·  объемный метод для определения содержания селена, мышьяка, сурьмы, церия, бора;

·  фотоколориметрический метод для определения содержания мышьяка, титана, неодима;

·  атомно-абсорбционный метод для определения содержания оксидов алюминия, натрия, калия, лития, магния, кальция, олова, цинка, бария, свинца, железа;

·  потенциометрический метод для определения содержания фтора;

·  спектральный метод для определения содержания церия оксида, платины.

Для определения железа в стеклах используют фотоколориметрический метод, чувствительность которого составляет 10-4 масс.%.

Для определения железа, никеля, кобальта, меди, ванадия, хрома и марганца в боросиликатных стеклах используют химико-спектральный метод и метод атомной абсорбции.

Метод проведения химического анализа зависит от состава указанного в (таблице №1.4.)

- Допускается содержание хлора для всех марок стекла не более 0,3 % по массе сверх установленного состава.

- Допускается содержание примесей по массе сверх установленного состава:

Сг2О3 —не более 0,02 % для стекла марок ЗТ-2, КТ и не более 0,01 % для стекла марки ПТ;

МпО2 — не более 0,5 % для стекла марок ЗТ-1, ЗТ-2, КТ;

TiO2 — не более 0,08 % для стекла всех марок. При применении шлаков металлургического производства содержание TiO2 допускается до 0,4 %.

Таблица №1.4. Марки и химический состав стекла

Группа стекла	Содержание оксидов, % по массе
	SiO2	Al2O3+Fe2O3	CaO+MgO	Na2	SO3	Fe2O3	Cr2O3
Бесцветная	72	2,5	11	14	0,5	-	-
Полубелая	71,6	3,0	11	14	0,4	-	-
Зеленая	71	3,5	11	14	0,3	-	0,2
Коричневая	71,4	3,3	11	14	0,3	-	-

Таблица №1.5. Марки и химический состав стекла

Обозначение оксидов	Допустимое отклонение, % по массе
SiO2 AI2O3 СаО + MgO (RO) Na2O или Na2O + K2O (R2O)	±0,5 ±0,3 ±0,4 ±0,3 ±0,4
Примечание — Предельное содержание каждого оксида в конкретном составе стекла не должно превышать предельных значений составов соответствующих марок.

1.3.2 Методика определения водостойкости стекол

Для определения водостойкости брались стекла мерки Л-80М, АМК. Водостойкость определялась зерновым методом. Стекло измельчалось бралась навеска в виде 2г. После кипячения в течение 2 часов навеску взвешивают. А раствор титруют 0,01Н раствора HCl.

Нормы потерь в мл/г для известково-натриевых стекол 0,2мл/г а химико-лабораторных 0,4-0,8мл/г.

1.3.3 Методика определения кислотостойкости стекол

Кислотостойкость определяется потерей массы испытуемой пробы стекла при воздействии кипящего 20,4% раствора соляной кислоты в течение 6ч. и выражается отношение потери массы к единице площади пробы.

Для проведения испытания брали пробы не менее 5мм в диаметре поверхность которых может быть легко определена. Допускается отобрать несколько образцов меньшего размера составляющих в сумме требуемую поверхность 400. При этом поверхность не должна отличаться друг от друга не более 5%. Поверхность образцов должна быть ровной без острый кромки должна быть зашлифована и отожжены.

Перед испытанием образцы промывают в дистиллированной воде, ополаскивают спиртом и суша при температуре 150℃. Высушенные образцы охлаждают до 20℃ и взвешивают.

Стакан устанавливают на электрическую плитку и раствор доводят до кипения. Испытуемый образец помещают в корзинку и опускают в раствор на дно стакана чтоб он е касался стенок. Образец выдерживают в кипящей кислоте 6ч.

После этого образец вынимают из стакана ополаскивают в дистиллированной воде и помещают в сушильный шкаф при температуре 150℃ и сушат в течение 45мин. Затем охлаждают до 25℃ и взвешивают.

1.3.4 Методика определения щелочеустойчивости стекол

Щелочеустойчивость определяется путем испытаний изделий (колбы, воронки, пробирки, графины, стаканы), замеряют их площадь в , взвешивают образцы до и после испытаний и потери веса сравнивались с нормами ГОСТ.

Образец измеряют с погрешностью не более ±1 % и вычисляют общую поверхность с погрешностью не более ±2 %.

Образцы промывают 5%-ным раствором уксусной кислоты, трижды промывают каждый раз новым количеством дистиллированной волы, ополаскивают ацетоном и сушат в шкафу при температуре (140±5)° C в течение 30 мин. Высушенный образец охлаждают в эксикаторе до температуры (20±5)° C и взвешивают.

Отмеряют 400 см3 свежеприготовленного 1 н. Раствора углекислого натрия и 400 см3 свежеприготовленного 1 н. Раствора гидроокиси натрия, выливают в сосуд и нагревают до кипения. Образны стекла подвешивают на проволоке за крючки сосуда и погружают в кипящий раствор так, чтобы образцы были полностью погружены в раствор, не касались стенок сосуда и друг друга. Сосуд плотно закрывают крышкой и присоединяют к ней обратный холодильник.

Образец выдерживают в кипящем растворе в течение 3 ч, вынимают из раствора, погружают три раза в 500 см3 1 н. Раствора соляной кислоты, обмывая каждый раз новым количеством дистиллированной воды, затем обрабатывают ацетоном и сушат в шкафу при температуре (140±5)° С в течение 30 мин.

1.3.5 Методика определения коэффициента термического расширения

Коэффициент термического расширения измеряется при помощи прибора дилатометр. Образцы готовились в виде стержней длинной 8-10см диаметром 0.5см. Из стекол марок ХС, АБ-1, НС-3, Л-80К, АМК.

Испытания проводятся при температуре размягчения стекла в среднем до 590℃ до возможной кристаллизации стекла 800-960℃ и на стадии охлаждения 18-55℃ критерием коэффициента термического расширения является измерение линейных размеров образца.

1.3.6 Исследования качества стеклянной посуды из натри-кальциевых стекол по наличию дефектов

Качество посудных стекол определяется по наличию дефектов стекломассы, выработки, обработки.

Учитывалось:

- вид дефектов, размер дефектов, место нахождение, количество

Учитывали цвет стекла метод выработки, вид декорирования, назначении, условия эксплотации.

Значения представлены в (таблице №1.6.)

Таблица №1.6. Высота изделий и допустимые отклонения.

Высота	Допускаемые отклонения
До 100 вкл. Св 100 - 200 200 - 300 300 - 350 350 и более	±2 ±3 ±5 ±8 ±10

Количество инородных не имеющих вокруг себя трещин и посечек не должны превышать значений приведенных в (таблице №1.7.)

Таблица №1.7. Допустимое количество инородных тел

Размер инородного включения мм.	Группа изделий	Количество включений шт.
До 1.0 вкл.	Мелкие Средние Крупные Особо крупные	1 3 4 5
Св 1.0 до 2.0 вкл.	Мелкие Средние Крупные Особо крупные	1 2 2 3

На изделия допускаются не портящие товарного вида

- обработанные сколы

- редко расположенная свиль

- редко расположенная «мошка»

- пузырь в виде серпика в местах соединения

- переоплавления края

- волнистость поверхности граней

Количество открытых и закрытых пузырей не должно превышать значений прведенных в (таблице №1.8.)

Таблица №1.8.

Размеры пузырей мм.	Группа изделий	Количество пузырей шт.
Св 1.0 до 2.0 вкл	Мелкие Средние Крупные Особо крупные	4 5 6 8
Св 2.0 до 3.0 вкл	Мелкие Средние Крупные Особо крупные	Не допускается 1 5 7
Св 3.0 до 5.0 вкл	Мелкие Средние Крупные Особо крупные	Не допускается Не допускается 1 2

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11