Teorie budowy szkieł. Nieuporządkowanej więźby ciągłej

Transkrypt

1 SZKŁO BUDOWLANE

2 Teorie budowy szkieł Krystalitowa Nieuporządkowanej więźby ciągłej

3 CZWOROŚCIAN SiO4

4 Z czego zrobić szkło stosując przemysłową technologię topienia i przechłodzenia stopu Surowce szkłotwórcze Topniki Modyfikatory Surowce pomocnicze

5 Surowce szkłotwórcze, czyli wykazujące zdolność tworzenia stopu o własnościach szkłotwórczych (wysoka lepkość w temperaturach topienia lub likwidusu); przykłady: krzemionka SiO 2, związki boru, fosforu, tlenki germanu, galu, telluru i inne; Topniki - związki obniżające temperaturę topienia surowców szkłotwórczych; przykłady: surowce węglanowe: węglany sodu, potasu, wapnia;

6 Modyfikatory związki modyfikujące właściwości szkła; przykłady: surowce węglanowe (węglan baru, węglan magnezu), tlenkowe (tlenki ołowiu, tlenek cynku, tlenek glinu i inn.); Surowce pomocnicze - związki wspomagające odgazowanie stopu (surowce klarujące) oraz nadające szkłom szczególne własności (surowce barwiące, odbarwiające, wywołujące zamącenie itp.)

7 Surowce pomocnicze w technologii szkła Surowce klarujące (wspomagające odgazowanie stopu) siarczan sodu Na 2 SO 4 lub inne surowce siarczanowe + reduktor (najczęściej węgiel) azotany (saletry) NaNO 3 ; KNO 3 i arszenik As 2 O 3 Barwniki: związki metali przejściowych: Co, Ni, Mn, Cr, Cu, Fe, Ti i inn.; związki kadmu, selenu, siarki: CdS, CdSe; metale w rozproszeniu koloidalnym (pyrozole): Ag o, Au o, Cu o, Se o

8 Składy chemiczne szkieł przemysłowych Szkła krzemianowe szkło szkło budowlane opakowaniowe szkło gospodarcze Składy szkieł w przeliczeniu Stosowane surowce na tlenki w % wagowych SiO Na 2 O CaO 8-12 MgO 3-5 Al 2 O 3 0,5-2,5 piasek kwarcowy soda Na 2 CO 3 wapień CaCO 3 dolomit CaCO 3. MgCO 3 skalenie (np. Na 2 O. A 2 O 3. 6SiO 2 )

9 Podstawy technologii wytwarzania szkieł Składowanie surowców Przygotowanie zestawów surowcowych Sporządzenie zestawu szklarskiego Topienie Klarowanie i ujednoradnianie stopu formowanie Odprężanie wyrobów Kontrola jakości, Wykańczanie wyrobów, Ostateczna kontrola wyrobów,

10 Przygotowanie zestawów surowcowych: Odważanie surowców Mieszanie Kontrola jednorodności zestawu Transport do agregatu cieplnego

11 Topienie Stapianie masy szklanej obejmuje następujące stadia: proces syntezy krzemianów, proces topienia zestawu szklarskiego i tworzenie się szkła, odgazowanie masy szklanej klarowanie, homogenizacja masy szklanej, studzenie szkła.

12 WANNA SZKLARSKA

13

14 Klarowanie (odgazowanie) i ujednaradnianie stopu Klarowanie usunięcie ze stopu pęcherzy gazowych. Proces klarowania przyspiesza dodatek środków klarujących. Są to związki chemiczne rozkładające się w temperaturach, w których stop osiąga niską lepkość sprzyjającą klarowaniu (powyżej 1200 o C)

15 Formowanie Studzenie stopu do temperatury wyrobowej - Obniżenie temperatury stopu celem osiągnięcia odpowiedniej lepkości dla danego sposobu formowania Zakres lepkości formowania: lg = 3 5

16 Formowanie Metody formowania ze stopu wydmuchiwanie (ręczne, maszynowe) wyciąganie tafli, rur, prętów (pionowe, poziome) walcowanie

17 Formowanie Metody formowania ze stopu formowanie tafli na kąpieli metalicznej (metoda float prasowanie (wyroby grubościenne kształtki budowlane, popielnice itp.) rozwłóknianie (włókna krótkie i długie)

18 ODPRĘŻANIE SZKŁA Wyroby posiadają bardzo silne naprężenia wewnętrzne, które powstają wskutek szybkiego odprowadzania ciepła i szybkiego stygnięcia wyrobów. Siły naprężeń przekraczające wytrzymałość powodują pęknięcia. Proces odprężania polega na wstępnym podgrzaniu wyrobów do temperatury odprężania tj. 580 C, następuje zanik naprężeń, proces powolnego ostudzania, gdy uzyskamy temperaturę ~ 480 C, proces szybkiego studzenia.

19 SZYBA ZESPOLONA

20 OKNO PCV

21 Szkło materiał konstrukcyjny

22 Pod względem rozwiązań konstrukcyjnych rozróżnia się następujące typy szkleń pełniących funkcję nośną: belki szklane: poziome i pionowe (żebra) kolumny rury

23 a b c d e

24 Town Hall Column, Saint Germain-en Laye,

25 Szkło borokrzemianowe Średnica zewnętrzna mm Długość 4,60 - średnica 165 mm Szklane rury Średnica zew. 200 mm, grubość ścianki 9 mm obciążenie 33 t HI-TECH-GLASS Grünenplan GMbH

26

27

28 Powłoki refleksyjne

29 Powłoki pochłaniające ultrafiolet

30 Powłoki przewodzące prąd elektryczny (przewodnictwo elektronowe) OLED- płaskie źródła światła Szkło przełączane Circuit Board- płyty przewodzące prąd z nadrukiem na szkle

31 Powłoki o własnościach foto-katalitycznych

32 Powłoki o własnościach hydrofobowych Powierzchnia liścia lotosu

33 Szkło Gorilla Szkło Gorilla to alkaliczne szkło glinokrzemianowe. Do wytopu tego szkła używa się czystych surowców. Poprawę właściwości mechanicznych tego szkła uzyskuje się poprzez proces wymiany jonowej.

34 Wymiana jonowa dla szkła Gorilla

35 Właściwości szkła Gorilla -twarde (twardość ok 9 w skali Mosha ) -cienkie (5mm-2mm) -lekkie -odporne na zarysowania Szkło SLS- 0,227 kn Szkło SLS po wymianie jonowej- 0,24 kn Szkło Gorilla -0,538 kn

36 Zastosowanie Apple's iphone Motorola Atrix 4G Nokia N8 Nokia C7 Nokia E7 HTC Desire HD Samsung Galaxy S Samsung Vibrant Samsung Galaxy Tab

37 iphone 5Jego obudowa ma się składać ze stopu cyrkonu, tytanu, niklu, miedzi, a jego powierzchnia ma być gładka jak ciecz.

38 Ognioodporność można osiągnąć na dwóch poziomach : szczelności ogniowej - która polega na stworzeniu elastycznej i wytrzymałej bariery chroniącej przed ogniem i rozgrzanymi gazami. izolacyjności ogniowej - która oznacza, że temperatura chronionej powierzchni badanej tafli może wzrosnąć tylko do pewnej wartości. Zadaniem izolującej bariery przeciwpożarowej jest zatrzymanie ognia i nie dopuszczanie do przenikania ciepła w jakikolwiek sposób.

39 Klasy odporności ogniowej : 1. Szczelność ogniowa E; 2. Izolacyjność ogniowa I; 3. Natężenie promieniowania W. 1. Szczelność ogniowa w klasie E Oznacza zdolność przegrody do szczelnego odcięcia pomieszczenia, tworząc barierę przed przedostawaniem się do sąsiednich nie objętych pożarem pomieszczeń ognia i gazów, dymu. szkło walcowane, zbrojone siatką drucianą wytrzymuje napór ognia do 120 minut), szyby borowokrzemowe hartowane

40 2. Szczelność i izolacyjność ogniowa w klasie EI Oznacza zdolność przegrody do rozprzestrzeniania się wysokiej temperatury po stronie chronionej, co uniemożliwia przeniesienie się pożaru i zapobiega zapaleniu się palnych materiałów po stronie chronionej.bezpieczną ewakuację ludzi.

41

42