تحقیق درباره شیشه
word
32 صفحه
محتویات
تئوری شیشه
انواع شیشه
تئوریهای شیشهسازی
تئوری زاکاریاسن- وارن
تئوری stan worth
3- تئوری sun
- تئوری Row son
(تئوری کنیتیک شیشهسازی)
شیشههای فلزی
عوامل انتخاب این شیشه
شیشههای بوراتی
شیشههای وایکور: Vycor
خواص فیزیکی شیشهها
واحد ویسکوزیته
ضریب انبساط حرارتی
ضریب انبساط حرارتی شیشه
اثر ترکیب بر ضریب انبساط حرارتی
- تاریخچهی حرارتی بر ضریب انبساط حرارتی
تغییر دانسیته با دما برای شیشههای سودا- لایم
قانون ادیتیو: additive
انتقال حرارت در شیشه
شیشههای کریستالی
گرمای ویژه شیشهها
رابطه تغییرات گرمای ویژه با دما
کشش سطحی
قسمتی از متن
تئوری شیشه
علم شناخت ساختار، ماهیت و خواص مختلف و ارتباط این خواص با یکدیگر است.
یخ یک جامد کریستالی است.
پیک بدست آمده توسط اشعهی x به معنی (پراشر اشعه ایکس) وجود عنصر یا فاز است و آنجا که منحنی سهمی است شیشه وجود دارد.
انواع شیشه: بیوگلامر: فیبرهای نوری، لنزهای دوربینها، ظروف، شیشههای در و پنجره و ماشین، شیشههای عینک، شیشهی نقرهها و ...
دهة 60 دهة طلایی شیشه بود.
تعریف شیشه طبق استاندارد Astm
شیشه مادهی غیر آلی به صورتی از حالت مذاب سرد میشود که بدون تبلور به حالت جامد در میآید.
این تعریف اشکال دارد:
1- گفته شده که از حالت مذاب باید تصفیه شود.
2- شیشه از مواد آلی نیز تصفیه میشود. از فلز هم شیشه تصفیه میشود.
شیشه یک ماده صلب جامد آمورف است که دارای ساختار کریستالی منظم نیست.
ساختار کریستالی منظم ندارد یعنی نظم برد بلند ندارد مثل یک تک کریستال که اجزای تکرار شیشه مادهای است که از نظر آزمایش با اشعهی x آمورف باشد و از خود رفتار انتقال به حالت شیشه بروز دهد.
رفتار انتقال به حالت شیشه: با تغییر ساختار تغییر ناگهانی خواص را نداشته باشیم مثل ضریب انتقال حرارتی، ظرفیت گرمایی و ... .
منحنی تغییرات حجم با دما:
مسیر ترمودینامیکی این است که مذاب در حال جامد شدن به نقطهی C انتقال یابد ولی مسیر B تا E را طی میکند که به آن فوق تبرید گویند. این رفتار کنیتیکی است و جامد نشده و از E به بعد جامد میشود و یک مادهی صلب آمورف میشود.
در Tg ویسکوزیته 13 10 پواز است.
تئوریهای شیشهسازی:
براساس ساختار:
1- تئوری گلداسمیت: Gold schmit
این اکسید شیشهساز هست؟ AxOy
در این اکسید اگر باشد این اکسید شیشهساز است.
شعاع اتمی R:
یعنی تعداد آنیونهای اطراف هر کاتیون تعیین کننده است.
اگر میخواهیم این اکسید شیشهساز باشد باید 4 آنیون در اطراف هر کاتیون باشد.
Sio2 را به عنوان منصریت عنوان کرد که عدد کوردیناسیون 4 دارند.
P2o5 , Geo2 , Sio2 را به عنوان اکسیدهای شیشهساز معرفی کرد.
مثال نقض آن Beo که شعاع آن در آن رنج است ولی با مفهوم گلداسیت شیشهساز نیست.
2- تئوری زاکار یاسن: Zachariasen
در شیشه محدودهی وسیعی از قدرت اتصال داریم پس نقطهی ذوب مشخصی نداریم.
قوانین: از نظر قدرت اتصال بین شیشه و مادهی کریستالی نظیرش با هم برابر هستند.
نقطهی ذوب مشخص نداریم چون نظم بلند برد نداریم پرور دماهای مختلف شکسته می شوند پس ما محدودهی ذوب داریم.
1- عدد کوردیناسیون کاتیون کوچک باشد. 3) یا (4
2- هر اکسیژن به بیش از دو کاتیون متصل نباشد. 2) باشد)
3- چند وجهیهای اکسیژن فقط رئوس خود را به اشتراک بگذارند نه وجه و نه یال.
4- لااقل سه راسر هر چهار وجهی باید به اشتراک گذاشته شود.
A2O3, B2o3 نیز جز اکسیدهای شیشهساز میباشد.
تئوری زاکاریاسن- وارن:
در ساختار شیشه بینظمی از مرکزی شروع میشود و گسترش مییابد.
شیشه از نواحی تشکیل شده که نظم کامل دارند ولی در شعاع وسیع تکرار شونده نیست.
( تئوریها براساس قدرت اتصال)
1- تئوری smekal:
اکسیدها اگر بخواهیم شیشهساز خوبی باشد باید اتصال آن مخلوط باشد. یعنی فقط یونی یا فقط کووالانت نباشد. مثل الماس نباشد.
اگر اتصال صد در صد کووالانت باشد اتصال جهتدار است و بینظم نمیشود.
نه یونی که راحت کریستالی و نه کووالانت که سریع جهتدار شود نباشد.
50% Sio2 یونی و 50% کووالانت است.
80% BeF2 یونی است که مثال نقض است و نمیتواند شیشهساز خوبی باشد ولی میدانیم که در واقعیت شیشهساز خوبی است.
2- تئوری stan worth:
براساس جدول موجود در کتاب مواد را به سه گروه تبدیل کرد.
هرچه که الکترونگاتیویته بین دو عنصر اختلاف بیشتری
داشته باشد به سمت یونی بودن بیشتر میرویم.
I II III
B 2
Si 1.8
P 2.1
Ge 1.8
Sb 1.8-1.9 Be 1.5
Al 1.5
Ti 1.6
Zr 1.6 Mg 1.2
Ca 1
Sr 1
Ba 0.9
گروه یک به تنهایی شیشهساز هستند. گروه دو به تنهایی شیشهساز نیستند ولی تحت شرایطی شیشهساز هستند و گروه سه اصلا شیشه ساز نیستند.
از گروه یک تا سه به مرور الکترونگاتیویته کاهش یافته و شیشهسازی هم کاهش مییابد.
Sb با اینکه الکترو نگاتیویتهی آن در حد Si است ولی شیشهسازی آن کم است و این یک مثال نقض است. (انتیموان sb) (گروه سه دگرگون ساز هستند).
3- تئوری sun:
kcol/mol kcol/mol
(M-o) قدرت اتصال
119
106
108
32 عددهای همسایگی
3
4
4
8 انرژی تجزیه
356
426
431
257 عنصر
B
Si
G
Ca
هر چقدر ماده در قابل تغییر آرایش مقاومت کند شیشهساز بهتری است. اکسیدهایی شیشهساز هستند استحکام اتصال آنها بیشتر از 80 است.
و اکسیدهایی که کمتر از 60 باشند شیشهساز نیستند و به آنها دگرگونساز گویند.
وانادیم یک مثال نقض است که قدرت آن 112 است ولی شیشهساز نیست.
112 4 440 v
این تئوری اکسیدها را به بالای 60 و بالای 80 تقسیم کرد.