Что называют стеклом? Кратко опишите, как получают стекло; что является сырьём для его производства

Вариант № 32

Вопрос № 2

Что такое водопоглощение, влажность, гигроскопичность, водонепроницаемость материала?

Водопоглощение материала — способность материала или изделия впитывать и удерживать в порах и капиллярах воду.

Массовое водопоглощение численно выражается в процентах как отношение массы воды, поглощенной образцом при полном насыщении, к массе сухого образца.

Объемное водопоглощение выражается в процентах как отношение объема поглощенной образцом воды к его объему в водонасыщенном стоянии.

Как правило, водопоглощение ухудшает свойства материала, увеличивает теплопроводность и среднюю плотность, уменьшает прочность. Как исключение: прочность хлопчатобумажной ткани после увлажнения увеличивается.

Понятие водопоглощение широко используется при анализе качества строительных материалов, в частности, бетонов.

Влажность материала — показатель содержания воды в физических телах или средах. Для измерения влажности используются различные единицы, часто внесистемные.

Влажность обычно характеризуется количеством воды в веществе, выраженным в процентах (%) от первоначальной массы влажного вещества (массовая влажность) или её объёма (объёмная влажность).

Влажность можно характеризовать также влагосодержанием, или абсолютной влажностью — количеством воды, отнесённым к единице массы сухой части материала. Такое определение влажности широко используется для оценки качества древесины.

Гигроскопичность материала (от др.-греч. ὑγρός — влажный и σκοπέω — наблюдаю) —способность некоторых веществ поглощать водяные пары из воздуха.

Пример гигроскопического вещества — биодизель, он поглощает воду приблизительно 1200 частей на миллион (PPM). Примерами также являются: мёд, этанол, метанол, глицерин, концентрированная серная кислота, концентрированный раствор гидроксида натрия, безводный хлорид кальция. Причём последний настолько гигроскопичен, что в конце концов распадается в воде, которую поглощает. Самым гигроскопичным веществом является оксид фосфора.

Из-за присутствия водяных паров в атмосфере, гигроскопические материалы должны храниться в запечатанных контейнерах. Для хранения гигроскопичных веществ в лаборатории можно использовать эксикатор.

Разные материалы и соединения имеют отличающиеся гигроскопические свойства, что может привести к вредным эффектам, вроде концентрации напряжений в композиционных материалах. Влияние окружающей влажности на материалы или соединения можно учесть коэффициентом гигроскопического расширения (КГР) или коэффициентом гигроскопического сжатия (КГС) — различие между ними определяется способностью веществ к изменению объёма под действием влажности и учитывается в формулах в виде знака.

Распространённым примером, на котором можно продемонстрировать это явление — книги в мягкой обложке. В относительно сыром месте обложка книги будет скручиваться. Это обусловлено тем, что неламинированная сторона обложки поглощает больше влаги, чем ламинированная, и её площадь увеличивается.

Водонепроницаемость материала (англ. Water tightness) — характеристика материала, измеряемая в СИ в метрах или паскалях и показывающая, при достижении каких значений гидростатического давления этот материал теряет способность не впитывать и не пропускать через себя воду.

Вопрос № 15

Что называют стеклом? Кратко опишите, как получают стекло; что является сырьём для его производства.

Стекло́ — вещество и материал, один из самых древних и, благодаря разнообразию своих свойств, — универсальный в практике человека. Структурно — аморфно, изотропно; все виды стёкол при формировании преобразуются в агрегатном состоянии от чрезвычайной вязкости жидкого до так называемого стеклообразного — в процессе остывания со скоростью, достаточной для предотвращения кристаллизации расплавов, получаемых плавлением сырья (шихты). Температура варки стёкол, от +300 до +2500 °C, определяется компонентами этих стеклообразующих расплавов (оксидами, фторидами,фосфатами и других). Прозрачность (для видимого человеком излучения) не является общим свойством для всех видов, существующих как в природе, так и в практике стёкол.

СЫРЬЁ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛА

Сырьевые материалы. Смесь, или шихта, из которой приготавливается стекло, содержит некоторые главные материалы: кремнезем (песок) почти всегда; соду (оксид натрия) и известь (оксид кальция) обычно; часто поташ, оксид свинца, борный ангидрид и другие соединения. Шихта также содержит стеклянные осколки, остающиеся от предыдущей варки, и, в зависимости от обстоятельств, окислители,обесцвечиватели и красители либо глушители. После того как эти материалы тщательно перемешаны друг сдругом в требуемых соотношениях, расплавлены при высокой температуре, а расплав охлажден достаточно быстро, чтобы воспрепятствовать образованию кристаллического вещества, получается целевой материал -стекло. Хотя песок внешне не похож на стекло, большинство распространенных стекол содержат от 60 до 80мас.% песка, и этот материал как бы образует остов, относительно которого протекает процесс стеклообразования.

Стеклообразующий песок это кварц, наиболее распространенная форма кремнезема.Он подобен песку с морского пляжа, из которого, однако, удалено большинство посторонних примесей. Оксид натрия Na2O обычно вводится в шихту в виде кальцинированной соды (карбоната натрия), однако иногда используется бикарбонат или нитрат натрия. Все эти соединения натрия разлагаются до Na2O при высоких температурах. Калий применяется в форме карбоната или нитрата. Известь добавляется в виде карбоната кальция (известняка, кальцита, осажденной извести) либо иногда в виде негашеной (CaO) или гашеной (Ca(OH)2) извести. Главные источники монооксида бора для производства стекла бура и борный ангидрид.

ПРОИЗВОДСТВО СТЕКЛА

Стекло, состоящее из одного только кремнезема, правильно называть плавленым кварцем или кварцевым стеклом. Это простейшее стекло по своим химическим и физическим свойствам, и оно обладает многими необходимыми параметрами: не подвергается деформированию при температурах вплоть до 1000° С; его коэффициент теплового расширения очень низок, и поэтому оно обладает стойкостью к термоудару при резком изменении температуры; его объемное и поверхностное удельные электрические сопротивления весьма высоки; оно отлично пропускает как видимое, так иультрафиолетовое излучение. К сожалению, кварцевое стекло с большим трудомплавится и перерабатывается в изделия. Высокая стоимость кварцевого стекла ограничивает его применение изделиями специального назначения, такими, как химико-лабораторная посуда, ртутные лампы и компоненты оптических систем, работающие при высоких температурах.

Вопрос №22

Опишите виды стальных изделий: прокатную, профильную и листовую сталь, стальные трубы, мелкие стальные изделия (болты, гайки, шайбы, заклёпки); их применение. Проиллюстрируйте ответ эскизами.

Прокат в металлургии — продукция, получаемая на прокатных станах путём горячей, теплой или холодной прокатки.

ВИДЫ ПРОКАТНЫХ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

ВИДЫ ПРОФИЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

профильная стальная труба

ВИДЫ ЛИСТОВЫХ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Лист горячекатаный

Рифленый лист

СТАЛЬНЫЕ ТРУБЫ

МЕЛКИЕ СТАЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

(болты, гайки, шайбы, заклёпки)

БОЛТ

— это крепёжное устройство в виде стержня, на одном конце которого выполнена резьба, а на другом конце — головка. Резьба может быть выполнена вдоль всего стержня до головки, а может быть нарезана только частично на стержне болта. Резьба на болте может быть как метрической, так и дюймовой, кроме того резьба бывает левой и правой. При изготовлении болтов могут использоваться различные металлы и даже пластмассы, но чаще всего их изготавливают из стали. Головка болта служит для опоры на деталь, которую крепят с помощью болта и для того, чтобы болт закручивать с помощью ключа. Для этого головка чаще всего изготавливается шестигранной, но может быть и иной, например, четырёхгранной. Чтобы болтне проворачивался, под головкой часть стержня делают гранённой. Головка болта может быть выполнена в виде кольца, ось которого перпендикулярна оси болта, тогда получается рым болт. Если на месте головки крюк, то это крюк болт и т.д.