Теоретические основы технологии микросферных стекол

 

Медведев Е. Ф.

Теоретические основы технологии микросферных стекол

Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2014

 

В монографии рассмотрены теоретические вопросы химической технологии неорганических стекол для изготовления полых микросфер, предназначенных для применения в области лазерной физики. Обобщены и уточнены известные данные по газо- и водородопроницаемости стекол. Предложены новые диаграммы и критерии для исследования зависимости «состав – структура – свойство». Внесены дополнения в диаграмму Крачека, основу для проектирования составов стекол с преобладанием оксидов кремния и натрия. Разработана методика расчета составов «микросферных» стекол и ее следствия. В совокупности критерии, диаграммы и методика расчета составов составляют базу теории водородной проницаемости стекол, в частности, силикатных и боросиликатных с различными функциональными добавками, поглощающими рентгеновское и нейтронное излучения, повышающими химическую стойкость стекол, способствующими удерживанию водорода в структуре стекла и т. д.
Монография предназначена для специалистов, работающих в области химической технологии стекла, специалистов-материаловедов, а также для студентов, аспирантов и докторантов профильных вузов.

Категория:

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Современное состояние теории водородной проницаемости стекол

1.1. Водородная проницаемость стекол и ее математический аппарат
1.2. Структуроопределяющие критерии
Кислородное число. Парциальный и молярный объемы оксида. Сила поля катиона
Фактор связности и коэффициент заполнения структуры
Свободный объем. Коэффициент термического расширения
Резюме
1.3. Составы для изготовления газонаполняемых микросфер
Стекла для лазерного термоядерного синтеза
Микросферы из зол и шлаков ТЭC
Силикатные стекла со специальными функциональными добавками
Природные минералы РЗЭ, тяжелых металлов, алюминия и щелочноземельных металлов
Минералы РЗЭ (Nd, Sm, Eu, Tb, Ho)
Минералы свинца
Минералы серебра
Минералы алюминия
Магниевокальциевые минералы
Резюме

Глава 2. Методология разработки стеклообразующих составов для изготовления микросфер

2.1. Структуроопределяющие критерии оксидных стекол: относительный модуль, содержание кислорода, фактор связности структуры, сила поля катиона
Силикатный модуль и фактор связности структуры стекла
Взаимосвязь структуроопределяющих критериев
стекол системы Na2O–SiO2
Взаимосвязь кислородного числа и силикатного модуля
Коэффициент заполнения структуры
Коэффициент водородопроницаемости как функция силикатного модуля
Дополнение к фазовой диаграмме Крачека. Применение диаграммы для определения основного состава водородонаполняемых микросфер
Расчет силикатных составов с применением диаграммы Крачека, дополненной критериями «силикатный модуль» и «фактор связности структуры»
Прогнозирование влияния компонентов на водородную проницаемость
Применение геометрических параметров микросфер и времени полуистечения газа для расчета коэффициента водородной проницаемости
Анализ размерности коэффициента водородной проницаемости стекол
Взаимосвязь структуроопределяющих критериев. Параметр KН
Методика оценки качества стекол по параметру KН
Оценка перспективности составов стеклянных микросфер по уравнениям вида lgKH = f (Y,lgα)
2.2. Моделирование составов стекол
Разработка методики расчета стекол водородонаполняемых микросфер
Следствия из методики расчета стеклообразующих композиций
Резюме
Выводы
Список литературы

Приложение 1
Составы и критерии структуры промышленных стекол, близких аналогов стекол микросфер
Приложение 2
Кремнийсодержащие стеклообразующие составы
Приложение 3
Структуроопределяющие критерии кремнийсодержащих стеклообразующих составов
Приложение 4
Оксидные двухкомпонентные борсодержащие стеклообразующие составы
Приложение 5
Патентная документация