Введение к работе
Актуальность работы:
При разработке новых и совершенствовании существующих составов стекол и стекломатериалов (ситаллы, глазури, пеностекло и др.) за основу берется комплекс физико-химических свойств, которыми должен обладать проектируемый материал. С учетом влияния каждого компонента совершенствование составов требуется не только с целью улучшения физико-химических свойств стекломатериалов, но и при необходимости изменения технологических характеристик, например, с изменением метода или оборудования при выработке изделий. Вязкость - важнейшее свойство силикатных расплавов, определяющее основные технологические процессы получения стекла и стекломатериалов на его основе: варка, формование, отжиг, обжиг, закалка и т.д. В совокупности эти процессы охватывают чрезвычайно широкий интервал температур, в котором необходимо знать значения вязкости. Экспериментальное определение вязкости - трудоемкий, дорогостоящий процесс, требующий навыков и специального оборудования, которое часто отсутствует на предприятиях. В то же время в литературе накоплен экспериментальный материал по вязкости стекол и расплавов различных систем (например, Е. Раевская, ГИС). Этот материал, однако, нуждается в систематизации и является основой для разработки компьютерных программ для расчетов. Использование расчетных методов определения вязкости при проектировании стекломатериалов с заранее заданными свойствами позволит значительно уменьшить объем экспериментов и за счет этого существенно сократить затраты ресурсов.
4 Цель настоящей работы заключается в разработке
нового подхода к усовершенствованию методики расчета температурной зависимости вязкости для определения технологических характеристик многокомпонентных промышленных составов стекол, проектированию новых и корректировке существующих на основе модифицированной методики с программным обеспечением.
Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:
анализ способов расчета вязкости и выбор методики количественной оценки вязкости многокомпонентных составов;
исследование влияния различных компонентов состава на температурную зависимость вязкости системы Na20-(RO)-Al203-SiOz;
выработка критериев выбора эталонных стекол-компонентов, необходимых для реализации методики расчета температурной зависимости вязкости;
моделирование свойств и технологических характеристик стекломатериалов на основе оценки температур-но-вязкостных свойств;
использование разработанной методики для расчета температурной зависимости вязкости и анализа технологических характеристик промышленных составов листовых и тарных стекол;
проведение экспериментального измерения вязкости и на основе эксперимента и расчета по известным методам проверить адекватность предлагаемой методики расчета.
5 Научная новизна:
на основании анализа существующих методов расчета вязкости силикатных систем и экспериментальных данных разработан новый подход к усовершенствован-нию методики расчета температурной зависимости вязкости для системы Na20- (RO) -Al203-Si02 (R=Ca, Mg), основанный на модели взаимного растворения эталонных стекол-компонентов;
сформулированы основные требования по выбору эталонных стекол-компонентов, моделирующих структуру стекла при расчете вязкостных характеристик; разработана усовершенствованная методика расчета температурной зависимости вязкости в интервале 10-109 Па с точностью до 0.1 lgn;
разработан алгоритм методики расчета высокотемпературной зависимости вязкости многокомпонентных силикатных расплавов;
показано, что выполненные аналитические исследования вязкости многокомпонентных расплавов системы Na20- (RO) -Al203-SiOz, позволяют моделировать технологические характеристики стекол и стекломатериа-лов на основе данной системы.
Практическая значимость работы:
На основании расчетных температурно-вязкостных характеристик, полученных по предложенной усовершенствованной методике, для промышленных составов листовых и тарных стекол показано, что технологические характеристики в интервале формования многих составов при их корректировке целесообразно определять с боль-
шей точностью, что позволяет осуществлять данная методика .
Определены характеристические температуры и интервалы для рекомендуемого состава тарного стекла с пониженным содержанием R2o до 11, мас.% и показана экономическая целесообразность его внедрения.
Полученные результаты диссертационной работы имеют практическую значимость для научных и инженерно-технических работников при разработке новых составов стекломатериалов, корректировке существующих, их основных технологических характеристик.
Апробация работы: основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийском совещании «Наука и технология силикатных материалов в современных условиях рыночной экономики» (г. Москва, 1995г), Международной конференции «Ресурсо-сберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций» (г. Белгород, 1995г.), Международной научно-технической конференции «Прикладные исследования в технологии производства стекла и стеклокристаллических материалов» (г. Кон-стантиновка, 1997г.); Международной научно-практической конференции-школе-семинаре «Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XXI века» (г. Белгород, 1998г.).
Публикации по теме работы. Основное содержание диссертации опубликовано в 5-й печатных работах.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, методики и объектов исследования, расчетно-экпериментальной части, изложенной в
трех главах, общих выводов, библиографического описания литературных источников из 119 наименований и двух приложений. Работа изложена на 169 страницах машинописного текста, включающего 30 таблиц и 25 рисунков .
Автор Защищает:
предложенную усовершенствованную методику расчета вязкости многокомпонентных составов;
конкретизацию принципов моделирования технологических свойств многокомпонентных составов методом сочетания фаз применительно к расчету вязкости;
найденные численные характеристики, описывающие влияние различных компонентов на температурную зависимость вязкости расплавов системы Na20-(RO)-А1203-Si02.
