Метод расчёта по разности

2018-07-06

440

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

СВОЙСТВА СТЁКОЛ

4.1. Расчёт свойств стёкол

Свойства оксидов в стекле не совпадают со свойствами чистых стеклообразных или кристаллических оксидов. Это обусловлено инородным окружением компонентов в стекле по сравнению с чистыми веществами. Взаимодействие с другими компонентами меняет свойства введённого в стекло оксида. Свойства компонентов в стекле определяются их парциально-молярными свойствами.

Обозначим через G – свойство стекла, которое зависит от состава стекла и складывается из парциально-молярных свойств его отдельных компонентов:

,

– парциально-молярные свойства компонентов стекла;

=(dG/dn_i)_P,T,nj≠ni ,

– числа молей компонентов системы.

С другой стороны, свойство G можно найти из суммы:

,

где g – молярное свойство стекла.

Из сопоставления уравнений следует:

;

; ,

где N_i – мольная доля i-го компонента.

Таким образом, для расчёта молярных свойств стекла необходимо знать состав стекла и парциально-молярные свойства его компонентов. Для определения парциально-молярных свойств используют различные методы.

Методы определения свойств оксидов в стекле

Дифференциальный метод добавок

Обратимся к уравнению . Допустим, что состав стекла меняется только за счет изменения числа молей первого компонента. Числа молей других компонентов постоянны:

n₁ = var; n_i_≠1 = const;

; ;

;

или для конечного изменения свойства с составом:

Пример. Рассчитать парциальный показатель преломления оксида цинка в стекле заданного состава (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Состав силикатного стекла

Оксид	SiO₂	B₂O₃	Al₂O₃	ZnO	CaO	K₂O	Na₂O	As₂O₃	Σ
Мас.%	65,90	1,00	1,49	3,75	5,14	14,28	8,22	0,50	100,28
Число молей	1,0972	0,0144	0,0146	0,0461	0,0916	0,1526	0,1326	0,0011	1,5492

Показатель преломления исходного стекла n = 1,5179.

Показатель преломления стекла с добавкой 3 мас.% n = 1,5229.

Приращение показателя преломления Δn = +0,0050.

Приращение числа молей ZnO составит 0,0369.

Приращение мольной доли ZnO в стекле находим из соотношений:

;

Метод замены

Влияние оксидов на свойства стекла часто оценивают по эффекту, вызываемому заменой кремнезёма испытуемым оксидом. Если при этом свойство стекла в определённом интервале составов меняется прямолинейно, то легко найти приращение свойства Δg стекла, отнесённое к 1 мол.% вводимого оксида.

К величине парциального свойства испытуемого оксида переходят по формуле

где принимается известной.

Если при замене SiO₂ на другой оксид изучаемое свойство стекла не изменилось (Δg = 0), то .

В качестве заменяемого может выступать любой компонент, свойства которого известны.

Метод расчёта по разности

Необходимо знать состав стекла и вычисленные одним из методов парциальные свойства его компонентов. Величину парциального свойства испытуемого компонента вычисляют поочерёдно по разности, измерив свойство стекла после введения нового компонента.

При таком приёме вычислений постепенно переходят от простых к более сложных системам. Каждый раз в системе должен быть только один компонент с неизвестным парциальным свойством. Этот приём схож с основным, описанным выше. Однако там свойства исходного стекла должны быть известны, здесь они должны быть вычислены.

; ;

;

или .

2018-07-06

440

Обсуждений (0)

0.00 из 5.00 0 оценок

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Обсуждение в статье: Метод расчёта по разности

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓