Шероховатость стекла: ТЕХНОЛОГИЯ УПРОЧНЕНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ МАТ-ЛОВ

alexxlab | 06.10.1983 | 0 | Разное

Содержание

Способ уменьшения шероховатости поверхности кварцевого стекла

Изобретение относится к технологии обработки кварцевого стекла, в частности кварцевого стекла. Техническим результатом данного изобретения является уменьшение шероховатости шлифованной поверхности изделий из кварцевого стекла. Способ включает обработку поверхности кварцевого стекла, содержащего 0,01-0,1% гидроксильных групп, в водном растворе, содержащем фторид-ионы, причем поверхность изделий предварительно нагревают в течение 5 часов при температуре 980-1050°. В способе используют изделия из кварцевого стекла с исходной шероховатостью поверхности 0,8-1,8 микрона. 3 ил.

Изобретение относится к технологии обработки кварцевого стекла, в частности кварцевого стекла, содержащего 0.01-0.1% гидроксильных групп.

Изобретение может быть использовано при производстве изделий, в частности высокодобротных механических резонаторов, из распространенных марок кварцевых стекол, например, КУ-1.

Известен способ уменьшения шероховатости поверхности деталей из кварцевого стекла путем механической шлифовки поверхности абразивными порошками [Ходаков Г.С., Кудрявцева Н.Л. Физико-химические процессы полирования оптического стекла. М.: Машиностроение, 1985. 220 с.]. Уменьшая при шлифовке размер зерен абразивного материала, достигают шероховатости поверхности 0.4-4 мкм. Однако в результате шлифовки на поверхности образуется нарушенный слой сложной структуры, ухудшающий качество изделий. Кроме того, рельеф механически шлифованной поверхности характеризуется наличием острых выступов, что не позволяет наносить на нее тонкие сплошные покрытия.

Наиболее близким к предлагаемому способу является метод химического травления [Альтах О.Л., Саркисов П.Д. Шлифование и полирование стекла и стеклоизделий. М.: Высшая школа, 1988. 231 с.]. По этому методу шлифованную поверхность изделий из кварцевого стекла обрабатывают водным раствором, содержащим фторид-ионы. Это приводит к растворению нарушенного поверхностного слоя, однако шероховатость поверхности при этом увеличивается.

Решаемой задачей предлагаемого изобретения является уменьшение шероховатости шлифованной поверхности изделий из кварцевого стекла, содержащего 0.01-0.1% гидроксильных групп, при одновременном удалении нарушенного поверхностного слоя.

Предлагаемый способ заключается в том, что шлифованную поверхность изделий из кварцевого стекла, содержащего 0.01-0.1% гидроксильных групп, нагревают при температуре 980-1050°С в течение 5 часов, охлаждают до комнатной температуры, а затем обрабатывают в водном растворе, содержащем фторид-ионы.

Существенным отличительным признаком заявляемого технического решения является предварительный нагрев поверхности изделий из кварцевого стекла в течение 5 часов при температуре 980-1050°С. При этом происходит диффузия гидроксильных групп из кварцевого стекла. Наиболее быстро гидроксильные группы диффундируют из выступающих образований рельефа поверхности, в результате чего структура кварцевого стекла в выступах рельефа поверхности сильно нарушается. При химическом травлении такой поверхности в водном растворе, содержащем фторид-ионы, происходит преимущественное растворение кварцевого стекла с нарушенной структурой, то есть выступов поверхности. В результате происходит уменьшение шероховатости поверхности изделий из кварцевого стекла при одновременном удалении поверхностного нарушенного слоя.

Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (сравнительный). Изделие из кварцевого стекла марки КУ-1, содержащего 0.1% гидроксильных групп, с исходной шероховатостью поверхности R_a=1.4±0.4 мкм, обработали в водном растворе, содержащем фторид-ионы с концентрацией 4% в течение 5 минут при температуре 20°С. Шероховатость поверхности изделия после химической обработки составила R_a=1.7±0.4 мкм, то есть увеличилась в 1.2 раза. Рельеф произвольно выбранного участка поверхности образца после обработки характеризуется наличием резких выступов поверхности (фиг.1).

Пример 2. Изделие из кварцевого стекла марки КУ-1, содержащего 0.1% гидроксильных групп, с исходной шероховатостью поверхности R_a=1.3±0.5 мкм, нагревали в течение 5 часов при температуре 1050°С, затем охлаждали до комнатной температуры и обработали в водном растворе, содержащем фторид-ионы с концентрацией 4% в течение 5 минут при температуре 20°С. Шероховатость поверхности изделия после обработки составила R_a=0.7±0.1 мкм, то есть уменьшилась в 1.9 раза. Рельеф произвольно выбранного участка поверхности образца после обработки не содержит резких выступов поверхности (фиг.2).

Пример 3. Изделие из кварцевого стекла марки КУ-1, содержащего 0.1% гидроксильных групп, с исходной шероховатостью поверхности R_a=1.4±0.1 мкм, нагревали в течение 5 часов при температуре 980°С, затем охлаждали до комнатной температуры и обработали в водном растворе, содержащем фторид-ионы с концентрацией 4% в течение 5 минут при температуре 20°С. Шероховатость поверхности изделия после обработки составила R

a=0.8±0.3 мкм, то есть уменьшилась в 1.8 раза. Рельеф произвольно выбранного участка поверхности образца после обработки не содержит резких выступов поверхности (фиг.3).

Нижняя граница температурного диапазона нагрева обусловлена низкими скоростями диффузии гидроксильных групп в кварцевом стекле при температуре ниже 980°С. При нагреве поверхности выше верхней границы температурного диапазона (1050°С) возможно изменение геометрии поверхности из-за уменьшения вязкости кварцевого стекла. Время нагрева 5 часов достаточно для нарушения структуры выступов поверхностного рельефа, при этом существенного нарушения структуры монолита кварцевого стекла не происходит.

Таким образом, предложенный способ уменьшения шероховатости шлифованной поверхности изделий из кварцевого стекла, содержащего 0.01-0.1% гидроксильных групп, позволяет уменьшить шероховатость поверхности в 1.8-1.9 раза.

Способ уменьшения шероховатости шлифованной поверхности изделий из кварцевого стекла, содержащего 0,01-0,1% гидроксильных групп, включающий химическую обработку поверхности в водном растворе, содержащем фторид-ионы, отличающийся тем, что поверхность изделий предварительно нагревают в течение 5 ч при температуре 980-1050°С, при этом используют изделия из кварцевого стекла с исходной шероховатостью поверхности 0,8-1,8 мкм.

ШЕРОХОВАТОСТЬ СТЕКЛА

ШЕРОХОВАТОСТЬ СТЕКЛА

Матовые стекла раньше делались вручную. На стекло посыпался мелкий песок и, с помощью тяжелой плиты круговыми движениями создавалась необходимая шероховатость поверхности стекла. В настоящее время пескоструйная обработка стекла выполняется с помощью струи воздуха с песком под очень большим давлением. Регулируя давление и, меняя зернистость песка, удается получать различную степень сплошной матировки. Матировка стекла производится после его обработки и закалки, на толстых стеклах заклеивается кромка для сохранения прозрачности.

Рисунки на стекле – Пескоструйная обработка стекла служит не только для матирования, но и для нанесения односторонних или двухсторонних рисунков любой сложности (также мы обрабатываем металлы, оргстекло и др. материалы).
Если матировать с одной стороны рисунок и фон оставить прозрачным, а с другой стороны – наоборот, то рисунок приобретет глубину и выразительность, через такое стекло ничего не видно, благодаря этому пескоструйная обработка стекла может быть использована для дверных стекол в санузле. При этом задача мастера – точно совместить рисунки с двух сторон.

Если долго «песочить» по одному месту, то рисунок становится глубоким, похожим на гравировку, наиболее эффектно такие работы смотрятся с противоположной стороны и плоское стекло приобретает объем барельефа. Используя несколько трафаретов, возможно создание рисунков с несколькими уровнями – «многоуровневая пескоструйка».

Оригинально выглядят рисунки на зеркалах, как со стороны амальгамы (зеркальное покрытие), так и со стороны стекла. В первом варианте в местах обработки пескоструйкой удаляется амальгама, и стекло становится матовым. При втором варианте рисунок наносится со стороны стекла и отражается в зеркале, таким образом, усиливается художественный эффект.

Пескоструйная обработка стекла

Наша мастерская оборудована двумя пескоструйными установками, что позволяет оперативно выполнять любые объемы работ. Размеры установок позволяют обрабатывать стекла до 2,5х4 м.

Для изготовления трафарета рисунок переводят в электронный вид в программе CorelDRAW. Вы можете принести нам свой рисунок в готовом виде или высказать Ваши пожелания, а наши специалисты воплотят ее в жизнь. В нашем офисе мы проводим бесплатные консультации и предоставляем образцы.

Матовые стекла необходимо защищать специальным покрытием, чтобы избежать жирных пятен. Для очистки матовых стекол с покрытием нельзя пользоваться сильными органическими растворителями (ацетон, бензин и др.), мы рекомендуем использовать моющие средства на мыльной или аммиачной основе. В конце процедуры обрабатываемые поверхности нужно ополоснуть чистой водой, чтобы разбавить и смыть остатки раствора. После ополаскивания поверхности необходимо протереть мягким, высушивающим воду полотенцем без ворса.

Стоит учесть, что пескоструйные стекла не склеиваются УФ клеем, поэтому места предполагаемой склейки оставляют прозрачными.

Пескоструйная обработка стекла в виде рисунка выглядит оригинально, эффектно, добавляет красоты и индивидуальности каждому интерьеру.

Матирование стекла: виды и технологии

Элементы декора и функциональные детали интерьера, а также уникальные предметы искусства изготавливают с использованием стекла, которое благодаря современным технологиям обработки приобретают интересную фактуру и изысканный вид. Сегодня все чаще прибегают к технологии матирования поверхности стекла в отделке столешниц, зеркал, дверей. Чтобы достичь желаемого эффекта, мастера используют различные вещества, придающие поверхности шероховатости и матовости.

Матовые стекла можно разделить на два вида – пескоструйные и сатинированные. Если требуется получить сплошную матовую поверхность с максимально презентабельным видом, используют сатинат. В остальных случаях стекло обрабатывают сжатым воздухом или песком. Рассмотрим подробнее существующие технологии матирования – особенности, плюсы и минусы.

Технологии матирования стекол

Чтобы добиться определенного эффекта используют один из следующих способов:

Пескоструйная обработка – для этого вида матирования потребуется специальное оборудование. Используется аппарат, при помощи которого создают рельефные узоры разной толщины. Стекло становится матовым под воздействием мельчайших частиц песка, которые поступают из специального устройства под высоким давлением. При необходимости поверхность дополнительно обрабатывается, чтобы придать узору завершенности. Из преимуществ – высокая скорость обработки, из минусов – расходы, связанные с покупкой необходимого оборудования, абразивов и других материалов.
Матирование кислотосодержащими препаратами – технология для создания замысловатых узоров. В качестве активных растворов используют фтористый аммоний и бифторид аммония. Реагенты полностью изменяют структуру стекла, что позволяет создавать тончайшие узоры и обрабатывать небольшие участки. Также используют плавиковую кислоту – водный 40% раствор фтористого водорода. Такая технология известна давно, но вещество имеет неприятный запах и требует осторожности в обращении.
Химическая обработка при помощи матирующей пасты – технология, позволяющая не только матировать стекло, снизив его прозрачность, но и нанести определенный рисунок. На рабочую поверхность наносится узор таким образом, что матируется не вся поверхность, а только отдельные участки. Эта технология позволяет создать практически идеально ровную поверхность, для нанесения рисунка используют специальный трафарет – узор выглядит эффектно и не тускнеет. По стоимости химическая обработка обходится недорого – пасты для работы просты в изготовлении, а сам процесс не требует использования специального дорогостоящего оборудования. Стоит учитывать, что хотя химическое травление образует устойчивое покрытие и быстро наносится, есть риск получить неравномерное матирование на отдельных участках.

Каждая из технологий матирования стекла имеет свои преимущества и успешно используется для декорирования стеклянных поверхностей в интерьере.

Шероховатость, лишающая стекло прозрачности 3 буквы

Ответы на сканворды и кроссворды

Мат

Шероховатость, лишающая стекло прозрачности 3 буквы

НАЙТИ

Резка и обработка стекла

Обработка – отверстия, вырезы, полирование кромки. Стекло. Зеркала. Закалка

Резка стекла Компания «БРК» выполняет точную автоматическую резку стекла всех видов. Максимальный размер обрабатываемого стекла JUMBO до 6000х3210мм. Автоматическая резка стекла толщиной от 3 до 25 мм

Резка стекла прямолинейной и сложной формы, фигурная резка по шаблонам Заказчика, резка триплекса, резка армированного стекла.

Наш стекольный цех оснащен автоматическими резными столами BAVELLONI и BOTTERO, формата DLF и JUMBO, что обеспечивает высокую скорость и точность раскроя. Использование стекла размером 6000х3210мм, а также встроенной программы оптимизации раскроя, позволяют значительно снизить количество отходов, а также уменьшить срок выполнения заказа. Все это позволяет нам осуществлять услуги по качественной автоматической резке стела в городе Москва и Московской области по низким ценам и в короткий срок.По желанию Заказчика, резка Армированного стекла может осуществляется с соблюдением направления ячеек металлической сетки.

Стемалит

– представляет собой безопасное стекло, на одну сторону которого нанесена керамическая краска, причем цвет краски выбирается по существующей шкале RAL. Краска наносится специальным аппаратом валковым методом для равномерности слоя краски. Возможно нанесение краски и другими методами в случае небольших объёмов окрашиваемого стекла (например, пулевизатором). После этого стекло поступает в печь закалки, где происходит спекание керамических частиц краски и стекла. Само стекло при этом становится закаленным. Стойкость нанесенного красочного покрытия такова, что снять его металлическим острым предметами невозможно.
Окрашенное стекло находит свое применение как декоративное стекло в фасадах зданий и сооружений, а также в составе стеклопакетов архитектурного назначения. При использовании внутри помещений стемалит выполняет функцию безопасных декоративных элементов для устройства перегородок и дверей, стеновых панелей, отделки перекрытий.

Обработка кромок

– в случае, когда готовые стекла используются в качестве поверхностей с открытой кромкой необходимо придать стеклу привлекательный внешний вид, сделать кромку неострой и травмобезопасной. Это возможно полированием кромки стекла – кромка прозрачная и шлифованием – матовая. Тем более это необходимо выполнять при закалке стекла – т.к. микротрещины необработанной кромки стекла без такой процедуры приведут к растрескиванию стекла в печи закалки. Обрабатывать кромку возможно различной формой – часто встречается трапециевидной (еврокромка), но возможно так называемой «карандаш» – округлой формы.

Варианты обработки кромок:

Притупление
– удаляет основные острые режущие грани, неровности острых плоскостей после слома стекла. Минимально выравнивает сколы и трещины.

Шлифование (еврокромка)
– позволяет убрать острые режущие края после резки стекла. В процессе устраняются неровности и микросколы, кромке придается определенная форма и небольшая матовая шероховатость.

Полирование (еврокромка)
– фактически повторяет вариант шлифовки, но кромка стекла выполняется гладкая и прозрачная, а не матовая. Полировка дает важную эстетическую составляющую и позволяет отвечать нормам безопасности. Углы выполняются немного скругленными.

Фацет
– это обработка кромки (фаски) по лицевой стороне стекла путём среза его под углом от 0 до 45 градусов. Возможная ширина фацета до 50 мм, в основном выполняется на зеркальном полотне

Возможности производства:

	Стекло (зеркало) 4,5,6 мм		Стекло 8,10,12,15,19,25 мм
	Возможные размеры изделий, мм
	минимальный	максимальный	минимальный	максимальный
Притупление	100х100	2500х1800	100х100	2300х1100
Шлифованная еврокромка	100х100	2500х1800	100х100	2300х1100
Полированная еврокромка	100х100	2500х1800	100х100	2300х1100
Фацет	100х100	2500х1800	100х100	2300х1100

Фацет

– снятие под определенным углом кромки стекла по периметру изделия, при этом снимаемая полосы может быть разной ширины – от 5 до 50 мм.
Фацет часто применяют для обычного зеркала или стекла – дополнительные грани фацета позволяют получить законченное изделие, которое впишется в любой интерьер. Такая грань, украшающая зеркало, придает ему и интерьеру в целом торжественный вид, создавая эффект бриллиантового блеска при попадании на него лучей света.

Выбирая зеркало для вашего интерьера, можно использовать как зеркало в багете из самого разного материала, так и зеркало с фацетом или совмещать это. Еще боле эксклюзивных эффектов можно добиться посредством двойного фацетирования – когда снимается два слоя зеркала под разными углами.
Двойное преломление света приводит к дополнительному зрительному восприятию.

Сверление отверстий, вырезы

Для крепления фурнитуры при изготовлении стеклянных дверей, перегородок стеклянной мебели и т.д. в стекле необходимо произвести отверстия и вырезы по точным размерам по чертежам. Стекло до закалки достаточно хрупкий и твердый материал. Обработка его производится специальными фрезами и сверлами с алмазным напылением.

Немаловажную роль играют и применяемые станки, на которых закрепляется и перемещается стекло для обеспечения точности обработки. Часто сверление производят с двух сторон стекла для обеспечения большей производительности.

Большинство полотен из стекла подвергаются последующей закалке, поэтому при сверлении и вырезах важна и чистота обработанной кромки внутреннего диаметра. Иногда по конструктивной необходимости зенкованием создаются безопасные закругления в форме конуса.

Качество кромок просверленных отверстий и вырезов влияет на последующую безопасную эксплуатацию стеклянных полотен.

Гравировка

– нанесение равных углублений на стекло с помощью выборки трехгранного или круглого сечения. Происходит этот процесс методом фрезерования на гравировальном станке с компьютерным управление.Специальный алмазный круг снимает слой до 2-3 мм с поверхности стекла, оставляя полированные или шлифованные грани линии рисунка. По форме фреза может быть U-образного или V-образного сечения. Мы используем итальянский высокоскоростной гравировальный центр BAVELLONI KAM-102 , который обрабатывает как бесцветное, матированное, тонированное стекло, так и различные виды зеркала. Рисунок, орнамент выбирается Вами или из нашего каталога. Гравировка позволяет поучить глубину и объемность линий, что выгодно подчеркнет индивидуальность Вашего изделия.

Стоимость изделия зависит от выбранного стекла, на котором будет выполняется гравировка, а также подготовительных работ AVTOCAD и от количества погонных метров линий рисунка, орнамента. Толщина обрабатываемого стекла: 4-19 мм Размер обрабатываемого стекла: от 120х120мм до 1570х2800мм

Примеры выполнения гравировки

Возможные варианты исполнения гравировки на различных стеклах

Гравировка стекла, зеркал с заполнением линий декоративной краской

Пример выполнения гравировки зеркала с различным цветом краски

Закалка

– процесс быстрого нагрева и последующего быстрого охлаждения стекла до большой температуры в специальной печи. Стекло получает новые физические свойства – становится в десятки раз более прочным, более устойчивы к повреждениям, прекрасно справляются с высокими нагрузками и перепадами температур, обладают повышенной прочностью на изгиб. Важным достоинством закаленного стекла является его безопасность – при разбивании стекла образуются некрупные не режущие осколки. Такое стекло часто применяют в областях, где безопасность является важным фактором – при производстве стеклянных перегородок, душевых, ограждений лестниц и для элементов мебели. Максимальный размер закаливаемого стекла 5000 х 2400 мм.

Матирование (пескоструйная обработка)

Матирование (пескоструйный метод) – обработка стекла напором большого давления сжатого воздуха с содержанием кварцевого песка определенной фракции, за счет чего из поверхностного слоя выбиваются частички стекла, создавая эффект матовой непрозрачности. Увеличение размеров частиц песка и времени обработки позволяет добиться углублённого рельефного в плоскости стекла рисунка. В отличие от гравировки возможно получение реалистичного рисунка, так как пескоструйная обработка возможно с большим разрешением. Подсвеченный выполненный таким образом рисунок создает непередаваемый эффект светящегося ореола на месте обработки стекла.

Аквариумы из стекла

Одним из направлений в развитии экодизайна является использование натуральных материалов – стекла, глины, дерева, камня. Ощущение единения с живой природой можно усилить используя живые цветы, настоящую траву, живые стенки из растений, а также встраивание в помещения террариумов, аквариумов, клеток с птицами – настоящих представителей живой природы.

Не всегда возможно подобрать нужный по размеру аквариум – особенно при индивидуальном дизайне помещений спальни, зала, гостиной или когда требуется аквариум огромных размеров – от 1000 литров и более. В этих случаях возможно изготовить конструкцию аквариума индивидуально, учитывая пожелания по конфигурации конструкции и особенности помещения.
Эксклюзивные аквариумы, как правило, изготавливаются из силикатного стекла, так как большие объёмы воды предполагают большие нагрузки на стекло и использовать акриловое стекло чаше всего невозможно. В особых случаях для прочности и безопасности стекло закаливают. Склейка стекла производится высокопрочными специальными герметиками по месту установки аквариума.

Компания «БРК» выполняет аквариумы из стекла – проектирует и устанавливает конструкции аквариумов в Москве и Московской области из по индивидуальным заказам
Телефон +7 495 940-55-62 или пишите [email protected]

УФ – склейка стекла

УФ – склейка это использование необычного клея, полимизирующегося под воздействием ультрафиолетовых лучей и придающего особую прочность соединению. Недаром предметы, соединенные этим методом, активно используются во внешней и внутренней отделке помещений. Наглядный пример, стеклянные стойки под телевизор. Ошибочно мнение, что они имеют массивный вид. Стойки под телевизор, выполненные таким образом обладают визуальной легкостью.Интересна и сама техника крепления. Клей наносится по краям стекла, а затем детали прочно соединяются, исключая дальнейшее отслаивание. Все дело в самом клее. Благодаря молекулярному составу, он способен проникать в мельчайшие поры материала. Данный способ помогает скреплять небольшие фрагменты. Отлично смотрятся просто стойки с УФ-склейкой.

Ученые выяснили, как шероховатость мембран влияет на очистку газов от примесей

Сегодня мембранное газоразделение — один из наиболее перспективных методов получения высокочистых газов и очистки промышленных газовых смесей от нежелательных компонентов. В качестве материалов для мембран используют разнообразные полимеры — они прочны, дешевы и их свойства слабо изменяются от партии к партии, то есть обладают воспроизводимостью. Кроме того, их характеристиками можно управлять путем незначительных физико-химических модификаций. Однако для этого метода необходим контроль над избирательностью (селективностью) и проницаемостью полимерных мембран.

Химики из Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева исследовали, как свойства поверхности мембраны влияют на ее энергетические характеристики и функции. Плоские мембраны изготовили из нескольких полимеров: полисульфон, триацетат целлюлозы и поливиниловый спирт. В качестве подложки использовалось боросиликатное стекло, которое известно термостойкостью и механической прочностью. Перед использованием его обработали плавиковой кислотой разной концентрации, чтобы придать поверхности различную степень шероховатости. Полученные изменения фиксировали при помощи сканирующего микроскопа. Толщина мембран на основе боросиликатного стекла составляла около 50 микрометров. Их пропускную способность измеряли в цилиндре с двумя разнородными жидкостями, на границе которых и располагали мембрану. Данные о плотности вещества получали при помощи специального прибора — пикнометра.

«С ростом шероховатости поверхности мембраны будет расти и ее фактическая площадь контакта с газовой смесью. Это должно привести к увеличению доли растворенного в поверхностном мембранном слое газа, потому что на другой стороне концентрация молекул ниже, и они будут стремиться туда перейти. Это будет способствовать улучшению газопроницаемых свойств мембраны», — комментирует Илья Воротынцев, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Нанотехнологии и биотехнологии» Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева и начальник лаборатории «SMART Полимерных материалов и технологий» РХТУ имени Д. И. Менделеева.

Однако следует учитывать, что повышение шероховатости поверхности полимерных мембран влияет на распределение фрагментов самой полимерной цепи. Так, может снизиться дисперсионная энергия, то есть силы электростатического притяжения между нейтральными атомами вещества, и газы будут хуже собираться на поверхности. С другой стороны, увеличение шероховатости поверхности мембраны в полимере с высокой жесткостью цепи приводит к значительному снижению проницаемости. Исследователи нашли способ решения этой проблемы.

«Чтобы повысить селективность мембраны без ухудшения ее газопроницаемости и механической прочности, необходимо лишь подобрать такие полимеры, молекулярная цепь которых обладает средней жесткостью и содержит склонные к водородному взаимодействию фрагменты, как, например, триацетат целлюлозы, который используется для создания волокон и пленочной основы», — сообщает Илья Воротынцев.

Анализ качества внешнего вида силикатных покрытий методом атомно-силовой микроскопии Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

строительное материаловедение

УДК 691.5 Б01: 10.22227/1997-0935.2018.5.599-608

АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ВНЕШНЕГО ВИДА СИЛИКАТНЫХ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ

В.И. Логанина, Е.Б. Мажитов

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (ПГУАС), 440028, г. Пенза, ул. Г. Титова, д. 28

Предмет исследования: качество поверхности силикатных покрытий на основе золь-силикатных красок. Цель: изучение закономерностей формирования качества внешнего вида силикатных покрытий в зависимости от вида пленкообразующего.

Материалы и методы: полисиликатные растворы получали путем взаимодействия стабилизированных растворов коллоидного кремнезема (золей) с жидкими стеклами. Для оценки качества поверхности покрытий в работе применяли методы сканирующей зондовой микроскопии. Определяли параметры шероховатости поверхности. Результаты: показана возможность повышения качества внешнего вида силикатных покрытий за счет применения красок в качестве пленкообразующего полисиликатного раствора. Выявлено, что у образцов покрытий на основе натриевого и калиевого полисиликатного раствора наблюдаются участки поверхности с менее выраженным рельефом по сравнению с характером микропрофилей образцов покрытий на основе калиевого и натриевого жидкого стекла. Для покрытий на основе калиевого и натриевого полисиликатного раствора характерно более равномерное распределение шероховатости поверхности.

Выводы: золь-силикатные краски характеризуются более высоким качеством внешнего вида покрытий.

КЛЮчЕВыЕ СЛОВА: полисиликатные растворы, покрытия, шероховатость, гистограмма распределения по высотам, качество внешнего вида, свойства краски

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Логанина В.И., Мажитов Е.Б. Анализ качества внешнего вида силикатных покрытий методом атомно-силовой микроскопии // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. Вып. 5 (116). С. 599-608. DOI: www.dx.doi. огд/10.22227/1997-0935.2018.5.599-608

ANALYSIS OF APPEARANCE QUALITY OF SILICATE COATINGS BY ATOMIC FORCE MICROSCOPY METHOD

V.I. Loganina, E.B. Mazhitov

Penza State University of Architecture and Civil Engineering, 28 G. Titova st., Penza, 440028, Russian Federation

Subject: studying surface quality of silicate coatings based on sol-silicate paints. C

Research objectives: study regularities in formation of the quality of appearance of silicate coatings, depending on the type h

of film-forming agent. properties

FOR CITATION: Loganina V.I., Mazhitov E.B. Analiz kachestva vneshnego vida silikatnykh pokrytiy metodom atomno- “< silovoy mikroskopii [Analysis of appearance quality of silicate coatings by atomic force microscopy method]. Vestnik MGSU [Proceedings of the Moscow State University of Civil Engineering]. 2018, vol. 13, issue 5 (116), pp. 599-608. DOI: www. dx.doi.org/10.22227/1997-0935.2018.5.599-608

О *

ВВЕДЕНИЕ

Для отделки фасадов зданий применяют силикатные краски, покрытия на основе которых отличаются более широкой и насыщенной цветовой гаммой, устойчивостью к действию микроорганизмов. Силикатные покрытия характеризуются высокой паропроницаемостью, незначительным прилипанием пыли и грязи, огнезащитными свойствами, экологичностью, но при этом низкой трещиностой-костью.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Для повышения стойкости силикатных покрытий предложено использовать в качестве пленкообразующего полисиликатные растворы, полученные смешиванием жидкого стекла с золем кремниевой кислоты [1-7]. Полисиликатные растворы содержат в своем составе, наряду с частицами золя, мономер, олигомеры и полимерные разновидности кремнезема [8, 9]. Это способствует повышению когезион-ной прочности покрытий. По данным [10], введение золя кремниевой кислоты Nanosil 20 в калиевое жидкое стекло способствует повышению когезион-ной прочности в 1,47 раз.

Известно, что стойкость лакокрасочных покрытий в числе других факторов определяется качеством его внешнего вида [11-14]. Под качеством внешнего вида понимается наличие включений, волнистости, меления и т.д. В связи с этим актуальным является изучение закономерностей формирования качества поверхности покрытий на основе краски с полисиликатным пленкообразующим. АСМ-изображений осуществлялась с помощью 2 программного обеспечения SPIPImageMetrology Ю и заключалась в анализе параметров шероховатости РО поверхности: Яу — размах высот (максимальный перепад высот между самой верхней и нижней точка-¡1 ми поверхности профиля), Яа — средняя арифмети-Н ческая шероховатость, Я — среднее квадратическое отклонение, Яг — шероховатость поверхности по выбранным десяти максимальным высотам и впа-

1 ГОСТ Р 8.700-2010. Государственная система обеспе-X чения единства измерений (ГСИ). Методика измерений и эффективной высоты шероховатости поверхности с по® мощью сканирующего зондового атомно-силового ми-Е0

кроскопа.

динам (среднее абсолютное значение пяти наивысочайших пиков и пяти самых глубоких впадин) 2.

При разработке рецептуры силикатных красок на основе полисиликатных растворов в качестве наполнителя применяли микрокальцит марки МК-2 (ТУ 5743-001-91892010-20113) и тальк марки МТ-ГШМ (ГОСТ 19284-794), в качестве пигмента — диоксид титана 230 рутильной формы. Полисиликатные растворы получали путем взаимодействия стабилизированных растворов коллоидного кремнезема (золей) с водными растворами щелочных силикатов (жидкими стеклами) [19-21]. Применяли золь кремниевой кислоты Nanosil 20 и Nanosil 30, выпускаемые ПК «Промстеклоцентр», натриевое жидкое стекло с модулем М = 2,78, калиевое жидкое стекло с модулем М = 3,29

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Данные, приведенные на рис. 1, свидетельствуют, что изображение поверхности покрытий имеет вид развитой хаотичной структуры, отличающейся друг от друга показателем шероховатости поверхности Я , Я .

а’ у

Обзорные кадры, представленные на рис. 1 и 2, выявили у образцов покрытий на основе натриевого и калиевого полисиликатного раствора участки поверхности с менее выраженным рельефом по сравнению с характером микропрофилей образцов покрытий на основе калиевого и натриевого жидкого стекла.

Установлено, что шероховатость поверхности покрытий на основе калиевого жидкого стекла составляет Я = 16,208 мкм, а на основе калиевого по-

а 7 7

лисиликатного раствора — 10,880 мкм (рис. 3-6). Для покрытий на основе натриевого жидкого стекла значение шероховатости составляет Я = 11,280 мкм, а на основе натриевого полисиликатного раствора — 9,125 мкм базе 30 мкм (рис. 7-10).

Согласно гистограммам распределения по высотам (рис. 4 и 6) самая высокая относительная частота (0,134) соответствовала значению шероховатости от 25 до 30 мкм (для покрытий на основе калиевого жидкого стекла) и для покрытий на основе калиевого полисиликатного раствора от 0 до 5 мкм при самой высокой относительной частоте — 0,17.

Для покрытий на основе натриевого жидкого стекла самая высокая относительная частота соответствует значению высоты профиля от 15 до 20 мкм, а для покрытий на основе натриевого полисиликатного раствора — от 0 до 5 мкм.

2 ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.

3 ТУ 5743-001-17090830-2015. Добавки для производства цемента.

4 ГОСТ 19284-79. Микротальк для лакокрасочной и карандашной промышленности. Технические условия.

б / b

в / c г / d

Рис. 1. Трехмерное изображение поверхности покрытий на основе: а — калиевого жидкого стекла; б — калиевого полисиликатного раствора; в — натриевого жидкого стекла; г — натриевого полисиликатного раствора Fig. 1. Three-dimensional image of the surface of coatings based on: a — potassium liquid glass; b — potassium polysilicate solution; c — sodium liquid glass; d — sodium polysilicate solution

б / b

в / c г / d

Рис. 2. Изображение поверхности покрытий на основе: а — калиевого жидкого стекла; б — калиевого полисиликатного раствора; в — натриевого жидкого стекла; г — натриевого полисиликатного раствора

Fig. 2. Image of the surface of coatings based on: a — potassium liquid glass; b — potassium polysilicate solution; c — sodium liquid glass; d — sodium polysilicate solution

О У

0 S

(л)

3 У

о *

а / a

1,2 1.

S о

H >

-10000 0.0

Position [щп]

Рис. 4 . Гистограмма распределения шероховатости поверхности покрытий на основе калиевого жидкого стекла Fig. 4. Histogram of distribution of surface roughness for coatings based on potassium liquid glass

X S I h О Ф 10

1.2 1.6 Position [цш]

Рис. 5. Шероховатость поверхности силикатных покрытий на основе калиевого полисиликатного раствора Fig. 5. Surface roughness of silicate coatings based on potassium polysilicate solution

0.0

Position [|ЛГ|]

Рис. 6. Гистограмма распределения шероховатости поверхности покрытий на основе калиевого полисиликатного раствора

Fig. 6. Histogram of distribution of surface roughness for coatings based on potassium polysilicate solution

0 т

0 s

(л)

3 У

о *

1.2 1.6 Position [|im]

Рис. 7. Шероховатость поверхности силикатных покрытий на основе натриевого жидкого стекла Fig. 7. Surface roughness of silicate coatings based on sodium liquid glass

1Л

О >

во

s о

H >

-20000 -15000 -10000 -5000 0.0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

Position [jtm]

Рис. 8. Гистограмма распределения шероховатости поверхности покрытий на основе натриевого жидкого стекла Fig. 8. Histogram of distribution of surface roughness for coatings based on sodium liquid glass

1,2 1.6

Position [|im]

Рис. 9. Шероховатость поверхности силикатных покрытий на основе натриевого полисиликатного раствора Fig. 9. Surface roughness of silicate coatings based on sodium polysilicate solution

5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Position [цт]

Рис. 10. Гистограмма распределения шероховатости поверхности покрытий на основе натриевого полисиликатного раствора

Fig. 10. Histogram of distribution of surface roughness for coatings based on sodium polysilicate solution

0 т

0 s

(л)

г 3

о *

Свойства красочного состава и покрытий на его основе Properties of Paint Composition and Coatings Based on it

Наименование показателей Значения Indicator name Values

Удобонаносимость Хорошая Easiness of laying on paint Good

Условная вязкость по вз-4, с 17…20 Conditional viscosity by visc-4, sec 17.20

Усадка, наличие трещин Нет

Жизнеспособность, сут Более 90 Srinkage, presence of cracks No

Время высыхания, мин, до степени 5 15.25 Viability, days More than 90

Drying time, min, to degree 5 15.25

Адгезия, баллы 1 Adhesion, points 1

Адгезия, МПа 1,1.1,3 Adhesion, MPa 1.1.1.3

Относительная твердость 0,5 Relative hardness 0.5

Прочность при ударе, кг-см 50 Impact strength, kg-cm 50

Смываемость, г/м2 Не более 2 Washability, g/m2 No more than 2

Водостойкость (внешний вид Отсутствие белых Water resistance (appearance after Absence of white matte

после 24 ч выдержки в воде) матовых пятен, 24 hours in water) spots, flaking, peeling,

отслаивания, сыпи, bubbles and other

пузырей и других damages

разрушений

Максимальный перепад высот между самой верхней и нижней точками поверхности профиля поверхности покрытий на основе калиевого жидкого стекла составляет Я= 65,539 мкм, а для покрытий на основе калиевого полисиликатного раствора — Яу = 57,169 мкм (рис. 3, 4). Для покрытий на основе калиевого полисиликатного раствора характерно более равномерное распределение шероховатости поверхности.

Полученные гистограммы распределения высот демонстрируют смещение распределения в сторону больших значений от среднего.

Максимальный перепад высот поверхности профиля поверхности покрытий на основе натриевого жидкого стекла составляет Яу = 65,539 мкм, а для покрытий на основе натриевого полисиликатного раствора — Я = 57,169 мкм (см. рис. 7-10).

Таким образом, применение в качестве связующего полисиликатных растворов способствует повышению качества внешнего вида покрытий.

ВЫВОДЫ

Применение в качестве связующего полисиликатных растворов способствует получению покрытий с более высоким качеством внешнего вида. Краска образует покрытие, характеризующееся ровной однородной матовой поверхностью. По своим свойствам краска и покрытие на ее основе соответствуют требованиям, предъявляемым к покрытиям для наружной отделки зданий, обладают более высокой адгезией, достаточной паропроницаемостью.

(О

Ш X

о >

s о

H >

I h

о ф

ЛИТЕРАТУРА

1. Корнеев В.И., Данилов В.В. Производство и применение растворимого стекла. Л. : Стройиздат, 1991. 176 с.

2. Figovsky O., Beilin D. Improvement of strength and chemical resistance of silicate polymer concrete // International Journal of Concrete Structures and Materials. 2009. Vol. 3. No. 2. Pp. 97-101.

3. Krizaj L. Application of silicate paints in the restoration of historical buildings: chapel of St. Anthony of Padua in Hrsak Breg // Portal-godisnjak hrvatskog restauratorskog zavoda. 2016. Issue 7. Pp. 275-285.

4. Tryba B., Wrobel R.J., Homa P. Improvement of photocatalytic activity of silicate paints by removal of K2SO4 // Atmospheric Environment. 2015. Vol. 115. Pp. 47-52.

5. Goodarzi I.M., Farzam M., ShishesazM.R. Eco-friendly, acrylic resin-modified potassium silicate as water-based vehicle for anticorrosive zinc-rich primers // Journal of Applied Polymer Science. 2014. Vol. 13. Issue 12.

6. Chorfa A., Belkhir N., Belbali A. et al. Coloration and structure behavior after silver and copper nanopar-ticles formation in soda lime glass // Material Wissenschaft und Werkstoff Technik. 2017. Vol. 48. Issue 11. Pp. 1166-1172.

7. Li Sanxi, Ding Junyong, Shawgi Nazar, Qi Shan. Effect of organic montmorillonite on the performance of modified waterborne potassium silicate zinc-rich anticorrosion coating // Research on Chemical Intermediates. 2016. Vol. 42. Issue 4. Pp. 3507-3521.

8. Айлер P. Химия кремнезема / пер. с англ. Л.Т. Журавлева: в 2 т. М. : Мир, 1982.

9. Получение и применение гидрозолей кремнезема / под ред. проф. Ю.Г. Фролова. М. : Изд-во МХТИ им. Менделеева Д.И., 1979. (Труды МХТИ им. Менделеева. Вып. 107)

10. Логанина В.И., Мажитов Е.Б. Исследование межфазного взаимодействия в золь-силикатных красках // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2018. № 3. С. 5-12.

11. Андрюшенко Е.А. Светостойкость лакокрасочных покрытий. М. : Химия, 1986. 187 с.

12. Zhang Xin, Mo Jiliang, Si Yifan. How does substrate roughness affect the service life of a super hydrophobic coating? // Applied Surface Science. 2018. Vol. 441. Pp. 491-499.

13. Карякина М.И. Физико-химические основы процессов формирования и старения покрытий. М. : Химия, 1980. 216 с.

14. Гуревич М.М., Ицко Э.Ф., Середенко М.М. Оптические свойства лакокрасочных покрытий. Л. : Химия, 1984. 120 с.

15. Чижик С.А., Сыроежкин С.В. Методы сканирующей зондовой микроскопии в микро- и на-номеханике // Приборы и методы измерений. 2010. № 1. С. 85-94.

16. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. Н. Новгород : Химия, 2004. 376 с.

17. Бухараев А.А., Овчинников А.А. Диагностика поверхности с помощью сканирующей силовой микроскопии // Заводская лаборатория. 2004. № 5. С. 10-27.

18. Chasiotis I., Knauss W.G. Mechanical properties of thin polysilicon films by means of probe microscopy // Proceedings of SPIE — The International Society for Optical Engineering. 1 September 1998. Pp. 66-75.

19. Логанина В.И., Кислицына С.Н., Мажитов Е.Б. Разработка рецептуры золь-силикатной краски // Региональная архитектура и строительство. 2017. № 3. С. 51-53.

20. Логанина В.И., Кислицына С.Н., Демьянова В.С., Мажитов Е.Б. Свойства модифицированного связующего для силикатных красок // Региональная архитектура и строительство. 2017. № 4 (33). С. 17-23.

21. Логанина В.И., Кислицына С.Н., Мажитов Е.Б. Свойства полисиликатных связующих для золь силикатных красок // Вестник ВолгГА-СУ Серия: Строительство и архитектура. 2018. Вып. 51 (70). С. 78-82.

Поступила в редакцию 23 апреля 2017 г. Принята в доработанном виде 5 января 2018 г. Одобрена для публикации 27 апреля 2018 г.

Об авторах: логанина Валентина Ивановна — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой управления качеством и технологий строительного производства, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (М1УАС). 440028, г. Пенза, ул. Г. Титова, д. 28, [email protected], ORCID 0000-0001-7532-0074;

Мажитов Еркебулан Бисенгалиевич — аспирант кафедры управления качеством и технологий строительного производства, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (ПГУАС),

440028, г. Пенза, ул. Г. Титова, д. 28, [email protected].

REFERENCES

0 т

1. Korneyev V.I., Danilov V.V. Proizvodstvo i primenenie rastvorimogo stekla [Production and use of soluble glass]. Leningrad, Stroyizdat Publ., 1991. 176 p. (In Russian)

2. Figovsky O., Beilin D. Improvement of strength and chemical resistance of silicate polymer concrete. International Journal of Concrete Structures and Materials. 2009, vol. 3, no. 2, pp. 97-101.

3. Krizaj L. Application of silicate paints in the restoration of historical buildings: chapel of St. Anthony of Padua in Hrsak Breg. Portal-godisnjak hrvatskog restauratorskog zavoda [Annual portal of the Croatian Restoration Institute]. 2016, issue 7, pp. 275-285.

4. Tryba B., Wrobel R.J., Homa P. Improvement of photocatalytic activity of silicate paints by removal of K2SO4. Atmospheric Environment. 2015, vol. 115, pp. 47-52.

5. Goodarzi I.M., Farzam M., Shishesaz M.R. Eco-friendly, acrylic resin-modified potassium silicate as water-based vehicle for anticorrosive zinc-rich primers. Journal of Applied Polymer Science. 2014, vol 13, issue 12.

6. Chorfa A., Belkhir N., Belbali A. et al. Coloration and structure behavior after silver and copper nanoparticles formation in soda lime glass. Material Wissenschaft und Werkstoff Technik [Materi-

O У

0 s

(л)

г 3

о *

als science and engineering]. 2017, vol. 48, issue 11, pp. 1166-1172.

7. Li Sanxi, Ding Junyong, Shawgi Nazar, Qi Shan. Effect of organic montmorillonite on the performance of modified waterborne potassium silicate zinc-rich anticorrosion coating. Research on Chemical Intermediates. 2016, vol. 42, issue 4, pp. 3507-3521.

8. Iler R.K. The chemistry of silica: solubility, polymerization, colloid and surface properties and biochemistry. Wiley-Interscience, 1979.

9. Frolov Yu.G. eds. Polucheniye i primeneniye gidrozoley kremnezema [Preparation and use of silica hydrosols]. Moscow, Moscow D. Mendeleev Institute of Chemical Technology, 1979. (Trudy MKHTI im. Mendeleyeva [Proceedings of the Mendeleyev MICT]. Issue 107) (In Russian)

10. Loganina V.I., Mazhitov E.B. Issledovani-ye mezhfaznogo vzaimodeystviya v zol’-silikatnykh kraskakh [Investigation of the interphase interaction in sol-silicate paints]. VestnikBGTUim. V.G. SHukhova [Bulletin of BSTU. named after V.G. Shukhov]. 2018, no. 3, pp. 5-12. (In Russian)

11. Andryushenko E.A. Svetostoykost’ lakokra-sochnykh pokrytiy [Lightfastness of paint and varnish coatings]. Moscow, KHimiya Publ., 1986. 187 p. (In Russian)

12. Zhang Xin, Mo Jiliang, Si Yifan. How does substrate roughness affect the service life of a super hydrophobic coating?. Applied Surface Science. 2018, vol. 441, pp. 491-499.

13. Karyakina M.I. Fiziko-khimicheskie osnovy protsessov formirovaniya i stareniya pokrytiy [Physico-chemical foundations of the formation and aging of coatings]. Moscow, Khimiya Publ., 1980. 216 p. (In Russian)

14. Gurevich M.M., Itsko E.F., Seredenko M.M. Opticheskiye svoystva lakokrasochnykh pokrytiy [Optical properties of paint coatings]. Leningrad, Khimiya Publ., 1984. 120 p. (In Russian)

15. CHizhik S.A., Syroyezhkin S.V. Metody skaniruyushchey zondovoy mikroskopii v mikro-i nanomekhanike [Methods for scanning probe microscopy in micro- and nanomechanics]. Pribory i metody izmereniy [Instruments and methods of measurements]. 2010, no. 1, pp. 85-94. (In Russian)

16. Mironov V.L. Osnovy skaniruyushchey zondovoy mikroskopii [Fundamentals of scanning probe microscopy]. Nizhny Novgorod, Khimiya Publ., 2004. 376 p. (In Russian)

17. Bukharayev A.A., Ovchinnikov A.A. Diagnos-tika poverkhnosti s pomoshch’yu skaniruyushchey silo-voy mikroskopii [Surface diagnostics with the help of scanning force microscopy]. Zavodskaya laboratoriya [Factory laboratory]. 2004, no 5, pp. 10-27. (In Russian)

18. Chasiotis I., Knauss W.G. Mechanical properties of thin polysilicon films by means of probe microscopy. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering. 1 September 1998. pp. 66-75. (In Russian)

19. Loganina V.I., Kislitsyna S.N., Mazhitov E.B. Razrabotka retseptury zol’-silikatnoy kraski [Development of the formulation of sol-silicate paint]. Regional’naya arkhitektura i stroitel ‘stvo [Regional architecture and construction]. 2017, no. 3, pp. 51-53. (In Russian)

20. Loganina V.I., Kislitsyna S.N., Dem’ya-nova V.S., Mazhitov E.B. Svoystva modifitsirovannogo svyazuyushchego dlya silikatnykh krasok [Properties of a modified binder for silicate paints]. Regional’naya arkhitektura i stroitel’stvo [Regional architecture and construction]. 2017, no. 4 (33), pp. 17-23. (In Russian)

21. Loganina V.I., Kislitsyna S.N., Mazhitov E.B. Svoystva polisilikatnykh svyazuyushchikh dlya zol’ silikatnykh krasok [Properties of polysilicate binders for sol silicate paints].

S o

H >

About the authors: Loganina Valentina Ivanovna — Doctor of Technical Sciences, Professor,

Head of the Department of Quality Management and Technology of Construction Production, Penza State University

of Architecture and Construction, 28 G. Titova st., Penza, 440028, Russian Federation, [email protected]; ORCID

0000-0001-7532-0074;

Mazhitov Erkebulan Bisengalievich — Postgraduate Student, Department of Quality Management and Technology of Construction Production, Penza State University of Architecture and Construction, 28 G.Titova st., Penza, 440028, Russian Federation, [email protected].

S I h

O O

Общие сведения о характеристиках поверхности оптического стекла

Для обеспечения производства неизменно высококачественных компонентов и изделий из стекла с высокими эксплуатационными характеристиками критически важно использовать оптические характеристики. Они полезны двумя способами: во-первых, они устанавливают приемлемый стандарт, по которому должна соответствовать стеклянная поверхность; во-вторых, они могут помочь определить количество времени, денег и труда, которые следует потратить на производственный процесс.

Ниже приведены несколько ключевых оптических характеристик, которые следует учитывать при работе со стеклянными поверхностями.

Качество поверхности

Требования к качеству поверхности столь же разнообразны, как и требования к стеклянным поверхностям. Например, в промышленных условиях планка качества поверхности не так высока, как при работе с лазерами. Качество поверхности относится исключительно к косметическому качеству стеклянной поверхности – есть ли на ней какие-либо следы, трещины, царапины и т. Д. Хотя такие недостатки не обязательно могут повлиять на характеристики, все же важно учитывать, как долгосрочные эффекты, такие как общий износ, могут повлиять на внешний вид и общее качество стекла.

Качество поверхности отражается двумя числами: числом царапин, которое определяется путем сравнения царапин на поверхности с набором стандартных царапин при контролируемых условиях освещения, и числом выемок, которое рассчитывается исходя из диаметра выемки в микронах, разделенного на 10. Например, 60-40 отражает качество точности и является обычным значением качества поверхности в исследовательском и промышленном секторах. Чем меньше цифра, тем выше качество продукта. Отрасли и приложения, работающие с лазерами, стремятся к более высокому стандарту 10-5.

Стандарты

MIL-O-13830A и MIL-O-13830B чаще всего применяются для оценки качества поверхности, но есть также более сложный стандарт ISO 10110, который позволяет дизайнерам некоторый уровень контроля и устраняет большую часть догадок для инспекторов.

Плоскостность поверхности

Плоскостность поверхности – это мера того, насколько плоская поверхность; этот тест имеет решающее значение для изделий из стекла, таких как окна, зеркала и плоские линзы. Тест на плоскостность поверхности учитывает отклонения поверхности, такие как рябь, изгибы и другие дефекты, которые измеряются волнами, кратными длине волны от эталонной поверхности.В этом случае, чем выше цифра, тем точнее будет продукт. Чтобы определить плоскостность поверхности, тестируемая поверхность сравнивается с высококачественным, высокоточным плоским эталонным продуктом – так называемым оптическим плоским – и исследуется на предмет отклонений путем сравнения двух поверхностей.

Для сравнения поверхности рассматриваемую оптическую поверхность прикладывают к оптической плоскости. Когда они будут размещены друг напротив друга, появятся полосы – точнее, «полосы Ньютона», и форма этих полос будет определять плоскостность.Равномерно расположенные, прямые и параллельные полосы указывают на то, что тестируемая поверхность по крайней мере такая же плоская, как и оптическая плоскость. Изогнутые каймы указывают на невысокую плоскостность стекла.

Мощность

Настоящая спецификация применяется к изогнутым оптическим поверхностям – поверхностям с напряжением – и проверяется аналогично плоскостности; изогнутая поверхность накладывается на эталонную поверхность, эталонный калибр с высокой степенью калибровки. Воздушные зазоры, создаваемые взаимодействием, предоставляют информацию об отклонении между поверхностями тестовой модели и эталонной модели.Отклонения создают серию колец, называемых кольцами Ньютона. Чем их больше, тем заметнее отклонение от эталонной модели.

Неравномерность

Спецификация неровностей используется для описания отклонения формы испытательной поверхности от формы соответствующей эталонной поверхности. Измерения производятся с использованием того же теста, что и для мощности, но этот тест фокусируется на сферичности круговых полос, которые определяются путем сравнения тестовой и эталонной поверхностей.Тем не менее, неравномерность часто описывается как отношение к мощности. Например, если мощность поверхности составляет более пяти полос, обнаружение более мелких неровностей (менее одной полосы) часто бывает затруднительным; следовательно, неравномерность отражается через это отношение мощности к неравномерности. В этом конкретном примере соотношение будет 5: 1.

Поверхность

В процессе полировки всегда существует риск появления небольших неровностей на поверхности стекла.Проверка чистоты поверхности или проверка шероховатости поверхности используется для измерения этих неровностей на конечной стадии производства продукта. Допуски по качеству отделки поверхности варьируются от 50Å RMS, что представляет типичное качество, до 20Å RMS, которое представляет точность, и 5Å RMS, что представляет собой высокое качество.

Этот тест будет иметь различную степень важности в зависимости от конечного применения имеющегося стеклянного изделия. Поверхности, предназначенные для использования в лазерах и при интенсивном нагреве, потребуют гораздо более высокой чистоты поверхности, чем те, которые не требуют такого же уровня точности или менее озабочены неизбежным износом, который происходит на более шероховатых поверхностях.

Узнать больше

Получение и понимание оптических спецификаций может позволить конструкторам и поставщикам значительно сэкономить средства и время. Хотя ни один из этих тестов не требуется ни одним регулирующим органом, очень важно работать с поставщиками и производителями, которые поддерживают эти стандарты, чтобы сократить количество бракованных поверхностей и дефектов – и, следовательно, сократить общие затраты и время выполнения заказа.

Swift Glass предоставляет широкий спектр услуг по тестированию, чтобы гарантировать высочайшее качество и точность нашей продукции.Наша команда предлагает полный комплекс услуг по изготовлению прецизионных компонентов из оптического стекла для всех типов крупномасштабных проектов.

Хотите узнать, достаточно ли плоское оптическое стекло? Попробуйте нашу новую таблицу преобразования плоскостности стекла , чтобы убедиться в этом, и подумайте о том, чтобы проконсультироваться с нашими экспертами по любым другим вопросам, связанным с стеклянной поверхностью.

> ”/>

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Влияние шероховатости на переход износа в глиноземе, пропитанном стеклом

Опубликовано

1 сентября 2003 г.

Автор (ы)

Сергей Калинин, S Jahanmir

Абстрактные

Износостойкость глинозема, пропитанного стеклом, оценивали при скольжении по глинозему высокой чистоты в воде с использованием стержня на дисковом трибометре.Использовали три значения шероховатости поверхности диска: Ra 14 нм, 146 нм и 649 нм. Скорость износа как шариков из оксида алюминия, так и дисков из оксида алюминия, пропитанных стеклом, увеличивалась с увеличением шероховатости диска. Установившиеся значения коэффициентов трения к концу испытаний были почти одинаковыми для полированных и промежуточных поверхностей шероховатости при 0,53 и 0,54. Однако коэффициенты трения для испытаний с дисками с высокой шероховатостью были снижены до 0,30. При внимательном рассмотрении кривых трения / времени было обнаружено резкое изменение коэффициента трения только для испытаний с дисками с высокой шероховатостью.Продолжительность теста, связанная с этим переходом, воспроизводилась при повторных тестах. Когда произошел этот переход, исходная шероховатая поверхность была отполирована до шероховатости 25 нм за счет износа. Различие в поведении трех условий шероховатости и, в частности, явление перехода в испытаниях с поверхностями с высокой шероховатостью обсуждается с точки зрения нескольких факторов, которые включают самополирование трех тел, пониженное контактное давление с повышенным износом, образование гидратированной слоя за счет трибохимической реакции и связанной с ней гидродинамической подъемной силы, а также наличия остаточных напряжений, вызванных шлифованием, и внутренних повреждений шлифования.

Ключевые слова

оксид алюминия, керамика, стоматологические реставрации, пропитанный стеклом оксид алюминия, In-Ceram, шероховатость, переходный износ

Цитата

Калинин, С. и Джаханмир, С. (2003), Влияние шероховатости на переход износа в глиноземе, пропитанном стеклом, износ (Проверено 27 ноября 2021 г.)

Дополнительные форматы цитирования

Влияние шероховатости поверхности и влажности на трение стекло-стекло и стекло-сталь

Эбботт, Джон С.

Аннотация:

Было испытано влияние окружающей среды и шероховатости поверхности на фрикционные свойства алюмосиликатного, боросиликатного и натриево-известкового стекла при контакте со стеклом и подложками из нержавеющей стали 304. Подложки из стекла и нержавеющей стали имеют совершенно разные характеристики трения, особенно в сухой и влажной среде. Все взаимодействия в сухом состоянии, за исключением шероховатого стекла по стеклу, показали значительное увеличение среднего трения по сравнению с измерениями при влажности окружающей среды; этот эффект был наиболее заметен на подложках из нержавеющей стали и становился все сильнее на более гладких подложках из нержавеющей стали.Наблюдался отчетливый эффект взаимодействия между шероховатостью системы и ее поведением при трении при повышенной влажности. on-smooth взаимодействия показали значительное увеличение. Это можно объяснить адгезионным вкладом пленок адсорбированной поверхностной воды при повышенной влажности; толщина этих адсорбированных пленок относительно топографии поверхности образцов имеет решающее значение для этого взаимодействия.Шероховатость поверхности была важным фактором фрикционного отклика, но обычных показателей шероховатости поверхности, таких как Ra и среднеквадратичные значения, было недостаточно для определения разницы между «гладкими» и «шероховатыми» поверхностями, поскольку электрополированная нержавеющая сталь вела себя более согласованно с гладкими поверхностями. , несмотря на его относительно большие значения шероховатости по шкале длин, используемых для измерения шероховатости поверхности. Это можно объяснить тем фактом, что электрополировка дает очень гладкую поверхность на небольших масштабах длины, которая не полностью определяется количественно обычными измерениями шероховатости, и что этот процесс дает более широкие и гладкие неровности с большим эффективным радиусом, тем самым увеличивая эффективную площадь контакта и адгезию. эффекты.Результаты можно объяснить двойной ролью воды в процессах трения, как химического посредника гидролиза связей при механической деформации, так и пленки, создающей адгезию между двумя контактирующими поверхностями.

Описание:

Диссертация выполнена при частичном выполнении требований для получения степени магистра наук в области материаловедения и инженерии в Школе инженерии Инамори, Государственный колледж керамики Нью-Йорка при Университете Альфреда

Взаимосвязь между внутренним повреждением и шероховатостью поверхности стекла BK7 при вращательной ультразвуковой обработке и обычных процессах шлифования

Li Y, Zheng N, Li H, Hou J (2010) Морфология и распределение подповерхностных повреждений в деталях из оптического плавленого кварца: связанное абразивное шлифование. Appl Surf Sci 257 (6): 2066–2073

Статья Google ученый

Wang J, Li Y (2011) Оценка подповерхностных повреждений в оптических очках. J Eur Opt Soc-Rapid 6: 11001

Google ученый

Miller PE, Suratwala T.I, Wong LL, Feit MD (2005) Распределение подземных повреждений в плавленом кварце.P SPIE 5991: 1–25

Статья Google ученый

Штольц CJ, Menapace JA, Schaffers KI, Bibeau C, Thomas MD, Griffin AJ (2005) Инициирование лазерного повреждения и рост поверхностей кристаллов S-FAP с просветляющим покрытием, подготовленных путем шлифования и магнитореологической обработки. P SPIE 5991: 449–455

Google ученый

Чжан В., Чжу Дж. (2009) Контроль подповерхностных повреждений в фосфатном стекле, легированном неодимом.Optik 120: 752–757

Артикул Google ученый

Suratwala T, Wong L, Miller P, Feit MD, Menapace J, Steele R, Davis P, Walmer D (2006) Распределение подповерхностных механических повреждений во время измельчения плавленого кварца. J Некристаллические твердые вещества 352: 5601–5617

Статья Google ученый

Yoshikawa M, Zhang B, Tokura H (1987) Наблюдения за трещинами на поверхности керамики с помощью новых предложенных методов.J Ceram Soc Jpn 95: 961–969

Google ученый

Чжоу Й., Фанкенбуш П.Д., Кеснель Д.Д., Голини Д., Линдквист А. (1994) Влияние режима травления и визуализации на измерение подповерхностных повреждений в оптических очках с микрозеркальной поверхностью. J Am Ceram Soc 77: 3277–3280

Статья Google ученый

Li S, Wang Z, Wu Y (2008) Взаимосвязь между внутренним повреждением и шероховатостью поверхности оптических материалов в процессах шлифования и притирки.J Mater Process Tech 205: 34–41

MathSciNet Статья Google ученый

10.

Аффатигато М., Осборн Д.Х., Хаглунд РФ (1996) Влияние шероховатости поверхности на кислотное травление аморфного кремнезема. J Am Ceram Soc 79: 688–694

Статья Google ученый

11.

Эллингсон Дж., Тодд Дж., Сан Дж. (2001) Оптический метод и устройство для обнаружения дефектов и микроструктурных изменений в керамике и керамических покрытиях.Патент США 6285449 B1

12.

Neauport J, Cormont P, Legros P, Amdard C, Destribats J (2009) Визуализация подповерхностных повреждений оптики из измельченного кварцевого стекла с помощью конфокальной флуоресцентной микроскопии. Opt Express 17: 3543–3554

Статья Google ученый

13.

Meeder M, Mauret T, Booij S, Braat J, Fahnle O (2003) Оптимизация процессов полировки с помощью iTIRM для мониторинга качества поверхности на месте. P SPIE 5180: 40–46

Артикул Google ученый

14.

Guss GM, Bass IL, Hackel RP, Maihiot C, Demos SG (2008) Мониторинг постобработки поверхности в оптике из кварцевого стекла с большой апертурой и оптической когерентной томографии. Appl Optics 47: 4569–4573

Артикул Google ученый

15.

Hellier CJ (2003) Справочник по неразрушающей оценке. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк

Google ученый

16.

Суратвала Т., Миллер П., Фейт М., Менапейс Дж. (2008) Царапина судебно-медицинской экспертизы.Opt Photonic News 20 (9): 12–15

Google ученый

17.

Хед П.П., Эдвардс Д.Ф. (1987) Взаимосвязь между глубиной подповерхностного повреждения и шероховатостью поверхности во время шлифования оптического стекла алмазным инструментом. Appl Optics 26: 2491

Артикул Google ученый

18.

Рэнди Дж. А., Ламбропулос Дж. К., Джейкобс С. Д. (2005) Подповерхностные повреждения в некоторых монокристаллических оптических материалах.Appl Optics 44: 2241–2249

Артикул Google ученый

19.

Preston FW (1922) Структура шлифованных стеклянных поверхностей. T Opt Soc 23: 141–164

Статья Google ученый

20.

Neauport J, Ambard C, Cormont P, Darbois N, Destribats J, Luitot C, Rondeau O (2009) Измерение подповерхностных повреждений деталей из плавленого кварца с помощью методов высокочастотного травления. Opt Express 17: 20448–20456

Статья Google ученый

21.

Lambropoulos JC, Jacobs SD, Gillman B, Yang F, Ruck -man J (1997) Повреждение поверхности при микрошлифовке оптических стекол. LLE Review 73: 45–49

Google ученый

22.

Lambropoulos JC, Jacobs SD, Ruckman J (1999) Механизмы удаления материала от шлифования до полировки. Ceram Trans 102: 113–128

Google ученый

23.

Kendall PW (1964) Вытравливание полированных углублений в стеклянных пластинах.J Sci Instrum 41: 485

Статья Google ученый

24.

Li Y, Huang H, Xie R, Li H (2010) Метод оценки подповерхностных повреждений оптического стекла. Opt Express 18: 17180–17186

Статья Google ученый

25.

Wang Z, Wu Y, Dai Y, Li S (2008) Распределение подземных повреждений в процессе притирки. Appl Optics 47: 1417–1426

Артикул Google ученый

26.

Хед П.П., Эдвардс Д.Ф. (1987) Технология изготовления оптического стекла. 2: Взаимосвязь между шероховатостью поверхности и подповерхностным повреждением. Appl Optics 26 (21): 4677–4680

Артикул Google ученый

27.

Кук Р.Ф., Фарр Г.М. (1990) Прямое наблюдение и анализ трещин вдавливания в стекле и керамике. J Am Ceram Soc 73 (4): 787–817

Статья Google ученый

28.

Conway JC, Kirchner HP (1980) Механика зарождения и распространения трещин под движущимся острым индентором. J Mater Sci 15 (11): 2879–2883

Статья Google ученый

29.

Lawn BR, Swain MV (1975) Микротрещины под точечными вмятинами в хрупких твердых телах. J Mater Sci 10 (1): 113–122

Статья Google ученый

30.

Джонсон К.Л. (2004) Контактная механика.Издательство Кембриджского университета, Нью-Йорк

Google ученый

31.

Маршалл Д.Б. (1983) Геометрические эффекты при упругом / пластическом вдавливании. J Am Ceram Soc 67 (1): 57–60

Статья Google ученый

32.

Гу В., Яо З (2011) Оценка растрескивания поверхности в микронных и субмикронных испытаниях царапин для оптического стекла BK7. J Mech Sci Technol 25 (5): 1167–1174

Статья Google ученый

% PDF-1.! 8TzAr ݗ c; “{̃” BQ3hX + w3 “ǲ͜; F: 9cтPcZ9 N (W3% $, xg4x4 ڒ JBǢ b ֝ BB & a] ; rMGuxҠ[email protected]#Q 綑 5iixZEPcZ @ F1Sw8 (y0ԟVZ ڿۛ 3, P: # U @ = D “I e | Ok S> + J2S ʔfNwl конечный поток эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > поток конечный поток эндобдж 4 0 obj > поток x +

Оценка шероховатости поверхности подложки из кварцевого стекла в процессе изготовления фокусирующего нейтроны зеркала

[1] Д.Милднер Ф. Р., Хаммуда Б., Клайн С. Р., Журнал прикладной кристаллографии 38 (2005) 979.

[2] Т.Оку, Х. Кира, Т. Шинохара, С. Таката, М. Араи, Дж. Судзуки, Дж. Симидзу, Journal of Physics: Conference Series 251 (2010) 012078.

[3] Ф.Mezei, Commun. Phys1 (1976) 81-85.

[4] С. Мюльбауэр, М.Штадлбауэр, П. Бени, К. Шанцер, Дж. Штан, У. Филджес, Physica B 385-386 (2006) 1247.

DOI: 10.1016 / j.physb.2006.05.421

[5] К.Ямамура, Энн. CIRP 56/1 (2007) 541.

[6] Р. Маруяма, Д.Ямазаки, Т. Эбисава, М. Хино, К. Сояма, Physica B 385-386 (2006) 1256.

[7] Р.Маруяма, Д. Ямазаки, Т. Эбисава, М. Хино, К. Сояма, Thin Solid Films 515 (2007) 5704.

DOI: 10.1016 / j.tsf.2006.12.022

[8] Р.Маруяма, Д. Ямазаки, Т. Эбисава, К. Сояма, Nucl. Instr. и Meth. А 600 (2009) 68.

[9] М.Нагано, Ф. Ямага, Н. Зетцу, Д. Ямазаки, Р. Маруяма, К. Сояма, К. Ямамура, Nucl. Instr. и Meth. А, 634 (2011) 112-116.

[10] К.Ямамура, М. Нагано, Х. Такай, Н. Зетцу, Д. Ямазаки, Р. Маруяма, К. Сояма, С. Шимада, Опт. Экспресс 17 (2009) 6414.

DOI: 10.1364 / oe.17.006414

[11] М.

Шероховатость стекла: ТЕХНОЛОГИЯ УПРОЧНЕНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ МАТ-ЛОВ

Способ уменьшения шероховатости поверхности кварцевого стекла

ШЕРОХОВАТОСТЬ СТЕКЛА

Матирование стекла: виды и технологии

Технологии матирования стекол

Шероховатость, лишающая стекло прозрачности 3 буквы

Ответы на сканворды и кроссворды

Похожие вопросы в сканвордах

Похожие ответы в сканвордах

Резка и обработка стекла

Обработка – отверстия, вырезы, полирование кромки. Стекло. Зеркала. Закалка

Гравировка

Аквариумы из стекла

УФ – склейка стекла

Ученые выяснили, как шероховатость мембран влияет на очистку газов от примесей

Анализ качества внешнего вида силикатных покрытий методом атомно-силовой микроскопии Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Общие сведения о характеристиках поверхности оптического стекла

Качество поверхности

Плоскостность поверхности

Мощность

Неравномерность

Поверхность

Узнать больше

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Что сохраняется в файле cookie?

Влияние шероховатости на переход износа в глиноземе, пропитанном стеклом

Автор (ы)

Абстрактные

Ключевые слова

Цитата

Дополнительные форматы цитирования

Влияние шероховатости поверхности и влажности на трение стекло-стекло и стекло-сталь

Аннотация:

Описание:

Взаимосвязь между внутренним повреждением и шероховатостью поверхности стекла BK7 при вращательной ультразвуковой обработке и обычных процессах шлифования

Оценка шероховатости поверхности подложки из кварцевого стекла в процессе изготовления фокусирующего нейтроны зеркала

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики