- Mavzu: Shisha va u asosida buyumlar ishlab chiqarishning

56
solishtirma og’irligi 2,19 g sm
3
ga teng. Bu raqamlar kvarst shishasining istalgan
yo’nalishi bo’yicha birdir.
26-Rasm. Kvarst kristallari.
Ikkinchi masala qizdirilganida kristall moddalarga o’xshab birdaniga ma’lum
haroratda shishalarning erib ketmasliklari masalasidir. Agar kvarst kristalli
qizdirilsa , u faqat 1713 darajaga etib, o’z formasini yo’qotadi
va suyuqlikka
aylanadi. Kvarst sostavli shisha qizdirilganida esa 1000 daraja atrofida yumshaydi,
so’ngra yopishqoqligi kamayib suyuq holatga o’tadi, ammo qaysi darajada
suyuqlikka o’tishini aniq aytib berish mumkin emas. Shisha “bo’tqa”lari
qotirilayotganda esa bu prostess qaytariladi. harorat pasaygan sari modda
yopishqoqligi oshadi va asta-sekin shisha qotib, qattiq jism formasiga qaytadi.
Shishaning yana bir xarakterli xossasi ularning beqarorligidir. Shisha tez
sovish natijasida yuqori haroratli muhitga xos holatni saqlab qolganligi sababli
hamma vaqt barqarorlikka intiladi va bora-bora xiralashib,
kristall moddaga
aylanadi. Ammo bunday aylanish-tabiiy kristallanish aksariyatda minglab yillar
davomida ro’y beradi.
2. Shisha hosil qiluvchi va modifikatorlar.
Yakka holda eritish va sovitish yo’li bilan amorf modda hosil qiluvchi
element, oksid va boshqa kimyoviy birikma shisha hosil qiluvchi-lar deb ataladi.
Ular qatoriga oltingugurt, selen, margimush, fosfor, uglerod kabi elementlar; SiO
2
,
GeO
2
, B
2
O
3
, P
2
O
5
, As
2
O
3
, BeF
2
kabi oksid va birikmalar kiradi (28-rasm).
Yakka holda shishasimon holatni hosil qilaolmaydigan element, oksid va
boshqa birikmalar modifikatorlar deb ataladi. Ularga TiO
2
, TeO
2
, SeO
2
, MoO
3
,
WO
3
, Bi
2
O
3
, Al
2
O
3
, Ga
2
O
3
, CaO, MgO, Na
2
O, K
2
O kabilar kiradi. Bunday oksid
va birikmalar shisha hosil qiluvchilar ishtirokida osongina
shishasimon holatni
vujudga keltiradi. Ular ishtirokida shixtaning erish temperaturasi pasayadi.Lekin
hosil bo’lgan amorf moddaning mexanikaviy va kimyoviy xususiyatlari ham biroz
kamayadi.
58
Shixta tarkibiga kiruvchi komponentlar sonining oshishi ham shisha-sozlikda
ijobiy rol o’ynaydi. Masalan, Na
2
O-CaO-SiO
2
,CaO-Al
2
O
3
-B
2
O
3
, Me
m
O
n
-P
2
O
5
-
V
2
O
5
kabi sistemalar asosida shisha oson hosil bo’ladi (4-rasm).
Silikat tarkibli sanoat shishalarida SiO
2
, CaO va Na
2
O bilan bir qatorda MgO
va Al
2
O
3
ham qatnashadi. Magniy oksidi shishalarining kristallanishiga bo’lgan
layoqatini biroz susaytiradi, alyuminiy oksidi esa ularning kimyoviy turg’unligini
ta’minlashga xizmat qiladi. Shisha hosil qiluvchi va modifikatorlar ustida A.A.
Appen ko’p tadqiqotlar olib borgan. U ionlarning
shisha strukturasidagi roli
bo’yicha yaratgan klassifikastiyasi 1-jadvalda keltiriladi.
3. Shisha pishirish etaplari.
Turli komponentlar aralashmasidan termik jarayon orqali bir tarkibli eritma
olish shisha pishirish deb ataladi. Buning uchun poroshok (kukun) yoki granula
holatidagi shixta vanna yoki boshqa pechlarga joylanib qizdiriladi va natijada u
suyuq shisha holatiga o’tadi. Shisha holatiga o’tish katta temperatura intervalida
(40 - 1550°C) murakkab fizik - ximik jarayonlar orqali amalga oshiriladi. Hosil
bo’lgan shishani amorf strukturali moddalarning asosiy vakili deb qarash mumkin.
U suyuq haroratli eritmadan o’ta sovitish orqali paydo bo’ladi. Moddalarning
shishasimon
holati - bu qattiq, bir tarkibli, mo’rt, raksimon kesimli shaffof jism
holati bo’lib, ular tashqi ko’rinishidagi o’xshashlikdan tashqari umumiy fizik-
kimyoviy xarakteristikalarga egaliklari bilan ajralib turadilar.
Shisha pishirish nazariyasi besh etapli bo’lib, ular qo’yidagicha nomlanadi va
oddiy tarkibli shishalar uchun temperatura intervalida ro’y beradi:
1. Silikatlar hosil bo’lishi, 100 - (950-1150° C);
2. Shisha hosil bo’lishi, 1150-1250° C
3. Oqartirish (degazastiya), 1250-(1500-1600°C);
4. Gomogenlash (o’rtalashtirish), 1250-(1500-1600°C);
5. Studka (sovitish), harorat 300-400°C ga kamaytiriladi va kerakli
yopishqoqlikka erishiladi.
Shisha pishirish, shu jumladan sovitish va qoliplash etaplaridagi jarayonlarida
ko’p faktorlar muhim rol o’ynaydi. Ulardan ikkitasi- harorat va yopishqoqlik o’ta
muhim hisoblanadi. Yopishqoqlik o’lchami G/sm sek yoki din sek/sm
2
bo’lib,
uning absolyut birligi puaz deb ataladi. 1 puaz - bu shunday yopishqoqlik bo’lib,
unda 1sm
2
yuzaga ega bo’lgan suyuqlik qatlami 1sm uzoqlikda turuvchi shunday
boshqa qatlamga nisbatan 1 sm/sek tezlikda harakat qilganida 1 dina o’lchamida
kuch sarflaydi.
Shisha eritmasi qoliplashga tayyor vaqtda uning yopishqoqligi ortib, 1000
puazdan kam bo’lmagan qiymatga ega bo’ladi.
Shisha eritmasi qotib, uning
xossalari qattiq kristall birikmalari xossalariga o’xshash bo’lib qolganida
yopishqoqlik 10
13
puaz va undan ham ortiqroq bo’ladi.
Oddiy shisha ishlab chiqarish texnologiyasida 10
4
va 410
8
pauz oralig’i
muhim. Shu oraliqqa oid temperaturalar farqi kichik bo’lsa (100-150°C), bunday
shisha «qisqa», agar farq katta bo’lsa (250-500°C) bunday shisha «uzun» shisha
deb ataladi. Uzun shishalarni qoliplash va issiq ishlov berish katta temperatura
oblastida ro’y beradi.
59
29- rasm. Yopishqoqlikning texnologik shkalasi
Yuqorida keltirilgan ko’p sonli ma’lumotlar asosida yopishqoqlikning
texnologik shkalasi yaratilgan (5-rasm). Bu shkala yopishqoqlikning temperaturaga
oid qadamlari eritish, shakllash va termoishlovlarning
temperatura rejimlarini
aniqlash uchun dars bo’ladi.
61
Qo’yida
uch
komponentli
aralashma,
jumladan
sodali
shixta
SiO
2
+CaCO
3
+Na
2
CO
3
ni 1200°C gacha qizdirilishiga oid reastiyalar keltiriladi
Jadval 12
№ Jarayonlar nomi
Temperatura
,°C
1 Gidroskopik suvning yo’qotilishi
100-120
2 CaCO
3
va Na
2
CO
3
ning qisman reakstiyaga kirishi va natriy-kalstiy
karbanatning hosil bo’lishi:
CaCO
3
+ Na
2
CO
3
→CaNa
2
(CO
3
)
2
600 gacha
3 Natriy-kalstiy karbonatning birinchi qismini SO
2
hosil qilgan holda
qisman parchalanishi va yangi silikatlar hosil qilishi:
CaNa
2
(CO
3
)
2
+2SiO
2
→
Na
2
SiO
3
+CaSiO
3
+2CO
2
600-830
4 Sodaning ikkinchi qismini alfa-kvarst bilan birikishi:
Na
2
CO
3
+SiO
2
→ Na
2
SiO
3
+CO
2
720-830
5 Sodaning uchinchi qismini natriy-kalstiy karbonat bilan evtektika
hosil qilishi va erishi:
CaNa
2
(CO
3
)
2
-Na
2
CO
3
740-800
6 Natriy-kalstiy karbonat CaNa
2(CO
3
)
2
qolgan qismini erishi
813
7 Soda Na
2
CO
3
ning qolgan to’rtinchi qismini erishi
855
8 Ohaktosh CaCO
3
ning qolgan ikkinchi qismi dissostiastiyasi:
CaCO3 CaO+SO
2
912
9 Natriy- kalstiy karbonatning ikkinchi qismini disso-stiastiyasi
CaNa
2
(CO
3
)
2
→ CaO+Na
2
O+2CO
2
960
10 Kalstiy oksidining
alfa-tridimit bilan birikib, kalstiy silikat hosil
qilishi: CaO+SiO
2
→ CaSiO
3
1010
11 Kalstiy silikat, boshqa modda va kvarst donachalarining
suyuqlanishi
1010-1200