Кристаллизации стекол в системе pbo-geo 2

Решетневские Чтения

программа Отайоп позволяет редактировать проект на любой стадии, что значительно облегчает этапы согласования и доводки.

С учетом всех внесенных изменений, согласно разработанной методике, был создан технологический процесс и разработаны управляющие программы обработки на станке с ЧПУ в САМ-модуле системы Отайоп. Управляющие программы были отработаны на станках с ЧПУ, в результате чего были получены детали. По результатам контроля размеров деталей были скоррек-

тированы данные, полученные на этапе конструкторского проектирования, и управляющие программы. Далее, с учетом всех внесенных изменений, произведена обработка на станках с ЧПУ и изготовлены детали штампа. При этом была обеспечена информационная интеграция специалистов, участвующих в проектно-конструкторских и технологических работах.

Использование данной методики позволяет сократить время создания литьевой формы с трех месяцев до одного.

T. S. Shishkina, V. G. Smelov, N. D. Pronichev, O. S. Surkov Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolev, Russia, Samara

FORMING TOOL DESIGN WITH USING OF INTEGRATED INFORMATION SYSTEMS

The paper describes the use of integrated CAD system for creating complex of Technology for snap-through-manufacturing organizations. The analysis of the effectiveness of the developed procedure in the actual production is shown and recommendations for more effective application are given.

© Шишкина Т. С., Смелов В. Г., Проничев Н. Д., Сурков О. С., 2009

УДК 544

М. С. Эльберг, В. П. Жереб

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ СТЕКОЛ В СИСТЕМЕ РЬО^еОз

Изучены условия и кинетика кристаллизации стекол в системе РЪ0-0в02 при нагревании и в изотермических условиях. Исследована термическая устойчивость и определена последовательность фазовых превращений трех германатных стекол, содержащих 30, 50 и 60 мол. % РЪ0, рассчитана энергия активации. Показано, что условия получения стекла влияют на процесс его кристаллизации. Процесс кристаллизации стекла в интервале температуры 450...650 °С можно рассматривать как перспективный способ получения керамических материалов в этой системе.

Кристаллизация стекол различных составов в системе РЬ0-0е02 изучалась многими исследователями. Однако в этих работах мало внимания уделялось кристаллизации метастабильных фаз и формированию промежуточных состояний, а также их связи с диаграммой метастабильного равновесия в этой системе [1].

В работе использованы дифференциально-термический (ДТА) и рентгенофазовый (РФА) анализы. Образцы стекол получены закалкой расплава, образованного плавлением диоксида германия и оксида свинца квалификации ос.ч. в платиновых тиглях. ДТА стекла с содержанием 70 мол. % оксида германия проводили при нагревании с последующим охлаждением со скоростями обоих процессов 2, 3,5; 5, 10, 15 град./мин для пластинок и капель отдельно. Для стекол другого

состава скорости нагревания и охлаждения были 3, 5, 10, 15 град./мин.

При нагревании стекла состава 70ве02-30РЬ0, сформированного в пластинки, наблюдаются два эндотермических эффекта при 745 и 850 °С, которые полностью согласуются с диаграммой стабильного равновесия Е. И. Сперанской и относятся к эвтектической реакции с участием РЬ0е409 и РЬ0е03 и перитектическому распаду РЬ0е409. Для пластинки стекла при скорости процесса 2 град./мин наблюдается 1 тепловой эффект при Т = 563 °С. Далее при увеличении скор ости процесса до 3,5 град./мин фиксируются 2 эффекта при Т = 562 °С и Т = 569 °С. При дальнейшем увеличении скорости процесса до 5 и 10 град./мин проявляются эффекты при Т = 565 и 583 °С, и Т = 576; 589; 603 °С соответственно.

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

При увеличении скорости процесса до 15 град./мин уменьшается число эффектов до двух при Т = 595 и 603 °С.

Для капли стекла при скорости процесса 2 град./мин наблюдается один тепловой эффект при Т = 553 °С. При дальнейшем увеличении скорости процесса до 5 и 10 град./мин показаны эффекты при Т = 553; 572 и 581 °С, и Т = 563, 569, 585 °С. При увеличении скорости процесса до 15 град./мин уменьшаются число эффектов до двух при Т = 583 и 614 °С. При кристаллизации стекла этого состава происходит последовательное фазообразование соединений РЬве03 и РЬве409, которое завершается около 600 °С. Последующие эндотермические превращения относятся к эвтектической реакции с участием указанных соединений и перитектическому распаду РЬ0е409 соответственно.

Энергия активации кристаллизации стекла рассчитана для пластинок и капель из графической зависимости логарифма скорости нагрева от обратной температуры кристаллизации. Кажущаяся энергия активации кристаллизации для пластинки стекла составляет 261 кДж/моль, а для капли - 134 кДж/моль, то есть способ получения влияет на процесс кристаллизации стекла.

ДТА показал, что для стекла состава 50ве02-50РЬ0 при увеличении скорости процесса до 5, 10 и 15 град./мин сохраняется такая же последовательность эффектов, меняется только их величина и температура. Кристаллизация полученного расплава при охлаждении от температуры 1 100 °С происходит при 620 °С с большим переохлаждением и сопровождается образованием метаста-

бильной фазы того же состава. Энергия активации данного процесса составляет 325 кДж/моль.

Нагревание стекла состава 40ве02-60РЬ0 сопровождается одновременной экзотермической кристаллизацией фаз РЬ50е30ц и РЬве03, с последующим плавлением получившихся кристаллов в соответствие с фазовой диаграммой стабильного равновесия. Определено, что энергия а ктивации процесса кристаллизации для данного стекла составляет 532 кДж/моль.

Для всех стекол наблюдается небольшой эндо-эффект, который соответствует предкристаллиза-ционному процессу размягчения стекла, зарождению центров кристаллизации, образованию на-нокристаллов и их росту с последующим переходом в экзотермический процесс фазового превращения стекла - его кристаллизации.

Выполненное исследование показало, что стекло состава 40ве02-60РЬ0 кристаллизуется с образованием фаз РЬ5ве3011 и РЬве03, стекло состава 50ве02-50РЬ0 - с образованием фазы РЬве03, а стекло состава 70ве02-30РЬ0 - с образованием фаз РЬве409 и РЬве03.

В условиях изотермической кристаллизации стекла, получены образцы керамики, обладающие твердостью, близкой к твердости циркониевой керамики заводского производства.

Библиографический список

1. Жереб, В. П. Фазовые отношения в метаста-бильном равновесии в системе РЬ0-ве02 / В. П. Жереб, В. И. Кирко, Л. С. Тарасова и др. // Неорганическая химия. 2008. № 2. Т. 53. С. 356-361.

M. S. Elberg, V. P. Zhereb Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

CRYSTALLIZATION OF GLASSES IN SYSTEM PbO-GeO2

Conditions and kinetics crystallization of glasses in system PbO-GeO2 are studied at heating and in isothermal conditions. Thermal stability is investigated and the sequence of phase transformations of three germanium glasses a containing 30, 50 and 60 pier is certain. % PbO, energy of activation is calculated. It is shown, that conditions of reception of glass influence process of its crystallization. Process of crystallization of glass in an interval of temperature 450-650 0C can be considered as a perspective way of reception of ceramic materials in this system.

© Эflb6ерг M. C., epe6 B. n., 2009