Экспертиза цветных стекол

Определение характеристик прозрачности цветных стекол. Определение показателя преломления и плотности методом гидростатического взвешивания. Сравнительная таблица результатов с нормируемыми величинами в ГОСТе. Технология получения цветного стекла.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 27.05.2013
Размер файла 575,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

КАФЕДРА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

ЭКСПЕРТИЗА ЦВЕТНЫХ СТЕКОЛ

Выполнил студент группы ФОП - 10

Кривошеев Антон Иванович

Научный руководитель,

Постников Валерий Сергеевич

Пермь _ 2013

Оглавление

Введение

1. План выполнения работы

2. Экспериментальная часть

2.1 Определение характеристик прозрачности цветных стекол

3. Определение плотности методом гидростатического взвешивания

4. Определение показателя преломления

5. Сравнительная таблица результатов с нормируемыми величинами в ГОСТе

5.1 Сравнение спектров пропускания

5.2 Технология получения цветного стекла

Список литературы

Введение

прозрачность цветное стекло

Цель данной работы - определить марку стекла по ГОСТу с помощью изученных методик.

Задачи:

1. Определить характеристики прозрачности образца

2. Определить плотность образца

3. Обработать полученные результаты

Используемые методики: определение плотности стекла методом гидростатического взвешивания, определение характеристик прозрачности по кривым пропускания и поглощения.

Приборы и принадлежности: Спектрофотометр СФ-2000, аптекарские весы и набор разновесов.

В ходе работы была определена марка стекла с точностью 71,43%.

Образец оранжевого стекла марки ОС13 (1 категории) или ОС12 (3 категории).

1. План выполнения работы

1. Измерение толщины образца

2. Подготовка к проведению измерений: обезжиривание образца, удаление поверхностных загрязнений

3. Определение спектральных характеристик стекла с помощью спектрофотометра

4. Определение плотности стекла

5. Обработка результатов

6. Подготовка отчета

2. Экспериментальная часть

2.1 Определение характеристик прозрачности цветных стекол

Исследуемый образец

Упражнение 1. Получение спектров пропускания и поглощения.

1. С помощью микрометра измеряется толщина образца не менее 5 раз и вычисляется среднее значение.

Цвет образца

Толщина, мм

Среднее

Оранжевый

3,43

3,43

3,42

3,43

3,42

3,43

2. Тщательно очистите и обезжирьте поверхности образца.

3. Откройте крышку кюветного отделения и установите исследуемый образец во вторую кювету (первая кювета используется для калибровки интенсиметра). Закройте крышку кюветного отделения.

4. Запустите программу "Сканирование", нажав на значок в панели задач. Появится стартовое окно "Спектр1 - Сканирование".

5. Производится сканирование образца в диапазоне 300 ч 1100 нм.

6. По окончании сканирования появится табличка "Измерение завершено" и в поле спектра появится линия спектра пропускания. На табличке нажмите кнопку "ОК".

Рис. 1.1 Оптическая плотность образца. Как видно из рисунка, образец обладает наибольшим поглощением в УФ диапазоне и практически полностью пропускает видимый и ИК диапазоны

Рис. 1.2. % пропускания образца. На данном изображении также видно, что образец пропускает видимый и ИК диапазоны, но задерживает УФ излучение.

Упражнение 2. Определение показателя поглощения б(л0), границы пропускания лгр и крутизны кривой оптической плотности KР.

б(л0) -- показатель поглощения в области наименьшего поглощения.

лгр -- длина волны, характеризующая границу пропускания, при которой оптическая плотность стекла превышает на 0,3 оптическую плотность стекла при длине волны л0.

KР -- крутизна кривой оптической плотности стекла, вычисляемая как разность оптических плотностей стекла при длинах волн лгр - 20 нм и лгр.

1. В меню "Вид" выберите пункт "Оптическая плотность", а затем в панели инструментов нажмите кнопку "Показать все" - в поле спектров появится спектр оптической плотности.

2. По спектру оптической плотности определите интервал длин волн (~ 100 ч 150 нм), в пределах которого наблюдается максимальное пропускание.

3. В панели инструментов нажмите кнопку (Сглаживание) и в появившемся поле установите "Метод: Скользящее среднее" по 9 точкам. Повторяйте эту процедуру до получения гладкой кривой.

4. В панели инструментов нажмите кнопку (Поиск экстремумов) и в появившемся поле выберите пункт "Поиск минимума".

5. Определяем значения лгр, л0, б(л0), KР

Образец стекла

л0, нм

D

лгр, нм

б(л0)

Оранжевый

643

0,0071

565

1,1885

0,029

3. Определение плотности методом гидростатического взвешивания

1. Весы и образец подготавливаются для взвешивания

2. Весы приводятся в равновесие, образец очищается, обезжиривается и обвязывается капроновой нитью.

3. Производится серия измерений образца в воздухе и воде.

4. Вычисляются значения плотности. Данные представлены в таблице:

Опыт 3. Определение плотности

№ п/п

1

2,750

-0,010

1,680

-0,020

2

2,770

0,010

1,700

0,000

0

3

2,760

0,000

0

1,710

0,010

4

2,760

0,000

0

1,700

0,000

0

5

2,750

-0,010

1,710

0,010

6

2,770

0,010

1,700

0,000

0

7

2,760

0,000

0

1,700

0,000

0

?

19,320

11,900

<>

2,760

1,700

?P1

0,007

<с>

2,598

ес

0,074

0,19

?P2

0,009

Ответ

с=

2,60

±

0,19

4. Определение показателя преломления

С помощью рефрактометра был измерен показатель преломления, данные приведены ниже:

Опыт 2. показатель преломления

N

-<>

1

1,5203

-0,0035

1,24609

2

1,5159

-0,0079

6,28849

3

1,5283

0,0045

1,99809

4

1,5240

0,0002

2,89

5

1,5238

0,0000

9

6

1,5120

-0,0118

0,000139949

7

1,5138

-0,0100

0,000100601

8

1,5283

0,0045

1,99809

9

1,5289

0,0051

2,57049

10

1,5430

0,0192

0,000367489

?

15,2383

 

0,000749081

<>

1,5238

 

 

 

Выводные величины

 

 

?

0,005

 

 

еn

0,003

 

 

еn

0,317

%

nd =

1,524

±

0,005

5. Сравнительная таблица результатов с нормируемыми величинами в ГОСТе

5.1 Сравнение спектров пропускания

Сравнительная таблица

 

Эксперимен

тальные данные

Значения ГОСТ(для ОС13)

ОС12

ОС13

ОС11

ОС21

ОС22

ОС19

ОС20

спектр тау

Представлены выше

+

+

-

-

+

-

-

плотность

2,60±0,19

2,64

+

+

-

-

-

-

-

 1,524±0,005

 1528

+

+

+

 -

 -

 -

 -

л0, нм

643

650

+

+

-

-

-

+

-

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лгр, нм

565

565

+

+

-

-

+

-

-

1,1885

1,2

+

+

+

-

-

-

-

б(л0)

0,029

0,007

-

-

-

-

-

-

-

б(л1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б(л2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б(л3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,7143

0,7143

0,1429

0

0,2857

0,1429

0

Вывод: Из экспериментальных данных видно что модель образца ОС13(1 категории) или ОС12(3 категории), с точностью до 71,43%.

5.2 Технология получения цветного стекла

Эти стекла имеют пониженное пропускание в фиолетовой и синей частях спектра. При поглощении в фиолетовой и синей частях спектра, а так же зеленой части спектра, то окраска получается оранжевая.

Оранжевое окрашивание получают при использовании сернистого кадмия. В зависимости от желаемого оттенка добавляют различные количества селена или селенидов. При увеличении содержания селена чисто желтое окрашивание переходит в оранжевое, а затем до темно-красного цвета. Несмотря на тяжелую воспроизводимость окрашивания и значительную стоимость сырьевых материалов, стекла изготовляются довольно часто. Другим способом нельзя получить стекла, имеющие высокую спектральную характеристику - полную непропускаемость ультрафиолетового и коротковолнового излучения при высоком пропускании желтых и красных лучей. Вследствие того, что кривая пропускания имеет крутую форму, стекла не изменяют окрашивания при изменении толщины стенки изделия. Благодаря этим свойствам стекла применяют в сигнализационных установках, а так же для выработки прессованных изделий с различной толщиной стенки.

Для окрашивания стекла сернистым кадмием может быть использовано стекло любого состава, за исключением свинцовых, при изготовлении которых образуется PbS, препятствующий созданию желтого оттенка. В большинстве случаев используются калиевые стекла, окончательное окрашиваение которых имеет искрящийся цвет, при этом вводится повышенное содержание ZnO, которое снижает улетучивание серы и селена при температурах варки, тем самым экономятся дорогостоящие сырьевые материалы. В шихту обычно добавляется бура, которая уменьшает влияние температуры наводки на конечный цветовой оттенок.

При производстве желтых и оранжевых стекол применяется стекломасса, конечное окрашивание которой достигается уже при выработке, и стекломасса, требующая дополнительной тепловой обработки. Для стекломассы, наводящейся непосредственно при формовании, лучше использовать калий-известковые стекла, в которых растворимость окрашивающего комплекса при снижении температуры очень низкая, в особенности в присутствии .

Эти стекла имеют ряд недостатков. При варке из них очень легкой улетучиваются окрашивающие компоненты, в особенности сера и селен поэтому обычно в шихту вводится значительное их количество. Другим недостатком является склонность к побурению вследствие быстрого снижения растворимости красителя с увеличением температуры, поэтому большинство изделий показывают опалесценцию, в особенности при большой толщине стенки. Преимуществом известковых стекол является то, что конечный цветовой оттенок достигается уже при формовании и не зависит от температуры.

Для устранения перечисленных трудностей применяются цинксодержащие стекла, при изготовлении которых ускоренная наводка достигается снижением содержания щелочей, повышением концентрации красителей и присутствием криолита, действующего как образователь центров кристаллизации. Недостатком этих стекол является зависимость конечного цветового оттенка от уровня и изменения температур при обработке.

К следующей группе относятся стекла, для получения конечного окрашивания которых требуется дальнейшая тепловая обработка Они характеризуются высоким содержанием щелочей и ZnO и более низким содержанием красителей. Значительным недостатком является зависимость цветового оттенка от температуры наводки. Чем выше температура дополнительной термической обработки, тем оранжевее оттенок стекла. Влияние температуры на изменение окрашивания ограничивается добавлением в количестве, не превышающем 5%.

Окрашивание зависит от соотношения CdS:Sе. Чистые желтые цвета достигаются отсутствием селена или при использовании селена в очень малых количествах, необходимых для ускорения и облегчения процесса наводки. Для стекол, не содержащих селен, обычно добавляется 0,5 кг серы и более на 100 кг песка.

При окрашивании серебром получаем интенсивное желтое окрашивание характерной кривой поглощения; максимум поглощения лежит при длине волны 420 нм, пропускающая способность увеличивается как в направлении коротковолновой, так и длинноволновой части спектра. Рекомендуется применять свинцовые стекла, в которых серебро легче растворяется, однако удовлетворительное окрашивание можно получить и в бессвинцовых стеклах. При окрашивании серебром желтые цвета наблюдаются уже при выработке стекломассы; как и при использовании коллоидных красителей, изменение окраски наступает .вследствие нагревания, и возникает интенсивное желто-оранжевое окрашивание с одновременным появлением заглушенности, а также тогда, когда стекло содержит 1-2% ZnO, который действует как защитный коллоид. По этой причине стекла применяются довольно редко, прежде всего для выработки прессованных заготовок небольших размеров при изготовлении бижутерии. Как правило, такое стекло применяется в форме цапок для выработки накладного стекла, где слабое побурение в тонком слое не является помехой. При выработке цапок, обозначаемых в зависимости от цвета серебряные желтые, сернистые желтые, желтый макарат и т.д., применяются калиевые стекла с высоким содержанием свинца. В шихту на 100 кг песка вводят 0,4-0,6 кг и 5-30 г золота, которое предварительно растворяется в царской водке. Кроме комбинации с золотом возможно также совместное введение с ураном, которое изменяет окрашивание до оранжевых тонов, в то время как при использовании комбинации с хромом или неодимом можно получить зеленые оттенки.

Красивое желтое окрашивание, от светло-желтых до оранжевых тонов, можно получить при использовании комбинации окислов . Если при низком содержании красителей получают светло-желтое окрашивание, то при использовании 4-5 кг и 12-16 кг на 100 кг песка можно получить, интенсивное желтое окрашивание стекла, причем не только для щелочных известково-кремнеземистых, но и для свинцовых стекол. Наиболее красивые желтые оттенки получают при использовании калиевых стекол. При постоянном содержании красителей окрашивание бывает тем насыщеннее, чем выше содержание СаО и ВаО в стекломассе. Вследствие этого в свинцовые стекла добавляют небольшое количество СаО, в особенности для получения оранжевого окрашивания. При варке этих стекол необходимо применять только чистые сырьевые материалы и стеклобой, так как присутствие даже небольшого количества железа приводит к возникновению некрасивых коричневых оттенков.

Желтое окрашивание можно получить введением 0,3 кг пиролюзита в шихту, содержащую 15-18 кг на 100 кг песка. К шихте необходимо добавить такое количество углерода или хлористого олова, чтобы весь марганец был восстановлен до двухвалентной формы. При Использовании этого состава результат в значительной степени зависит от плавильного добавления восстановителя, который выбирается в зависимости от условий варки. Если восстановительные условия слишком сильные то возникает некрасивый коричневый оттенок, а при недостаточном количестве восстановителя появляется фиолетовый цвет, вызванный . В качестве компонентов в шихту вводятся ,которые способствуют восстановлению марганца.

При правильном режиме варки, используя комбинации титана и марганца, можно получить оттенок внешне напоминающий окрашивание ураном. Калиевые стекла, сваренные из шихты содержащей 0,4-2 кг биураната натрия на 100 кг песка, показывают в проходящем свете в зависимости от уровня содержания урана чисто-желтое или янтарное окрашивание; одновременно подавляется зеленая флуоресценция веществами, способствующими поглощению ультрафиолетового излучения ( PbO или ). Если ультрафиолетовое излучение не абсорбируется, то стекла, окрашенные ураном, под воздействием зеленой флуоресценции приобретают желтовато-зеленый оттенок. Желтые стекла, окрашенные ураном, получили название "анненские желтые". При добавлении небольшого количества хрома можно получить также лимонно-желтое окрашивание. При добавлении повышенного содержания хрома стекла приобретают интенсивный зеленый оттенок, называемый анненской зеленью.

Список литературы

Коцик И. Окрашивание стекла, Стройиздат, 1983. - 211 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Технология получения ситаллов и стеклокристаллического материала. Характеристика барий-боратного стекла и его кристаллизации. Составы фторидных стекол. Методика варки и отжига стекол. Спектры комбинационного рассеяния света. Люминесценция в стеклах.

    дипломная работа [2,2 M], добавлен 13.02.2013

  • Основные сорта стекол, применяемые при машинном изготовлении стеклянных трубок. Возможные соединения керамических материалов с соответствующими сортами стекла. Обработка поверхности стекол. Его сверление и резание. Травление стекла и плавленого кварца.

    реферат [396,6 K], добавлен 28.09.2009

  • Материалы для получения искусственной стекольной массы. Технология варки стекла. Физические, механические, термические и электрические свойства. Газопроницаемость и обезгаживание стекол. Химическая стойкость. Исходные материалы для стеклодувных работ.

    курсовая работа [114,2 K], добавлен 11.07.2009

  • Изучение метода гидростатического взвешивания с целью определения средней плотности тела. Обзор аппаратной части возможности реализации метода. Определение перспектив и решение информационных задач, связанных с гидростатическим методом взвешивания тел.

    дипломная работа [3,2 M], добавлен 18.11.2017

  • Исследование химической устойчивости натрий-кальциевых и химико-лабораторных стекол по отношению к воде, кислотам и щелочным растворам по методикам ГОСТ. Определение химического состава стекла и измерение коэффициента его термического расширения.

    дипломная работа [359,2 K], добавлен 17.12.2010

  • Технология производства стекла. Шлифовка и полировка стекла, его металлизация и окрашивание. Основные стеклообразующие вещества. Плавление кремнезёмистого сырья. Промышленные виды стекла. Производство свинцового, бросиликатного и пористых стекол.

    презентация [1,0 M], добавлен 10.03.2014

  • Производство листового стекла. Заливочная, пленочная технология изготовления триплекса. Безавтоклавная пленочная технология. Описание физического процесса растрескивания стекла. Составление операционной карты. Разработка устройства для захвата стекла.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 22.11.2015

  • Исследование процесса производства листового стекла. Заливочная и пленочная технологии изготовления триплекса. Безавтоклавная пленочная технология. Резка стекла. Обработка кромки и шлифование торцов. Описание физического процесса растрескивания стекла.

    курсовая работа [970,1 K], добавлен 13.11.2016

  • Стекло, его производство и свойства. История возникновения стеклоделия. Технологии изготовления, виды стекла. Свойства, характеристики стекол. Разработка, изготовление установки для проверки стекла на прогиб. Исследование различных видов стекла на прогиб.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 26.04.2009

  • Патентно-информационный поиск в области составов и технологии получения медицинского стекла на предприятии ООО "Гродненский стеклозавод". Требования к продукции, составы стекол. Технологические схемы подготовки сырьевых материалов и производства шихты.

    отчет по практике [741,0 K], добавлен 07.05.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.