Термический коэффициент линейного расширения

Термическое расширение играет значительную роль в большинстве процессов получения стеклянных изделий, их обработки и использования: производство армированного стекла, накладных изделий, электролампового стекла, эмалирование металлов, спайка металла со стеклом, стекла с керамикой и другие. Во всех случаях требуется согласование коэффициентов термического расширения (табл. 4.4).

Таблица 4.4

Термические коэффициенты линейного расширения

различных материалов

ТКЛР эмалевого расплава должен быть несколько ниже ТКЛР металла. В этом случае при охлаждении изделия поверхностный оксидный слой сокращает свои размеры медленнее, чем металлическая основа. В эмали возникают напряжения сжатия, что исключает образование трещин.

ТКЛР определяют по дилатометрическим кривым. Коэффициент термического расширения зависит от состава стекла (рис. 4.9, рис. 4.10).

Рис. 4.9. Влияние состава на коэффициент

термического расширения бинарных стёкол Ме₂О-SiО₂

Рис. 4.10. Изменение коэффициента термического расширения стёкол Na₂O∙0,5CaO∙6SiO₂ при добавлении оксидов МеО

сверх 100%

В боратных стёклах Ме₂О-В₂О₃ на ход концентрационной зависимости влияет структурный переход ВО₃ на ВО₄ (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Влияние состава бинарных боратных стёкол

на коэффициент термического расширения

При малых содержаниях модификаторов (до 10-20%) растёт концентрация бора в тетраэдрической координации. Структура уплотняется, снижается коэффициент термического расширения. После минимума происходят разрывы сетки стекла, ковалентные связи заменяются на ионные.