Поверхностное натяжение

Поверхностное натяжение:

- характеризует работу образования единицы площади поверхности раздела фаз при постоянной температуре;

- единицей измерения поверхностного натяжения Дж/м2 или Н/м.

- выступает как основной фактор при образовании новой фазы.;

- является определяющим фактором таких процессов, как термическое полирование поверхности, оплавление края изделий.

• 

Действие поверхностной энергии возрастает обратно пропорционально размерам участков новообразований (кристалликов, капель, пузырьков). При образовании пузырей в стекломассе величина их зависит от поверхностного натяжения стекломассы на границе с газовой фазой. Вероятность растворения в стекломассе стекловидных включений (свилей) зависит от соотношения поверхностных натяжений расплава и свилей. Если поверхностное натяжение свилей больше поверхностного натяжения основного стекла (глиноземистые свили), то растворение свилей сильно затруднено. Если поверхностное натяжение свилей меньше (кремнеземистые свили), то они легко растворяются в основном расплаве. Значительна роль поверхностных сил при расслоении (ликвации). Ликвация практически определяется соотношением между поверхностными натяжениями ликвирующих фаз. Примерами ликвации могут служить некоторые виды глушеных стекол, образование сульфатного щелока (расплава Nа₂SО₄) при варке тарного стекла. Поверхностное натяжение оказывает большое влияние на скорость разрушения огнеупоров стекловаренной печи. Проникновение расплава в огнеупор увеличивается с уменьшением поверхностного натяжения. При этом улучшается смачивание огнеупора, увеличивается действие на него капиллярных сил.

Поверхностное натяжение является одним из факторов формообразования изделий. Влияние поверхностных сил на процесс формования возрастает с уменьшением вязкости стекла и размеров формуемых изделий или их частей. Поверхностное натяжение позволяет без применения формующих поверхностей получить баночку, т.е. толстостенный сферический пузырь из вязкой стекломассы. Это первичная заготовка для многих изделий, выдуваемых вручную с помощью стеклодувной трубки. Под действием поверхностного натяжения из порошка стекла формуются микрошарики в пламени высокотемпературной горелки.

С действием поверхностного натяжения связаны явления смачивания, адсорбции, действия капиллярных сил. Поверхностное натяжение расплавленных стекол при температуре 1000-1400°С составляет 0,2-0,38 Дж/м². Его изменение при изменении температуры незначительно (1-3% на каждые 100°С).

Основные оксиды, входящие в состав стекла, не оказывают существенного влияния на поверхностное натяжение. Следует отметить, что повышают поверхностное натяжение Аl₂О₃, МgО, ZrО₂, понижают В₂О₃, РbО, Р₂О₅. Существенно (до 30%) снижают поверхностно-активные компоненты, к которым относятся V₂О₅, WО₃, МоО₃, Аs₂О₃, СгО₃ (Сr₂О₃). На поверхностное натяжение влияет газовая среда. Так присутствие полярных газов SО₃, NН₃, паров воды снижает поверхностное натяжение стекла.

Вклад участников

Мушников Евгений Цыганкова Анастасия