Теплопроводность и плотность стекла, свойства фарфора, фаянса, хрусталя

Теплопроводность стекла, плотность стекла, удельная теплоемкость. Свойства фарфора, фаянса, хрусталя

Теплопроводность стекла при различных температурах

В таблице представлены значения коэффициента теплопроводности стекол различной плотности в зависимости от температуры. Теплопроводность стекла приведена при отрицательной и положительной температуре — в интервале от 4 до 1140 К (-269…867°С).

Рассмотрены такие типы стекол, как: кварцевое стекло (плавленый кварц), крон (легкий ЛК5 и баритовой серии 100БК110), стекло боросиликатное (С38-1, С39-1, С47-1, пирекс), известково-натриевое, свинцово-тугоплавкое, фарфор, фаянс, флинт (тяжелый ТФ1 и баритовый БФ8), хрусталь с плотность 2600…2850 кг/м3.

Теплопроводность стекол различных типов при комнатной температуре лежит в диапазоне от 0,7 до 1,6 Вт/(м·град). Например, теплопроводность кварцевого стекла при комнатной температуре составляет величину 1,36 Вт/(м·град); теплопроводность хрусталя находится в пределах 0,88-0,91 Вт/(м·град); теплопроводность фарфора имеет величину 1,68 Вт/(м·град).

При низких отрицательных температурах стекло обладает теплопроводностью 0,13-0,4 Вт/(м·град). При увеличении температуры стекла его теплопроводность возрастает. При высоких температурах теплопроводность стекла увеличивается до значения 2-2,25 Вт/(м·град).

Теплопроводность стекла различной плотности и вида - таблица

Примечание: Размерность теплопроводности в таблице Вт/(м·град), все образцы отожженые, теплопроводность стекол соответствует указанным в таблице температурам, возможна интерполяция данных.

Плотность стекла

В таблице представлены значения плотности стекол распространенных типов при температуре от 0 до 50°С в размерности кг/м3. Следует отметить, что плотность стекла находится в широком диапазоне — от 2180 до 8000 кг/м3 и зависит от состава стекла, его температуры и режима термообработки.

К стеклам с низкой плотностью относятся: викор, кварцевое стекло, пирекс. Плотность обыкновенного оконного стекла составляет величину около 2500 кг/м3, что сравнимо с плотностью сплавов алюминия. К стеклам с высокой плотностью можно отнести стекла, содержащие оксиды тяжелых металлов. Например, стекла с большим содержанием (до 80%) оксидов бария BaO и свинца PbO, висмута, талия, вольфрама обладают плотностью около 8000 кг/м3 — их удельный вес может превышать величину плотности стали.

Необходимо отметить, что плотность стекла зависит от температуры. При нагревании стекла его плотность снижается из-за увеличения объема за счет теплового расширения. В процессе нагрева плотность стекла снижается в среднем на 7,5 кг/м3 на каждые 50 градусов температуры.

Термообработка также влияет на величину плотности стекла. В процессе закалки и отжига стекла изменяется его внутренняя структура. При закалке фиксируется состояние высокотемпературной структуры расплава, которая обладает большим объемом, чем структура стекла, подвергнутого длительному отжигу. В результате термообработки плотность закаленного стекла становиться ниже на 4-5%, по сравнению с отожженным.

Экспериментально определить плотность стекла или изделия из него можно с высокой точностью по методу пикнометра или с помощью гидростатических весов. Метод гидростатического взвешивания основан на законе Архимеда и сводится к определению объема вытесненной стеклом жидкости.

Плотность стекла в кг/м3
Вид стекла Плотность стекла, кг/м3 Вид стекла Плотность стекла, кг/м3
Алюмосиликатное (20% Al2O3) 2530 Натрий-кальцийсиликатное 2400-2550
Боросиликатное термостойкое 2200-2400 Обыкновенное 2400-2800
Викор 2180 Пирекс 2230-2250
Высокосвинцовое 5400-6200 Свинцовосиликатное (21% PbO) 2860
Кварцевое 2200 Флинтглас 3900-5900
Стекло оконное 2470 Хрусталь 2600-4000

В следующей таблице представлена плотность оптического бесцветного стекла обычных марок по ГОСТ 3514 при комнатной температуре.

Плотность оптического стекла распространенных марок
Марка стекла Плотность, кг/м3 Марка стекла Плотность, кг/м3
ЛК3 2460 К14 2530
ЛК4 2330 К19 2620
ЛК6 2300 БК4 2760
ЛК7 2300 БК6 2860
ФК14 3390 БК8 2850
К8 2520 БК10 3120
БК13 3040 ТК2 3200
ТК4 3580 ТК8 3610
ТК12 3060 ТК13 3440
ТК14 3510 ТК16 3560
ТК17 3660 ТК20 3580
ТК21 3980 ТК23 3240
СТК3 3910 СТК7 4220
СТК9 4110 БФ11 3660
СТК12 3460 БФ12 3670
СТК19 4090 БФ13 3820
КФ4 2570 БФ16 4020
КФ6 2520 БФ21 3560
КФ7 2510 БФ24 3670
БФ1 2670 БФ25 3470
БФ6 3160 БФ28 3960
БФ7 3230 ТБФ4 4460
БФ8 3280 ЛФ5 3230
ЛФ9 2610 ЛФ10 2730
Ф1 3570 Ф4 3670
Ф6 3480 Ф9 2930
Ф13 3630 ТФ1 3860
ТФ2 4090 ТФ3 4460
ТФ4 4650 ТФ5 4770
ТФ7 4520 ТФ8 4230
ТФ10 5190 ОФ1 2560

Удельная теплоемкость стекла

В таблице представлена удельная теплоемкость стекла различных видов и плотности в зависимости от температуры. Теплоемкость стекол дана в интервале температуры от 173 до 1473 К (-100…1200 °С). Размерность теплоемкости в таблице кДж/(кг·град).

Приведена удельная теплоемкость следующих стекол: стекло кварцевое, крон, натриевое, оконное, пирекс, термометрическое стекло, стекло флинт, стекла из природных силикатов: анорит, альбит, волластонит, диопсид, микроклин.

Удельная теплоемкость стекла основных типов находится в диапазоне 490…1125 Дж/(кг·град). К примеру, удельная теплоемкость силикатных стекол находится в диапазоне от 300 до 1050 Дж/(кг·град) и зависит от состава стекла. Низкая теплоемкость характерна для стекол с высоким содержанием тяжелых элементов — таких, как барий или свинец — это относится в первую очередь к тяжелым кронам и флинтам. К стеклам с высокой теплоемкостью при обычных температурах можно отнести такие, как: пирекс, натриевое стекло, термометрическое.

Следует отметить, что удельная теплоемкость стекла зависит от температуры — при нагревании стекла ее значение увеличивается. Например, удельная теплоемкость кварцевого стекла при температуре 1200°С на 25-30% выше этой величины при 20°С.

Удельная теплоемкость стекла - таблица

Теплофизические свойства фарфора

В таблице даны теплофизические свойства фарфора при комнатной температуре.
Свойства фарфора указаны для следующих типов: установочный, низковольтный фарфор, высоковольтный и химически стойкий.

Представлены следующие свойства фарфора:

  • состав фарфора;
  • твердость по Моосу;
  • удельная (массовая) теплоемкость, кДж/(кг·град);
  • теплопроводность стекла, Вт/(м·град);
  • удельное электрическое сопротивление Ом·м;
  • пробивное напряжение, кВ/мм;
  • граница огнеупорности, К.

Свойства фарфора - таблица

Теплофизические свойства фаянса

В таблице представлены теплофизические свойства фаянса при комнатной температуре.
Свойства фаянса даны для следующих типов: глинистый, известковый фаянс, полевошпатовый фаянс: хозяйственный, санитарно-технический.

В таблице приведены следующие свойства фаянса:

  • плотность фаянса, кг/м3;
  • пористость, %;
  • коэффициент теплового расширения (КТР), 1/град;
  • предел прочности на сжатие, кГ/см2;
  • предел прочности на изгиб, кГ/см2;
  • теплопроводность фаянса, Вт/(м·град).

Свойства фаянса, плотность фаянса - таблицаИсточники:

  1. Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др. Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
  2. Стекло: Справочник. Под ред. Н. М. Павлушкина. М.: Стройиздат, 1973.
  3. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.
  4. Сентюрин Г. Г., Павлушкин Н. М. и др. Практикум по технологии стекла и ситаллов — 2-е изд. перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1970.
  5. ГОСТ 13569-78 Стекло оптическое бесцветное Физико-химические характеристики. Основные параметры
Читайте также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code

Подписаться, не комментируяВсе комментарии модерируются. Спам будет удален!