Аннотация
Тема УИРС “Исследования по синтезу хрусталя на основе отечественных сырьевых материалов”. Выполнила студент группы ХТ-12-7ра Кубесова Н. Научные руководители: д.г-м.н., проф. Есимов Б.О., к.т.н., доцент Адырбаева Т.А. Год защиты - 2015. Объекты исследования: кварцевые пески Аральского месторождения, известняки Састюбинского месторождения, доломиты Карактауского месторождения, полевые шпаты Сарыбулакского месторождения, сода кальцинированная (Россия) составы шихты для синтеза хрусталя на основе отечественных сырьевых материалов.
Исследован химико-минералогический состав сырьевых материалов отечественных месторождений для синтеза хрусталя. Для варки хрусталя нами выбраны: кварцевые пески Аральского месторождения, известняки Састюбинского месторождения, доломиты Карактауского месторождения, полевые шпаты Сарыбулакского месторождения, сода кальцинированная (Россия). В процессе исследований установлено, что при температуре 1050 0С происходят процессы силикатообразования, начало образование стеклофазы. Изучены особенности технологического процесса производства изделий из стекла. Выполнены патентные исследования по теме УИРС.
Научная новизна: исследования сырьевых материалов отечественных
месторождений, подбор состава шихты для синтеза хрусталя исключительно на основе
отечественных сырьевых материалов в Казахстане выполняются впервые.
Определения
В настоящей курсовой работе применяют следующие термины с соответствующими определениями:
Прочность - свойство материала сохранять свою целостность под воздействием внешних нагрузок.
Сувенирные изделия - оригинальные изделия, художественно оформленные в традиционном для страны (республики, края, области) стиле, отображающие национальные или местные особенности, выдающиеся события, памятные даты, достижения отечественной науки, культуры, искусства, спорта.
Пузырь в виде капилляра - пузырь вытянутой формы, длина которого, по крайней мере, в десят раз больше его максимальной ширины.
Следы нарушения поверхности - нарушение поверхности изделий в виде царапин, складок, морщин, поверхности посечек.
Царапина - механическое повреждение поверхности изделия в виде матовой линиии.
Прижог - наличие белых или темных полос на шлифованной поверхности.
Следы полировки - рябь, волнистость, остатки «солей» на поверхности изделий.
Хрупкость - свойство твердых материалов разрушаться под действием возникающих в них напряжений без заметной пластической деформации. Хрупкость характеризует неспособность материала к релаксации напряжений, возникающих в нем при деформации изделий.
«Соли» - стеклообразные крупинки на поверхности изделий, не удаленные в процессе полировки.
Следы от форм - нарушение поверхности изделий в виде черчености, кованости, следов от швов форм.
Декоративное покрытие - декор, нанесенный на изделие в виде деколи, живописи, а также в виде рисунка или покрытия (частичного, сплошного) силикатными, люстровыми красками, препаратами драгоценных и других металлов, диффузным окрашиванием, насыпью из легкоплавкого стекла.
Вязкость - характеристика, которая задает параметры процесса варки, формования, отжига и т.д.
Дефекты декорирования препаратами драгоценных и других
металлов, люстровыми и силикатными красками - вспученность, просветы,
растрескивание декора, подтеки, сине-фиолетовый оттенок при покрытии
препаратами золота, матовость, разрывы, помарки, точечное выгорание,
расплывчатость, непрочное закрепление декоративного покрытия и др.
Обозначения и сокращения
В настоящей курсовой работе применяют следующие обозначения и сокращения:
ООВС - для особо ответственных изделий высокой светопрозрачности;
ОВС - для ответственных изделий высокой светопрозрачности;
ВС - для изделий высокой светопрозрачности;
С - для изделий светопрозрачных;
Б - для бесцветных изделий;
ПБ - для полубелых изделий;
ПС - для изделий пониженной светопрозрачности;
Т - для изделий из темно-зеленого стекла.
ППП - потери при прокаливании;
ВВС - вертикальное вытягивания стекла;
ЮКО - Южно-Казахстанская область;
КИП - контрольные измерительные приборы;
РФА - рентгенофазовый анализ;
d∕
n - дифракционные максимумы
Введение
Актуальность темы. Хрусталь - разновидность стекла. Чистое, прозрачное, качественное стекло можно называть хрусталём, вне зависимости от состава.
Производство хрусталя - уникальная историческая технология, практически не претерпевшая изменений за более чем пять тысяч лет существования стеклоделия на Земле. Стекло (хрусталь - его разновидность) - удивительный материал, изобретенный гением человеческого разума. Так же, как и в доисторические времена, его основу составляют природные сырьевые материалы, смесь которых варится в специальных печах при температуре около 1500° С. Затем горячее расплавленное стекло вырабатывается вручную или с помощью стеклоформующих машин. Используются самые различные методы обработки стекла и хрусталя.
Развитие производств по выпуску хрусталя предусмотрено: "Государственной программой индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2015-2019". "Государственная программа индустриально-инновационного развития Республики Казахстан на 2015-2019" ставит конкретные задачи по увеличению доли всех отечественных промышленных товаров на рынке, в области стекольной промышленности успешное их решение зависит от дальнейшей технологической модернизации производства и умения создать конкурентоспособные продукции. Все это возможно только на основе научных разработок и ускоренного внедрения инновационных технологий, а также полного обеспечения отрасли доступными, не дорогостоящими высококачественными отечественными сырьевыми материалами [1].
Научная новизна. Исследования сырьевых отечественных месторождений, подбор состава шихты для синтеза хрусталя исключительно на основе отечественных сырьевых материалов в Казахстане выполняются впервые.
Практическая значимость. При достижении цели исследования результаты исследования могут быть рекомендованы для производства хрусталя в ЮКО.
Оценка современного состояния решаемой научной проблемы. Поставленная задача по исследованию химико-минералогического состава сырьевых материалов отечественных месторождений для производства хрусталя будет решаться. Разрабатываются составы шихты для синтеза хрусталя на основе отечественных сырьевых материалов, состав не синтезирован по техническим причинам. Исследования по теме УИРС будут продолжены.
Цель исследования. Синтез хрусталя на основе сырьевых материалов месторождений ЮКО
Задачи исследования:
исследование химико-минералогического состава сырьевых материалов отечественных месторождений для производства хрусталя;
разработка состава шихты для синтеза хрусталя на основе отечественных сырьевых материалов..
Объекты исследования: кварцевые пески Аральского месторождения, известняки Састюбинского месторождения, доломиты Карактауского месторождения, полевые шпаты Сарыбулакского месторождения, сода кальцинированная (Россия), составы шихты для синтеза хрусталя на основе отечественных сырьевых материалов.
Производителями хрусталя в России являются действующие заводы ткие как Дятьковский хрустальный завод (Дятьково), Первомайский стекольный завод (Смоленская область), Гусевской хрустальный завод, (Гусь-Хрустальный).в республике Казахстан можно отметить такие заводы как Компания Crystal Glass - занимается обработкой стекла, рельефный пескоструй, художественное матирование, лакозаливной витраж. Мы занимаемся изготовлением дверей и перегородок из стекла, стеклянных полов и ступеней, а также различных предметов интерьера в г. Алматы, KazGlassCompany (Стекольные заводы и мастерские Алматы - Алматинская область ), Стекольная компания 'САФ', АО (Стекольные заводы и мастерские Алматы - Алматинская область ), Авангард Астана 2010, ТОО (Стекольные заводы и мастерские Астана - Акмолинская область ), SEVA PLAST, ТОО (Стекольные заводы и мастерские Караганды - Карагандинская область), УК Триплекс, ТОО (Стекольные заводы и мастерские Усть-Каменогорск - Восточно-Казахстанская область ), Шымкент - Фасадное остекление: - Цельностеклянные перегородки и двери; - Спайдерное остекление и козырьки; - Стеклянные сантехнические кабины и душевые; - Стеклянный пол, потолок, лестницы, ограждения; - Стеклянные лифты; - Стеклянные фартуки (скинали) - Эксклюзивные изделия.
Мир стекла Агава (Стекольные заводы и мастерские Шымкент -
Южно-Казахстанская область ).
1. Методы
исследований, метрологическое обеспечение УИРС Химические методы исследования. Спектрофотометрия
Спектрофотометрический метод анализа основан на спектрально-избирательном поглощении монохроматического потока световой энергии при прохождении его через исследуемый раствор.
Спектрофотометрический метод анализа в ряде случаев имеет существенное
преимущество перед другими методами. В частности, Спектрофотометрический метод
обеспечивает высокую чувствительность измерений концентрации инертных газов, в
то время как для анализа смеси инертных газов химический метод вообще
неприменим, а другие физические методы либо также неприменимы, либо имеют
ограниченную чувствительность.
Рисунок 1- Спектрофотометры
Спектрофотометрический метод анализа основан на спектрально-избирательном поглощении монохроматического потока световой энергии при прохождении его через исследуемый раствор. Метод позволяет определять концентрации отдельных компонентов смесей окрашенных веществ, имеющих максимум поглощения при различных длинах волн, он более чувствителен и точен, чем фотоэлектроколориметрический метод. Известно, что фотоколориметрический метод анализа применим только для анализа окрашенных растворов, бесцветные растворы в видимой области спектра обладают незначительным коэффициентом поглощения. Однако многие бесцветные и слабо окрашенные соединения (особенно органические) обладают характерными полосами поглощения в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, что используют для их количественного определения. Спектрофотометрический метод анализа применим для измерения светопоглощения в различных областях видимого спектра, в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, что значительно расширяет аналитические возможности метода.
Спектрофотометрический метод анализа основан на измерении светопоглощения монохроматических (со строго определенной длиной волны) излучений однородной, нерассеивающей системой в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях или на определении спектропоглощения анализируемого вещества.
Спектрофотометрический метод анализа по своей природе занял пограничную область между чисто химическими и чисто инструментальными методами. С одной стороны, анализируемые этим методом объекты в большинстве случаев представляют собой сложные химические системы, подготовка которых требует от аналитика выполнения надежных и детально разработанных операций. С другой стороны, выполнение измерений требует (за исключением некоторых вариантов визуальной колориметрии) применения фотометрической аппаратуры.
Спектрофотометрический метод анализа с применением дифениламина имеет некоторые ограничения при анализе токсафена. Во-первых, при анализе препаратов вследствие большого фактора разбавления при небольших ошибках в спектрофотометрических определениях получаются большие ошибки в результатах анализа. Во-вторых, при анализе остаточных количеств следы некоторых, экстрагированных из растительной или животной ткани веществ могут создавать значительную фоновую окраску раствора, уменьшая тем самым чувствительность и специфичность метода.
Спектрофотометрический метод анализа в ряде случаев имеет существенное
преимущество перед другими методами. В частности, спектрофотометрический метод
обеспечивает высокую чувствительность измерений концентрации инертных газов, в
то время как для анализа смеси инертных газов химический метод вообще
неприменим, а другие физические методы либо также неприменимы, либо имеют ограниченную
чувствительность.
Рисунок 2- Спектрофотометры
Спектрофотометрический метод анализа всегда использует монохроматический свет, который может быть получен при применении различных источников излучения (ртутная лампа, водородная лампа, лампа накаливания) и спектрального прибора, который выделяет ту или иную длину волны.
Спектрофотометрический метод анализа сульфидов основан на образовании комплексов с йодом состава R2S - J2, обладающих максимумом поглощения при 308 - 310 лшк. К сожалению, для нефтепродуктов этот коэффициент, по заключению тех же авторов, надежно еще не установлен.
Спектрофотометрический метод анализа растворов имеет то преимущество перед колориметрическим, что он не требует сравнительных растворов. Этот метод позволяет непосредственно определять коэффициент пропускания, а следовательно, при известных концентрации и толщине слоя, находить коэффициент погашения е исследуемого раствора. Если коэффициент заранее известен, можно непосредственным измерением определить концентрацию раствора.
Описан спектрофотометрический метод анализа микроколичеств фенольных соединений в промышленных сточных водах. Он основан на батахромном сдвиге полос поглощения в УФ-области спектра, наблюдаемых при переходе фенолов из кислой среды в щелочную.
Сочетание спектрофотометрического метода анализа с расчетами Ящахна
основе модели свободного электрона позволяет изучить механизм взаимодействия
органического реагента с ионами металлов и установить структуру образующегося
соединения. В настоящей работе на примере взаимодействия стильбазо с солями
галлия практически показана эффективность совместного применения этих методов.
Рисунок 3- Приборы для спектрофотометрического анализа
При спектрофотометрическом методе анализа измеряют поглощение монохроматического света. Это усложняет конструкцию приборов, но дает большие аналитические возможности по сравнению с колориметрическим методом. Спектрофотометрический метод используется не только для видимой, но и для ультрафиолетовой и инфракрасной областей спектра.
При спектрофотометрическом методе анализа измеряют поглощение монохроматического света. Это усложняет конструкцию приборов, но дает большие аналитические возможности по сравнению с колориметрическим методом. Спектрофотометрический метод используется не только для видимой, но и для ультрафиолетовой и инфракрасной областей спектра.
В обычном спектрофотометрическом методе анализа нуль регистрирующего устройства соответствует 0 % пропускания и устанавливается при выключенном источнике света, а вся шкала прибора соответствует 100 % пропускания и устанавливается по раствору контрольного опыта, помещаемому в кювету. В дифференциальных методах крайние положения регистрирующего прибора устанавливаются по растворам известной концентрации с.
В обычном спектрофотометрическом методе анализа раствор сравнения практически не поглощает при той длине волны, при которой проводят измерение. Этот метод измерения называют методом абсолютной или непосредственной спектрофотометрии. Точность определения концентраций при таком методе измерений невелика, что не позволяет проводить определение компонентов, содержащихся в пробе в высоком процентном отношении. Кроме того, интервал оптических плотностей, а следовательно, и определяемых концентраций, которые могут быть измерены методом непосредственной спектрофотометрии с достаточной точностью.