عوامل موثر بر پایداری شیمیایی شیشه

مقاومت در برابر آب و مقاومت اسیدی شیشه سیلیکات عمدتاً با محتوای سیلیس و اکسیدهای فلز قلیایی تعیین می شود.هر چه محتوای سیلیس بیشتر باشد، درجه ارتباط متقابل بین چهار وجهی سیلیس بیشتر است و پایداری شیمیایی شیشه بالاتر است.با افزایش محتوای اکسید فلز قلیایی، پایداری شیمیایی شیشه کاهش می یابد.علاوه بر این، با افزایش شعاع یون‌های فلز قلیایی، استحکام پیوند ضعیف می‌شود و پایداری شیمیایی آن به طور کلی کاهش می‌یابد، یعنی مقاومت در برابر آب Li+>Na+>K+.

هنگامی که دو نوع اکسید فلز قلیایی به طور همزمان در شیشه وجود داشته باشد، پایداری شیمیایی شیشه به دلیل "اثر قلیایی مخلوط" که در شیشه سربی آشکارتر است، بسیار زیاد است.

در شیشه سیلیکات با فلز خاکی قلیایی یا دیگر اکسید فلز دو ظرفیتی جایگزینی اکسیژن سیلیکون، همچنین می تواند پایداری شیمیایی شیشه را کاهش دهد.با این حال، اثر کاهش پایداری ضعیف‌تر از اکسیدهای فلزات قلیایی است.در بین اکسیدهای دو ظرفیتی، BaO و PbO قوی ترین اثر را بر پایداری شیمیایی دارند و پس از آن MgO و CaO قرار دارند.

در شیشه پایه با ترکیب شیمیایی 100SiO 2+ (33.3 1 x) Na2O+zRO(R2O: یا RO 2)، قسمت N azO را با CaO، MgO، Al2O 3، TiO 2، zRO 2، BaO و سایر اکسیدها جایگزین کنید. به نوبه خود ترتیب مقاومت در برابر آب و مقاومت اسیدی به شرح زیر است.

مقاومت در برابر آب: ZrO2>Al2O:>TiO2>ZnO≥MgO>CaO≥BaO.

مقاومت اسیدی: ZrO2>Al2O:>ZnO>CaO>TiO2>MgO≥BaO.

در ترکیب شیشه، ZrO 2 نه تنها دارای بهترین مقاومت در برابر آب و مقاومت در برابر اسید است، بلکه بهترین مقاومت قلیایی، اما نسوز را نیز دارد.BaO خوب نیست.

در اکسید سه ظرفیتی، آلومینا، اکسید بور بر روی پایداری شیمیایی شیشه نیز پدیده "ناهنجاری بور" ظاهر می شود.6. در شیشه سدیم – کلسیم – سیلیکون – نمک xN agO·y CaO·z SiO: اگر محتوای اکسید با رابطه (2-1) مطابقت داشته باشد، می توان یک شیشه نسبتاً پایدار به دست آورد.

C – 3 (+ y) (2-1)

به طور خلاصه، تمام اکسیدهایی که می توانند شبکه ساختار شیشه ای را تقویت کنند و ساختار را کامل و متراکم کنند، می توانند پایداری شیمیایی شیشه را بهبود بخشند.برعکس، پایداری شیمیایی شیشه کاهش می یابد.