Anorganik dielektriklar. Shisha va uning tarkibi. Shisha va uning turlari, tuzilishi

Shisha.
Reja:

1. 
   Anorganik dielektriklar.
   
2. 
   Shisha va uning tarkibi.
   
3. 
   Shisha va uning turlari, tuzilishi
   

Foydalanilgan adabiyotlar

Anorganik dielektriklar.

Anorganik dielektriklarga shisha, sitall, sopol, slyuda va slyudali materiallar kiradi. Bu materiallar isiqqa chidamlilik, eskirmaslik, turli xil nurlanishga bardoshlik, kimyoviy chidamli, siqilishga bo`lgan mexanik mustahkamlik va metall bilan birikkanda zich birikma hosil qilish xususiyatlariga ega.
Anorganik materiallar oddiy usullarda ishlab chiqariladi. Bu materiallarning kamchiliklari sifatida ularning mo`rtligini, cho`zilishdagi mustahkamligining pastligini va zichligi katta qiymat (2500-8000 kg/m<sup>3</sup>) ga ega ekanligini keltirish mumkin. Kimyoviy tarkibi bo`yicha anorganik materiallar o`zida turli xil metall (alyuminiy, titan, kaltsiy, natriy va hokazo) oksidlarini jamlagan murakkab birikmalarni tashkil etadi. Ular ion tuzilishli moddalar qatoriga kiradi. Elektron o`tkazuvchanlik esa faqat yuqori kuchlanishda ko`zatiladi. Anorganik dielektrik materiallar uchun tgd = 10<sup>-4</sup> ¸10<sup>-2</sup> oralig`ida bo`ladi. Bu dielektriklarda qutblanishning elektron, ion, elektron-relaksatsiyasi va spontan ko`rinishlari kuzatiladi. Dielektrik singdiruvchanlik qiymati esa uchdan bir necha un minggacha oraliqda bo`ladi.
Anorganik materiallarning radiatsiya nurlanishiga bo`lgan chidamliligi organik materiallarga nisbatan ancha yuqoridir.
Shisha.
Shisha murakkab tuzilishli birikmalardan tashkil topgan bo`lib, uning tarkibiga turli metall oksidlari kiradi. Shisha tuzilishi jihatidan bir jinsli bo`lmagan amorf moddalar qatoriga kiradi. Boshqa anorganik materiallardan farqli o`laroq, shisha quyidagi xossalari bilan ajralib turadi: yupqa parda va tolalar olinishi; optik jihatdan tiniqligi; turli xil metallar bilan birikishi; yuzasining tekisligi; mo`rtligi; namga chidamliligi.
Shishaning asosiy xomashyosi tarkibida temir oksidi 0,02% dan oshmagan kvars qumi hisoblanadi. Tarkibi kremnezyomdan SiO2 iborat bo‘lmish toza qumdan elektr pechlarda tajribaxonalar, laboratoriyalar uchun kolba va probirkalar tayyorlanadi. Ammo elektr pechlarda buyum ishlab chiqarish qimmatga tushganligi sababli bu usulda uy-ro‘zg‘or idishlari ishlab chiqarilmaydi. Qumning erish harorati 1713°C bo‘lganligi tufayli uni 1580°C ga bardosh beradigan shamot va dinasdan yasalgan domna pechlarda eritib bo‘lmaydi. Shuning uchun qumga natriy sulfiti Na2SO3 qo‘shib, erish harorati 1088°C gacha pasaytiriladi, lekin natriy shishaning kimyoviy va termik xususiyatlarini pasaytiradi. Shishaning kimyoviy xususiyati yaxshilanishi uchun xomashyo tarkibiga bo‘r CaCO3 qo‘shiladi. Uning termik xususiyatini oshirish maqsadida eritmaning qotish jarayonini sekinlashtiruvchi dolomit CaCO3•MgCO3 va issiqlikda kengayish darajasini kamaytiruvchi dala shpati Al2O3•2SiO2•2H2O ishlatiladi. Qum tarkibidagi temirning ko‘kimtir ikki valentli oksidini FeO sarg‘aytirish uch valentli oksidga Fe2O3 aylantirib, shishani rangsizlantirish uchun selitra NaNO3 aralashtiriladi.
Rangli shisha olishda xomashyo tarkibiga quyidagi moddalar: to‘q qizil uchun selen va kobalt oksidi aralashmasi, olcha rangga mis oksidi, to‘q pushtiga erbiy oksidi, pushti rangga kaliy xromat, to‘q sariqqa selen, sariqqa xrom oksidi, kadmiy sulfid yoki samariy, xiralashtirilgan sariq rangga natriy sulfat, rux oksidi va ko‘mir, asal rangga oltingugurt hamda koks aralashmasi, kahraboga kadmiy sulfid va selen aralashmasi, limon rangga kaliy xromat, seziy va titan oksidlari ajalashmasi qo‘shiladi. Zumrad rangli shisha olishda neodim oksidi va mis sulfati aralashmasi, oltin tovlanishli yashil rang uchun prazcodim oksidi, yashil rangga mis oksidi yoki kaliy xromat, feruza rangga mis va xrom oksidi yoki kobalt oksidi hamda mis sulfati aralashmasi qo‘shiladi. Ko‘k rangli shisha olishga kobalt oksidi, to‘q zangori rangga kaliy xromat, mis sulfati, kobalt oksidi aralashmasi, havo rangga mis va kobalt oksidlari aralashmasi, binafsha rangga marganes, kobalt oksidlari aralashmasi, qizg‘ish binafshaga marganes oksidi, kulrang uchun nikel, kobalt va mis oksidlari aralashmasi, qora rangga ko‘p miqdorda marganes oksidi va sut rangga qalay yoki rux oksidi aralashtiriladi. Nodir metallar shisha qalinligiga qarab turlicha tovlanishi uchun ko‘proq ishlatiladi.
Shishalar tarkibi bo‘yicha ohakli-natriy (tarkibi 75% kremniy, 13,5% natriy, 6,5% kalsiy, 2,5% kaliy, 2% magniy va 0,5% alumin oksidlaridan iborat), kam qo‘rg‘oshinli billur (tarkibi 66% kremniy, 8% qo‘rg‘oshin, 14% kaliy, 1,5% natriy va 0,5% kalsiy oksidlaridan iborat), og‘ir billur (tarkibi 57% kremniy, 24% qo‘rg‘oshin, 16% kaliy, 3% bor bilan rux oksidlaridan iborat), qo‘rg‘oshinsiz billur (tarkibi 74% kremniy, 14% kaliy, 6% kalsiy, 4% natriy va 20% rux oksidlaridan iborat), bariyli billur (tarkibi 58% kremniy, 18% bariy, 16% kaliy, 5% rux va 3% natriy oksidlaridan iborat) va olovbardosh borli (tarkibi, asosan, kremniy, bor, rux va titan oksidlaridan iborat) lurlarga bo‘linadi.
Oxakli natriy shishasi tayyorlash uchun shamot yoki dinas toslarida, rangli va billur shishalar olishda xumlarda ustidan gaz yoqib eritiladi. Boshida 900°C da xomashyo kaliy, kalsiy, natriy va boshqa metallar silikatidan iborat yaxlit bo‘tqaga aylanadi. 1200°C da eriydi, 1500°C da pufakchalardan va erimay qolgan moddalardan xoli bo‘lib tinadi. Eritma 1200°C gacha sovitilib, qolip yoki puflash naychalari yordamida shakllantiriladi. Birinchi usulda shakllantirilgan buyumlar qalin, naqshdor va konussimon bo‘ladi. Puflash usulida murakkab shakldagi yupqa idishlar tayyorlanadi. Idish qurama usulda tayyor-lansa, yuzasida qolipning choki qoladi. Shakllangan buyumlar issiq-sovuqqa chidamli bo‘lishi uchun pech bilan birgalikda 530-580°C gacha sovitiladi.
Shisha tarkibiga shisha hosil qiluvchi oksidlar (SiO₂, B₂O₃, P₂O₅) hamda uning erish temperaturasini pasaytiradigan ishqorli oksidlar (Li₂O, Na₂O, K₂O) ishqorli yer metallarining oksidlari (CaO, MgO, BaO va ZnO, Al₂O₃, BeO) shuningdek shisha tarkibini o`zgartiradigan boshqa qo`shimchalar kiradi. Shisha hosil qiluvchi oksidlar silikatli (SiO₂), alyumin silikatli (Al₂O₃–SiO₂) bor silikatli (V₂O₃ – SiO₂), titan silikatli (SiO₂ – TiO₂), tsirkonat silikatli va alyuminbor silikatli (SiO₂ – ZrO₂, Al₂O₃ - B₂O₃ - SiO₂) turlariga bo`linadi.
Texnik shisha quyidagi xillarga bo`linadi:

1. 
   Tarkibida og`ir metall bo`lmagan ishqorli shisha.
   
2. 
   Tarkibida bir qancha og`ir metallari bo`lgan ishqorli shisha.
   
3. 
   Tarkibida ishqor bo`lmagan sof shisha (kvarts) larga bo`linadi.
   

Silikatli va borli sof shishalar tarkibida SiO₄, B O₃ elementlari bo`ladi. Tarkibiga oksidlar kiritilgan shisha g`ovaklashadi. Bir valentli metall ionlari shishaning dielektrik xossalarini, issiqqa va namlikka chidamliligini keskin kamaytiradi.
Shishaning yumshash temperaturalarining oralig`i katta bo`lganligi sababli, undan mahsulot tayyorlash jarayoni oddiy bo`ladi. Suyuq shisha temperaturasi 800-900<sup>0</sup>S atrofida bo`lganda undan turli xil mahsulotlar tayyorlanadi. Shisha mahsulotlari puflash, siqish, cho`zish va bosim bilan ishlov berish usuli yordamida tayyorlanadi.
Shishaning solishtirma hajmiy qarshiligi 109–1018 Om×m bo`lib, bunda ( ning yuqori qiymati kvartsga va quyi qiymati ishqorga ta'luqlidir.
Sof shishalarda, asosan, elektron va ion qutblanish sodir bo`lishi sababli, unda e<sub>k</sub> qiymati kichik (3,1 ¸ 3,2) bo`ladi. Agar shishaga ishqorli og`ir metall oksidlari kiritilsa, unda ion relaksatsiyasi qutblanishi ko`zatilib, materialning e_k qiymati 20 gacha ortadi.
Sof shisha, ishqorsiz yoki tarkibida og`ir metall oksidlari bo`lgan ishkorli shishalar yaxshi dielektrik hisoblanadi.
Yuqori kuchlanishlarda shishada elektr va issiqlikdan teshilish hodisasi sodir bo`ladi. Bir jinsli maydonda yupqa (50-100 mkm) shishada elektr teshilishi Yetq100-600 MVG`m, qalin shishada esa issiqlik teshilishi Е_т=100-600 MVG`m sodir bo`ladi.
Shishaning solishtirma og`irligi 2000-8100 kg/m<sup>3</sup> cho`zilishdagi mexanik mustahkamligi 100-300 Mpa siqilishdagi mexanik mustahkamligi esa 6000-2100 Mpa. Shishaning yumshash temperaturasi 400-1600⁰S oralig`ida bo`ladi. Texnik shishaning dielektrik xossalari: e_r=3,8-16,2; tgd=0,002-0,01; r=10⁶-10¹⁵Om×m; Е_т=500 MV / m ga teng bo`ladi.
Shisha elektrotexnikada keng qo`llaniladi. Undan asosan yuqori kuchlanishli izolyatorlar, turli isholyatsiya mahsulotlari, shuningdek egiluvchan, o`ta ingichka (4-16 mkm) uzun tolalar tayyorlanadi.
Kupiksimon shisha yengil, mexanik mustahkam, yaxshi dielektrik xossali, issiqqa chidamli material bo`lganligi uchun u radio qo`rilmalari va issiqlik izolyatsiyalarida ishlatiladi.