גורמים המשפיעים על היציבות הכימית של זכוכית

עמידות למים ועמידות לחומצה של זכוכית סיליקט נקבעת בעיקר על ידי תכולת תחמוצות סיליקה ותחמוצות מתכות אלקליות. ככל שתכולת הסיליקה גבוהה יותר, כך מידת הקשר ההדדי בין טטרהדרון הסיליקה גבוהה יותר והיציבות הכימית של הזכוכית גבוהה יותר. עם העלייה בתכולת תחמוצת מתכת אלקלית, היציבות הכימית של זכוכית יורדת. יתרה מכך, ככל שהרדיוס של יוני מתכת אלקלי גדל, חוזק הקשר נחלש, והיציבות הכימית שלו יורדת בדרך כלל, כלומר עמידות למים Li+>Na+>K+.

כאשר קיימים שני סוגים של תחמוצות מתכת אלקליות בזכוכית בו זמנית, היציבות הכימית של הזכוכית היא קיצונית בשל "אפקט אלקלי מעורב", אשר בולט יותר בזכוכית עופרת.

בזכוכית סיליקט עם מתכת אדמה אלקליין או תחמוצת מתכת דו ערכית אחרת של חמצן סיליקון, יכולה גם להפחית את היציבות הכימית של זכוכית. עם זאת, ההשפעה של ירידה ביציבות חלשה יותר מזו של תחמוצות מתכות אלקליות. מבין התחמוצות הדו ערכיות, ל-BaO ו-PbO יש את ההשפעה החזקה ביותר על היציבות הכימית, ואחריהם MgO ו- CaO.

בזכוכית הבסיסית עם ההרכב הכימי של 100SiO 2+(33.3 1 x) Na2O+zRO(R2O: או RO 2), החליפו את חלק N azO ב- CaO, MgO, Al2O 3, TiO 2, zRO 2, BaO ותחמוצות אחרות בתורו, סדר העמידות למים ועמידות החומצה הוא כדלקמן.

עמידות למים: ZrO 2>Al2O: >TiO 2>ZnO≥MgO>CaO≥BaO.

עמידות לחומצה: ZrO 2>Al2O:>ZnO>CaO>TiO 2>MgO≥BaO.

בהרכב הזכוכית, ל-ZrO 2 לא רק את העמידות הטובה ביותר למים ועמידות לחומצות, אלא גם את עמידות האלקליות הטובה ביותר, אלא עקשן. BaO לא טוב.

בתחמוצת התלת ערכית, אלומינה, תחמוצת בורון על היציבות הכימית של זכוכית תופיע גם תופעת "אנומליה בורון". 6. בנתרן – סידן – סיליקון – זכוכית מלח xN ago·y CaO·z SiO: אם תכולת התחמוצת תואמת את היחס (2-1), ניתן לקבל זכוכית יציבה למדי.

C – 3 (+ y) (2-1)

לסיכום, כל התחמוצות שיכולות לחזק את רשת מבנה הזכוכית ולהפוך את המבנה לשלם וצפוף יכולים לשפר את היציבות הכימית של הזכוכית. לעומת זאת, היציבות הכימית של הזכוכית תפחת.