Утвержден и введен в действие
Приказом Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологии
от 22 декабря 2017 г. N 2080-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ. СТАНДАРТНЫЕ СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ
ТЕЛЛУРИТНЫЕ СТЕКЛА СИСТЕМЫ TeO2 + R2O И ИХ РАСПЛАВЫ.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ В ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР ОТ 300 К ДО 800 К
И КОНЦЕНТРАЦИЙ ОКИСЛОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ R2O
State system for ensuring the uniformity of measurements.
National standard. Standard reference data. Tellurite
glasses of system TeO2 + R2O and their fusions. Thermal
conductivity in the temperatures range from 300 K to 800 K
and concentration of oxides of alkaline R2O
ГОСТ Р 8.943-2017
ОКС 17.020
Дата введения
1 марта 2018 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Главным научным метрологическим центром "Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов" (ГНМЦ "ССД")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 180 "Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 декабря 2017 г. N 2080-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на стандартные справочные данные (ССД) о теплопроводности теллуритных стекол (ТС) системы TeO2 + R2O и их расплавов в диапазоне температур от 300 К до 800 К и концентраций окислов щелочных металлов R2O, мол %: Li2O (20, 25); Na2O (12, 16, 20, 28); K2O (13, 16, 19, 22); Rb2O (12, 16, 19); Cz2O (12).
Настоящий стандарт предназначен для использования ССД о теплопроводности ТС системы TeO2 + R2O и их расплавов в диапазоне температур от 300 К до 800 К при синтезе стекол с заданными свойствами, их выращивании определенного состава и размеров, а также при изготовлении различных приборов и устройств.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 8.614 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная служба стандартных справочных данных. Основные положения
ГОСТ Р 54500.3/Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Общие положения
3.1 ТС являются новым классом неорганических стекол, стеклообразующей компонентой в которых выступает диоксид теллура (парателлурит TeO2). Они обладают теми отличительными согласно [1], [2] свойствами, которые используют при создании различных приборов и устройств, как то: высоким для видимой области спектра показателем преломления, а также высоким показателем акустооптического взаимодействия в сочетании с низким коэффициентом затухания ультразвука. Высокое значение диэлектрической проницаемости на частоте 106 Гц при низких температурах размягчения позволяет широко применять ТС в микроэлектронной технике. Кроме того, многие ТС являются диамагнитными материалами с высоким значением постоянной Верде, весьма перспективными для применения в градиентной оптике, так как из-за малой теплопроводности из них можно получить наиболее высокоапертурные градиентные стекла. Активированные редкоземельным элементом ТС имеют квантовый выход люминесценции и большие значения вероятностного излучения, что позволяет применять их в лазерной технике, а также благодаря высоким для видимой области спектра значениям коэффициента отражения - при создании концентраторов солнечной энергии, так как КПД концентратора тем выше, чем больше коэффициент отражения материала.
Физико-механические свойства и структура ТС системы TeO2 + R2O исследованы частично, а теплопроводность, данные о которой необходимы и для улучшения технологического режима получения материалов, и для расчета рабочего режима приборов и устройств на их основе, плохо исследована.
Использованные надежные методики измерений и полученные экспериментальные данные представлены в таблицах 1 - 5, в которых приведены средние значения теплопроводности для трех-четырех образцов каждого состава при температуре от 300 К до 800 К с интервалом в 20 К. Максимальное отклонение экспериментальных данных от среднего значения (абсолютная погрешность) не превышает 5%.
Для некоторых составов ТС с наименьшим содержанием модификатора составлены уравнения для расчета значений теплопроводности и представлены графики для сравнения расчетных и экспериментальных данных. Для других составов с данным модификатором можно использовать эти уравнения с другими коэффициентами. Экспериментальные данные о теплопроводности для всех стекол и их расплавов согласуются с расчетными из уравнений значениями в пределах от 90% до 96%.
Экспериментальные данные о теплопроводности для области размягчения стекол вблизи пика температурной зависимости не представляется возможным объяснить составленными уравнениями.
Приведенные в таблицах данные о теплопроводности могут быть использованы при решении ряда задач технологического характера: синтезе ТС с заданными свойствами, выращивании стекол определенного состава и размеров, изготовлении различных приборов и устройств. Данные, приведенные в указанных таблицах, будут применять при расчетах теплового режима работы всех приборов и устройств, изготовленных с использованием исследованных веществ.
3.2 Основные элементы для синтеза - окислы TeO2, Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cz2O, являющиеся кристаллическими, и сплавы окислов щелочных металлов с парателлуритом, которые при определенном режиме синтеза и закалки дают ТС. Области стеклообразования в диаграммах состояния этих сплавов приведены в [3] и в пределах этих областей для изучения влияния структуры и состава на теплопроводность подобраны составы: TeO2 + 20 и 25 мол % Li2O; TeO2 + 12, 16, 20 и 28 мол % Na2O; TeO2 + 13, 16, 19 и 22 мол % K2O; TeO2 + 12, 16 и 19 мол % Rb2O; TeO2 + 12 мол % Cz2O.
Для получения ТС определенного состава тщательно взвешенный молярный состав смеси окислов парателлурита и щелочного металла закладывают в кварцевые тигли, предварительно промытые плавиковой кислотой, остатки которой удалялись дистиллированной водой. Для удаления следов органических веществ с поверхности кварца кварцевые тигли промывают спиртом-ректификатом и еще раз дистиллированной водой. Кварцевые тигли со смесью окислов закладывают в муфельные печи сопротивления, нагревают до температуры от 1000 до 1050 К и тщательно непрерывно перемешивают. Для получения образцов определенной формы и размеров расплав смеси отливают в предварительно нагретую до температуры 650 К металлическую форму, тщательно промытую от органических загрязнений. Закаленные таким способом ТС в дальнейшем отжигают при этой температуре в муфельной печи. Согласно результатам химического анализа ТС с максимальным содержанием окиси щелочного металла (20 мол %) отклонение синтетического состава от аналитического незначительное, что объясняется невысоким значением температуры синтеза этих ТС.
Стеклообразную структуру и их фазовый состав определяют визуально (по зеркальному блеску поверхности и характерному хрупкому излому) и по микроструктурному анализу. Микроструктурный анализ проводят в основном измерением микротвердости в различных точках поверхности полученного слитка и металлографическим микроскопом МИМ-7. Микрошлифы и данные по микротвердости, полученные в разных точках поверхности слитка, свидетельствуют об однородной и однофазной структуре образцов исследуемых ТС.
Для исследования высокотемпературной теплопроводности ТС и химически агрессивных, склонных к испарению и разложению их расплавов использован абсолютный компенсационный метод плоского слоя в стационарном тепловом режиме [4].
Для просмотра документа целиком скачайте его >>>
