Весьма характерно двойникование (двойники роста, механических и фазовых превращений).
1.6 Свойства силикатов
1.6.1 Основные физические свойства [17]
Свойства силикатов определяются прежде всего типом кремнекислородного тетраэдра: спайность (несовершенная в островных и кольцевых силикатах, совершенная и зависящая от ориентировки кремнекислородных группировок в цепочечных, слоистых, каркасных силикатах); твёрдость обычно 5,5—7, кроме слоистых силикатов, в которых она понижается до 2—1; плотность около 2500—3500 кг/м3. Цвет большинства силикатов определяется ионами железа (Fe2+ — зелёный, Fe3+ — бурый, красный, жёлтый, Fe2+ и Fe3+ — синий), в отдельных группах — ионами Ti3+, V4+, Cr3+, Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ и их сочетаниями с ионами железа; в некоторых минералах — электронно-дырочными центрами. В ряде случаев окраска связана с микровключениями окрашенных минералов.
Большое значение для точной диагностики силикатов имеют их оптические свойства — преломление, оптическая ориентировка и другие, измеряемые с помощью Федорова столика, иммерсионного метода.
1.6.2 Противокоррозионные свойства
Композиция для получения антикоррозионного, огнестойкого и теплоизоляционного покрытия, включающая жидкое натриевое или калиевое стекло в качестве матрицы и наполнитель, отличается тем, что в качестве наполнителя содержит смесь полых микросфер, различающихся своими размерами в пределах от 10 до 500 мкм и насыпной плотностью в пределах от 650 до 50 кг/м3, выбранных в группы, включающие полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы, полые полимерные микросферы или их смеси, дополнительно содержит неионогенное ПАВ и при необходимости армирующий наполнитель в виде вспученного вермикулита или асбестовых нитей, а также двуокись титана [18].олых микросфер, различающихся своими размерами в пределах от 10 до 500 мкм и насыпной плотностью в пределах от 650 до 50 кг/м3,
Материал загрязняющимся антикоррозионным покрытием получают нанося на поверхность субстрата композицию на основе 10%-ого водного раствора силикатов, алюминатов, цирконатов щелочных металлов, содержащего частицы Al, Ti, Si, Zr, Zn, Ce, Sb, Sr, Fe, Cr, P, B, Co, Mn, Cu, Ag, Pt, Au, V, Ta, Biпрогревая его при 100-10000С в течение 5 – 60 секунд [19]. Материал используют при изготовлении шарикоподшипников.
Создан гибридный силоксановый полимер для получения противокоррозионных покрытий. Благодаря высокой устойчивости связи [-(Si-O)n-Si-] силоксаны обладают высокой термостабильностью и стойкостью к действию ультрафиолетового излучения. Реакционную способность и технологические свойства полисилоксановых полимеров можно целенаправленно регулировать изменением молекулярного веса, степени разветвленности органических заместителей и их функциональности. Применяя современные технологии, получены противокоррозионные покрытия на основе композиций силоксанов, эпоксидных олигомеров и аминофункциональных cиланов [20].
Предлагается тонкослойное (0,1 – 0,5 мкм) покрытие [21] на основе керамики, углерода, водорода и азота для защиты черных и цветных металлов от коррозии и износа, а также для снижения трения. Оно содержит (в атомных %) 20 ± 5 водорода, 15 – 28 кремния, а атомное соотношение азота и углерода >0,9.
Композиция для антикоррозионного покрытия, арматуры в строительных конструкциях автоклавного твердения, содержащая латекс полимера, активный наполнитель и воду, отличающаяся тем, что с целью повышения жизнеспособности композиции и обеспечения ее высоких антикоррозионных, механических и технологических качеств, в нее введено в качестве активного наполнителя известково–песчаное вяжущее [22].
Противокоррозионная шпатлевка для удаления грубых дефектов, состоящая из наполнителя и связующего, отличается тем, что в качестве наполнителя используют полидисперсный порошок цинка, а в качестве связующего используют этилсиликатное связующее [23].
Композиции для защиты изделий и механизмов, которые работают в условиях воздействия длительных циклических динамических нагрузок в различных агрессивных средах содержат (объемные проценты) 50-58 полиизоционата, 14-22 олигоэфиракрилата МГФ-9, 11-19 молотого натриевого стекла и 9-14 обожженной при 850-9000С глины [24].
Исследована возможность использования кремнийорганических диаминов в качестве отвердителей эпоксидных составов для противокоррозионных покрытий. Наблюдается значительное повышение стойкости покрытий к воздействию агрессивных сред.
Разработана рецептура кремнийорганического лака с высокими адгезионными, электроизоляционными свойствами, работающая в диапазоне температур от – 700С до +2000С. Лак коррозионно пассивен по отношению к алюминию, имеет высокую механическую прочность от 5,5 до 6,0 МПа, в сочетании с эластичностью (удлинение при разрыве 120%). Использование для защиты поверхности активных элементов изделий электронной и оборонной техники разработанных композиций позволяет расширить диапазон эксплуатационных характеристик, повысить надежность изделий и, как следствие, повысить конкурентоспособность российских электронно-оптических изделий на мировом рынке [25].
Сделана оценка защитного действия (электросопротивления) пентафталевых покрытий с кремнийорганическими добавками на металлических подложках коррозионно-активной среде разного химического характера. Установлена зависимость электросопротивления пентафталевых покрытий от толщины.
Изложены основные положения по проведению противокоррозионной обработки воды жидким стеклом (силикатом натрия) на тепловых пунктах. Определены область применения и необходимые для обработки дозы силиката натрия. Приведены порядок монтажа комплекта оборудования, последовательность операций при заполнении бака хранения, приготовлении рабочего раствора, проведении контроля за работой установки.
Силикат натрия - известный в теплоэнергетике ингибитор коррозии [26]. Исследована его эффективность, разработана технология дозирования и первичное внедрение. Ингибирующее действие силиката натрия определяется формированием на поверхности металла защитной пленки, состоящей из магнетита и ферросиликата FeSiO3. Для достаточно надежной защиты поверхности металла с помощью силиката натрия необходимо создание достаточно низкого окислительно-восстановительного потенциала.
1.7 Область применения
1.7.1 Силикатные краски [27]
Применение сложных эфиров кремния в качестве пленкообразователей основано на гидралитическом расщеплении связи Si– O. В конечном итоге гидролиз приводит к образованию диоксида кремния через промежуточные различные конденсированные кремниевые кислоты.
Производство красок включает смешение сложных эфиров с определенным количеством воды и растворителей, обычно спиртов, органических сложных эфиров или кетонов. Для полного гидролиза требуется 2 моля воды на 1 моль сложного эфира кремния. Введением кислоты, обычно соляной, создают низкое значение рН. Смесь подобного типа со степенью гидролиза 80-90 % и содержанием 20 % SiO2 стабильна в течение одного года. Уменьшение количества воды позволяет получать более инертные краски, требующие продолжительной сушки.
Способность жидкого стекла выступать в качестве пленкообразователя обусловлена поликонденсацией продуктами, протекающими в нем в присутствии СО2 или других агентов и приводящими к образованию трехмерных полимеров. Эти полимеры не растворимы в воде, обладают высокой механической прочностью, хорошей адгезией к бетону, штукатурке и другим материалам. Для приготовления силикатных красок обычно используют жидкое калиевое стекло К2О∙mSiO2∙nH2O, где m≥ 3, n= 2-5, реже - жидкие стекла с катионами Na+, Li+, NH4+. Вид стекла и состав композиции определяют кроющую способность и другие свойства силикатных красок, а также их жизнеспособность – время, в течение которого силикатные краски пригодны к употреблению [28].
В алкилсиликатных красках можно использовать те же пигменты и наполнители, что и в водных лакокрасочных материалах. Такие пигменты, как диоксид титана, зеленый оксид хрома и наполнители – тальк, слюда или каолин, могут также положительно влиять на перерабатываемость и свойства красок. Для получения силикатных красок используют щелочестойкие и светостойкие пигменты и наполнители, чаще всего оксиды Zn, Fe, Alи Ti, гидроксиды и карбонаты этих металлов, металлические порошки (цинковая пыль, алюминиевая пудра). В случае применения цинковой пудры ЛКМ должны быть двухупаковочными, так как мелкоизмельченный цинк реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида цинка, повышая тем самым рН. Это инициирует конденсацию, и краска затвердевает в течение нескольких часов.
Введение агентов, препятствующих оседанию пигментов, такие как бентониты или высокодисперсные кремниевые кислоты, в пленкообразователь может способствовать стабилизации пигментных дисперсий.
После нанесения ЛКМ происходит быстрое высыхание пленки за счет испарения спиртов и растворителей. Силанольные группы, образующиеся в результате реакции атмосферной влаги, конденсирующейся или реагируют с цинком или субстратом с образованием нерастворимой пространственной сетки SiO2. Полученные покрытия термо-, хим-, атмосферостойкие, устойчивые к старению и УФ-излучению. Их применяют главным образом как термостойкие и противокоррозионные покрытия. Отверждение силикатных красок может протекать под влиянием испарения воды, изменения температуры и рН среды, в присутствии активных пигментов и наполнителей или специальных ускорителей, так называемых силикатализаторов, например, карбоната магния, бората кальция или кальциевых силикатов, входящих в состав шлаков доменного производства.
С целью улучшения защитно-декоративных свойств покрытий (водостойкости, адгезии и другие) и увеличения жизнеспособности силикатных красок их модифицируют введением небольших количеств водных дисперсий полимеров.