Стеклокристаллические материалы
Стеклокристаллические материалы, получаемые методом направленной кристаллизации стекол при введении в расплавленное стекло специально подобранного состава катализаторов кристаллизации, на которых происходит рост кристаллов основной фазы (силикатов) – называются ситаллами.
Свыше двух веков назад француз Рене Реомюр (автор термометра) сварил в своей лаборатории из стекла фарфор, напоминающий крепкий камень. Недостаточный уровень знаний не позволил ему повторить опыт, но это был первая неосознанная попытка получить предок современного ситалла.
Проблему исследования свойств ситаллов и создания новых марок с заданными свойствами в Советском Союзе начали изучать в проблемной лаборатории при кафедре стекла Московского химико-технологического института имени Д.И. Менделеева под руководством профессора Исаака Ильича Китайгородского еще в 30-х годах прошлого столетия.
Именно профессор Китайгородский ввел в русский язык понятия “вспененных” материалов: пеностекло, пеноглина, пеносил, пенокералит, ситалл. Термин «ситалл» получил свое название от слов «силикат» и «кристалл». За рубежом ситаллы называют «пирокерамами» от греческих слов «пирос» – огонь и «керамикос» – глиняный, поскольку они занимают промежуточное положение между неорганическими стеклами и керамикой.
За рубежом в 1947 году исследователями фирмы “Gorning Glass Works” под руководством доктора Дональда Стуки был получен аналог советского ситалла, названный пирокерамом.
История появления ситаллов началась с изучения процессов нагрева и охлаждения керамики. При повышении температуры нагрева керамики (до 1800°С) она плавится, образуя жидкую стекловидную массу. Ее количество зависит от химического состава массы, температуры нагрева и длительности обжига. Если быстро охладить расплавленную массу, то получается застывшее стекло, в котором присутствуют редкие одиночные кристаллы. Если охлаждать массу медленно, согласно определенному закону термообработки (профессор Китайгородский И.И. предложил параболическую зависимость между температурой и временем охлаждения), расплав начинает кристаллизоваться. Таким образом, керамика превращается в ситалл.
От стекол ситаллы отличаются поликристаллическим строением, а от керамики — более тонкой и однородной микрокристаллической структурой.