ЧЕРНОЕ СТЕКЛО

ЧЕРНОЕ СТЕКЛО


RU (11) 2049746 (13) C1

(51) 6 C03C3/097, C03C4/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93033786/33 
(22) Дата подачи заявки: 1993.07.01 
(45) Опубликовано: 1995.12.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство SU 1534017, кл. C 03C 3/087, 1990. 2. Авторское свидетельство SU 1379254, кл. C 03C 3/087, 1977. 
(71) Заявитель(и): Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН 
(72) Автор(ы): Макаров В.Н.; Локшин Э.П.; Суворова О.В. 
(73) Патентообладатель(и): Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН 

(54) ЧЕРНОЕ СТЕКЛО 

Использование: для изготовления однослойных облицовочных плиток. Сущность изобретения: черное стекло содержит, мас. оксид кремния 54,07 54,98; оксид титана 2,08 3,92; оксид алюминия 4,88 5,60; оксид железа 15,14 18,80; оксид кальция 5,08 - 9,96; оксид магния 3,25 5,09; оксид натрия 4,12 8,47; оксид калия 1,07 1,28; оксид фосфора 0,10 0,73. Коэффициент линейного расширения стекла (64-79)10-7 4 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к составам стекла, предназначенного для изготовления однослойных облицовочных плиток.

Известно черное стекло [1] включающее SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, CaO, MgO, Na2O, SO3 и К2О, при следующих соотношениях компонентов, мас. SiO2 49,7-53,0 Al2O3 14,5-16,0 Fe2O3 6,4-7,0 TiO2 0,8-2,0 СаО 4,1-10,3 MgO 2,3-2,7 Na2O 10,0-17,4 SO3 0,3-0,5 К2О 1,2-1,8

Черное стекло этого состава характеризуется высокой микротвердостью 820-835 кг/мм2, повышенной термостойкостью 130-140оС и низким значением верхнего предела кристаллизации 950-1010оС. Недостат- ком этого стекла является относительно высокая температура варки 1380-1400оС и необходимость использования в составе шихты первичное сырье соду.

Наиболее близким к изобретению является черное стекло [2] включающее SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, TiO2 и SO3, при следующих соотношениях компонентов, мас. SiO2 57,0-63,0 Al2O3 7,28-8,2 Fe2O3 2,83-3,30 CaO 8,47-9,7 MgO 2,08-2,45 Na2O 13,47-16,3 К2О 2,28-2,45 TiO2 0,44-0,5 SO3 0,14-0,15

Температура варки такого стекла 1350-1380оС. Относительно низкая температура варки обусловлена использованием в составе шихты силикатов (лессовидные суглинки), что приводит к уменьшению количества компонентов шихты и к улучшению технологического процесса варки стекла. Стекло имеет высокие значения коэффициентов линейного термического расширения (КЛТР 101,2-116,310-7 на град. ). Такие значения этого параметра близки аналогичным параметрам бетона и металла, что благоприятствует использованию данного материала для облицовки бетонных и железобетонных конструкций. Вместе с тем некоторые конструкционные материалы (керамический кирпич, шамотные, муллитовые и корундомуллитовые огнеупоры) имеют значительно меньшие значения коэффициента линейного термического расширения и для их облицовки требуются материалы с существенно меньшими величинами КЛТР. Кроме того, в составе шихты для производства такого стекла предполагается использовать первичное сырье соду.

Изобретение направлено на решение задачи замены первичного сырья вторичным (горнопромышленными отходами и побочными продуктами горнопромышленного комплекса), повышение термостойкости и уменьшения значения коэффициента линей- ного расширения черного стекла до значений этого параметра у керамического кирпи- ча и огнеупоров, т.е. до 60-8010-7 1/оС.

Этот технический результат достигается за счет того, что черное стекло, включающее SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O и К2О, содержит дополнительно Р2О5 при следующих соотношениях компонентов, мас. SiO2 54,07-54,98 TiO2 2,08-3,92 Al2O3 4,88-5,60 Fe2O3 1 5,14-18,80 СаО 5,08-9,96 MgO 3,25-5,09 Na2O 4,12-8,47 К2О 1,07-1,28 Р2О5 0,10-0,73

Необходимая величина КЛТР достигается за счет увеличения по сравнению с прототипом содержаний оксидов кремния и железа при одновременном снижении содержания щелочей. Однако такая корректировка состава не позволяет получить черное стекло высокого качества. При варке стекла в окислительных условиях происходит частичная потеря SO3, что не только меняет состав стекла, но и имеет экологические последствия. При варке стекла в восстановительных условиях происходит частичное восстановление SO4= до S=.

Вследствие низкой растворимости сульфидов железа в кислых силикатных расплавах происходят ликвация и обособление сульфидной фазы. Сульфидные включения снижают прочность и однородность стекла. В связи с изложенным оксиды серы в стекло не вводят. Однако стекла с высоким содержанием железа при отжиге приобретают бурый или коричневый оттенок. Для сохранения глубокой черной окраски стекла в его состав вводят Р2О5. При меньших содержаниях этого оксида возможно появление бурого оттенка, при больших содержаниях Р2О5 стекло приобретает синеватый оттенок. Введение оксидов кальция, магния и калия обеспечивает снижение температуры полного плавления шихты и повышение химической стойкости стекла.

В качестве сырья для производства стекла используют черновой эгириновый концентрат, получаемый при переработке апатит-нефелиновых или эвдиалитовых руд, кварц и карбонатит из вскрышных пород Ковдороского месторождения комплексных руд при следующих соотношениях компонентов, мас. Черновой эгири- новый концентрат 73,0-88,5 Кварц 8,8417,0 Карбонатит 1,0-13,0

Черновые эгириновые концентраты состоят из эгирина или эгирин авгита (70-80 мас) и примесей: нефелина, полевых шпатов, сфена, апатита и эвдиалита. Химические составы концентратов и карбонатита приведены в табл. 1.

Стекло варят при 1350оС с выдержкой при конечной температуре 1 ч. Выработку изделий производят методом литья, прессованием или прокатом. Отжиг проводят при 560-585оС. Составы шихты приведены в табл. 2, составы стекол в табл. 3, свойства стекол в табл. 4.

Таким образом, предлагаемый состав стекла позволяет решить задачу использования вторичного сырья: шихта не содержит первичного сырья, все компоненты представляют собой горнопромышленные отходы или побочные продукты горнопромышленного комплекса. В то же время предлагаемый состав позволяет достичь необходимый технический результат: изделия имеют интенсивный черный цвет и алмазный блеск, а значения коэффициента линейного расширения черного стекла (64-7910-7, 1/оС) близки значениям этого параметра у керамического кирпича и огнеупоров (45-7510-7, 1/оС), что позволяет производить их облицовку предлагаемым черным стеклом. Предлагаемое стекло имеет существенно большую, чем прототип, термостойкость. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ЧЕРНОЕ СТЕКЛО, включающее SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, отличающееся тем, что оно содержит P2O5 при следующих соотношениях компонентов, мас.

SiO2 54,07 54,98

TiO2 2,08 3,92

Al2O3 4,88 5,60

Fe2O3 15,14 18,80

CaO 5,08 9,96

MgO 3,25 5,09

Na2O 4,12 8,47

K2O 1,07 1,28

P2O5 0,10 0,73


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к стекольной промышленности: стекольные составы и композиции, обработка стекла, оборудование для производства и разработки новых стекольных составов и композиций, приспособления и механизмы для обработки и производства стекла, специальные стекла и др.



Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "закалка стекла". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("закалка" или "стекла").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+закалка -стекла".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "состав" будут найдены слова "составы", "составом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "состав!".


Рейтинг@Mail.ru