Стекло для изготовления стеклокристаллического материала

(51)5 С 03 С 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ТВУ я, Оксид алюагния, оксид ющееся териала граролитовыми екоративных одержит окм соотношеД.СарМ.Пешая и 17 - 253 - 101 - 20,1 - 1,55 - 71 - 1,8 Ы С: Изобретение относи промышленности и может но в качестве строительно внешней и внутренней о зданий, сооружений, стан ся к стекол быть исполь о материала дл делки различньий метрополит ьнои зованого состава являетс едения шлифовки за ыступов с целью выяв емого на поверхност(54)(57) СТЕК:ЛО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯСТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАна.Известен состав локристаллического Щий Окислы Я 102, А В 20 з, взятые в след мас.%: Я 02 57,5-76;32,5; Йаг 00-1 9; К 20 учение узора до формования выступо сталлы волластонита но поверхности.Недостатком дан необходимость пров кристаллизованных в лений узора, создава для изготовления стек- материала, содержа 20 з, СаО, йа 20, К 20, ующих соотношениях, А 120 з 9,4 - 10; СаО 9,6 - 0-1,9; В 20 з 0 - 1,9. Полстигается за счет в на поверхности, Крирастут перпендикулярЛА, включающее оксид кремниминия, оксид кальция, оксид мнатрия и красители, о т л и ч атем, что, с целью получения манитоподобной фактуры со сфевключениями и улучшения дсвойств, оно дополнительно ссид калия и фтор при следующении компонентов, мас.%:Оксид кремния 55 - 6Оксид алюминия 6 - 9Оксид кальцияОксид магнияОКсид натрияКрасителиОксид калия иглами - волластонита. Формование выступов и их шлифовка после термообработкиусложняют технологический процесс. Наиболее близким по технической сущности является стекло для стеклокристаллического материала, включающее, мас,%; Я 02 51 - 60; АЬОз 7-12; СаО 15-28; М 90 3 - 6; Иа 20 2 - 9; МпО 0,1 - 1,0; Т 102 0,1 - 1,0; РегОз 0,1-1,0; ЯЬ 2 Яз 2-5.Недостатком данного состава является невозможность получения стеклокристаллических материалов разнообразной цветовой гаммы, К недостаткам данного материала следует отнести сложность механической обработки, приводящей к повышенному расходу алмазного инструмента при его шлифовке и полировке.Целью изобретения является получение материала гранитоподобной фактуры сосферолитовыми включениями и улучшениедекоративных свойств.Цель достигается тем, что стекло дляизготовления стеклокристаллического материала, включающее оксид кремния, оксид 5алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид натрия, красители, дополнительно содержит оксид калия и фтор при следующемсоотношении компонентов, мас.: оксидкремния 55 - 60; оксид алюминия 6-9; оксид 10кальция 17-25; оксид магния 3-10; оксиднатрия 1-2, красители 0,1-1,5, оксид калия5-7, фтор 1 - 1,8,Варку стекла проводят в стекловаренных гэзоплэменных или электрических печах при температуре 1450-1480 С, средаслабоокислительнэя (за исключением стекол с СкО в качестве красителя). Формование осуществляют на прокатной машинеспециальной конструкции (типа завода "Ав. 20тостекло") в виде непрерывной ленты или нэавтоматических прессах типа АПБв видеплит размером 300 х ЗООх 15 мм, 250 х 250 хх 15 мм, возможно формование методомсвободного литья, 25Для получения стеклокристаллическихматериалов со сферолитовыми включениями стекла указанного химического составаподвергают термообрэбоке. Термообработку изделий проводят непосредственно после их формовэния и в зависимости отподготовки стекла к сферолитообразовэнию может быть одно или двухступенчатой,Термообработку проводят в роликовой щелевой печи. 35Согласно одноступенчатому режиму отформованное изделие охлаждают до 650 ОСи затем со скоростью 120-150 С/ч нагревают до температуры 930 - 950 С, выдерживают 30-60 мин, и охлаждают до комнатной 40температуры со скоростью 200-250 ОС/ч.Двухступенчатая термообработка заключается в том, что отформованное изделие охлаждают до 650 С, помещают в печь,нагревают до 700 - 750 С, выдерживают при 45этих температурах 30 - 60 мин с тем, чтобы встеле прошли ликвационные процессы, азатем нагревают со скоростью 120-150 С/чдо 930 - 950 С, выдерживают 30-60 мин иохлаждают,С целью выявления фактуры материалаи придания поверхности блеска термообработанные плиты подвергают шлифовке и полировке нэ конвейерных линияхПолучение стеклокристаллических материалов со сферолитами различной окраски обеспечивается определенным химическим составом стекла и соответствующим режимом тврмообработки. Количество фтора в составе стекла и вид применяемого красителя диктуют режим термообработки. В том случае, если количество фтора находится в пределах 1,5 - 1,8 и в качестве красителя используются окислы, склонные к образованию центров кристаллизации, то режим термообработки может быть одноступенчатым, поскольку процесс выделения центров кристаллизации частично происходит при охлаждении стекла. В случае стекол с меньшим содержанием фтора (1-1,3), рекомендуется двухступенчатый режим термообработки, выдержка на 1 ступени в области температур 700-80 С способствует ликвации стекла и подготовке локальных областей.к выделению сферолитов.На основе описываемого состава возможно получение стеклокристаллических материалов самой различной цветовой окраски, поскольку роль глушителя и инициатора процесса сферолитообразования вцполняют ионы фтора. не являющиеся хромофорами. В связи с этим введение любого красителя оказывает эффективное воздействие нэ окраску закристэллизованного материала. В связи с тем, что красители в зависимости от своей,кристаллохимической природы неодинаково распределяются в стеклофазе, и в сферолитах усиливается декоративный эффект. Волластонит, выделяющийся в описываемых составах стеклокристаллических материалов, не склонен к широким изоморфным замещениям, следствием этого является различная окраска сферолитовых участков и глушеного стекла, Кроме того, элементы переменной валентности при кристаллизации склонны изменять координационное состояние, что обуславливает иную их окраску. В табл.1 приведены примеры составов стекла, в табл.2 - их свойства.П р и м е р 1. Стекло состава 1 варят с использованием традиционных для стекольных производств сырьевых материалов: песка, мела, соды, поташа, криолита, глинозема, доломита и окиси кобальта. Возможно использование доменных шлаков, предварительно обессеренных, Температура варки 1450-1470 С, среда слабоокислительнэя, Термообработка двухступенчатая: скорость подъема от температуры 1 ступени до Т 2 - 150 С/ч, Т 2 = =930 С, время выдержки - 1 ч. Скорость охлаждения 200- 250 С/ч. Получается стеклокристаллический материал, состоящий из глушеного стекла синего цвета со сферолитами светло-голубого цвета. Сферолиты имеют размеры от 3 до 10 мм в диаметре. Распределение их неравномерное, что907987 Таблица Состав стекла иас.Ф Стекло Ф 4ЯдовА 1 доСаоИ 80Ка 0К О кра С"доз.- 0.3 200 5,521,О 7,О 1,ЕО 1,5 гг,172325гг,ю 3,28з,озЗ,.о Мддоэ - 0,5 сио - 0,5 Ство - 0,6 Сио - О,4 6 55 647 6,80 15 5,0 2,00 5,52 1,5 590 3 60,0 57, 7355, О 1,50 1,ОО 3,4 э,з 6,1 О 57,3 59,8 6,326 22,320,325 1,З 1,6 еьСгвоа " 0,5 1, 78 6,8 5,1 6,2 56,5 6,3 со ов- О,б кддо, - 0,7 1,г 1,З 1 О 55,3 6,6 17,9 1,8 придает материалу своеобразный колорит, наиболее выявляемый после шлифовки и полировки.П р и м е р 2. Стекло варят при температура 1470 С, среда слабоокислительная. Термообработка одноступенчатая, медлен ный подъем температуры со скоростью 120 СГч до 930-950 ОС, выдержка 1 ч. Охлаждение.медленное. Окраска материала выдержана в зеленых тонах, глущеная стеклофаза светло-зеленого цвета и на ее фоне 10 светло-салатовые сферолиты различных размеров от 3 до 8 мм.Г р й м е р 3. Стекло варят при температуре 1480 ОС, среда слабовосстановительная. Термообработка одноступенчатая, 5 аналогичная приведенной в примере 2, Термообработанный материал имеет серо-голубой цвет, размер сферолитов колеблется в пределах 3-5 мм.Приме р 4. Температура варки стекла 20 1460-1480 С, среда - резко восстановительная. Режим термообработки двухступенчатый: Тт - 800 С,с.=30 мин; Т 2 - 930 С, т = 60 мин. Материал с поверхности имеет пленку черного цвета, после сошлифовки ее 25 открывается глушеная стеклофаза голубовато-зеленоватого цвета с одиночно распределенными сферолитами оранжевого цвета.30П.р и м е р 5, Стекло состава 5 варят при температуре 1460-1480 ОС, среда слабовосстановительная, Режим термообработки двухступенчатый. Ка основе стекла данного состава при совместном присутствии двух 35 красителей - окислов хрома и меди получается материал зеленого цвета с коричневыми сферолитами. 57,83 6,47 23,25 З,ОЗ55 О 9 О 17 О 9 2 П р и м е р 6, Стекло состава 6 варят при температуре 1460-1480 С, среда нейтральная, термообработка двухступенчатая, Получаемый стеклокристаллический материал имеет оранжево-коричневый цвет,Иэделия в процессе термообработки не деформируются и легко поддаются шлифовке и г олировке алмазным инструментом.При механической обработке приведенных в примерах составов стеклокристаллических материалов уменьшился расход алмазного инструмента, Обьясняется зто тем, что в присутствии заданного количества фтора уменьшилась склонность стекла к кристаллизации, что привело к некоторому снижению механических показателей (микротвердости, иэносоустойчивости). По механическим характеристикам разработанный материал приблизился к граниту. Уменьшение износоустойчивости не является в данном случае отрицательным явлением, поскольку основное применение материала - облицовка стен, колонн, создание внутренних интерьеров.Благодаря уменьшению количества кристаллической фазы в материале уменьшается расход алмаза при его шлифовке и полировке и улучшаются его декоративные качества. Описываемый материал представляет собой цветное глушеное стекло, на фоне которого располагаются отдельные сферолиты или их скопления иной окраски,Синтезированные стеклокристаллические материалы различно,1 цветовой гаммы являются заменителями природных отделочных материалов - мрамора и гранита. Основные области их применения - облицовка стен, колонн гражданских зданий, спортивных, торговых, зрелищных сооружений и станций метрополитена.907987 Таблицаг Составы Показатели 5 5 6 1 2 П 5 ютность 5 кг/мз 2600 2650 2 2800 2750 2600 Прочность на изгиб, МПа 25 26,8 30 25,7 32,5 35 зо,з зв 31,5 15 Прочность на сжа"тие, МПа 525 536 556 Твердость по Моосу 7 Уд.ударная вязкостьбкгсм/смз , 0,98 0,89 1,3 1,28 1,11 1,5 1,4 1,45 1,38 1,4 Сопротивление истиранию, г/сиз 0512 0511 0610 0,14 О,О 9 О,15 О,19 0,22 0,1-0,5 0,13 Микротвердость,МПа 6200 6250 Водопоглощение 6 0 СоставительРедактор Е, Гиринская Техред М,Моргентал Корректор В, Петраш Заказ 4052 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Мбсква, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 5307 545 536У 7 6120 60000 0 548 55 О7 7 6350 65000 0 6300 62500 0 9ГранитЬ КВ-2790 2600-2 ВОО 529 100-330 У около 7 6080 -О 0,1-1,0