СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛЯННЫХ СВЕТООТРАЖАЮЩИХ СФЕРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2021 года по МПК E01F9/524 C03B19/10 C03C12/02 B32B5/16 

Изобретение относится к области дорожных покрытий и может быть использовано при получении стеклянных светоотражающих сферических материалов.

Из уровня техники известны способы получения стеклянных сферических материалов, недостатком которых является их низкая светоотражающая способность.

Наиболее близким решением к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения стеклянных светоотражающих сферических материалов, включающий измельчение стеклобоя, формование шихты с изготовлением стержней, их подачу в плазменную горелку электродугового плазмотрона, образование и диспергация расплава, постепенное остывание микрошариков в потоке отходящих плазмообразующих газов, а затем при их соприкосновении с водоохлаждаемой металлической полусферой подачу микрошариков на вибросито и накопление микрошариков в сборнике [Бессмертный В.С., Крохин В.П., Ляшко А.А., Дридж Н.А., Шеховцова Ж.Е. Получение стеклянных микрошариков методом плазменного распыления// Стекло и керамика.2001, №8. – с. 6-7].

Недостатком прототипа является низкая светоотражающей способность стеклянных сферических материалов.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении качества стеклянных сферических материалов за счет увеличения светоотражающей способности.

Технический результат достигается тем, что способ получения стеклянных светоотражающих сферических материалов включает измельчение стеклобоя, подачу формовочного материала в плазменную горелку электродугового плазмотрона, образование расплава, охлаждение стеклянных сферических материалов, накопление стеклянных сферических материалов в сборнике, причем стеклобой применяют после фракционного рассева с размером гранул 630-2500 мкм, кроме того, фракционированный стеклобой и супердисперсный порошок алюминия порционно подают в первый и второй порошковые питатели плазменной горелки электродугового плазмотрона соответственно, а затем осуществляют подачу супердисперсного порошка алюминия с плазмообразующим газом аргоном в плазменную горелку электродугового плазмотрона, после чего фракционированный бой стекла подают на срез плазменной горелки в плазменный факел электродугового плазмотрона в поток аргоновой плазмы, обогащенной парами алюминия, кроме того, образование расплава осуществляют за счет плавления гранул стекла с образованием сферических частиц, на которые осаждают путем испарения супердисперсного порошка алюминия.

Предложенный способ отличается от прототипа тем, что:

- стеклобой применяют после фракционного рассева с размером гранул 630-2500 мкм;

- фракционированный стеклобой и супердисперсный порошок алюминия подают в первый и второй порошковые питатели плазменной горелки электродугового плазмотрона соответственно, а затем направляют супердисперсный порошок алюминия с плазмообразующим газом аргоном в плазменную горелку электродугового плазмотрона;

- фракционированный бой стекла подают на срез плазменной горелки в плазменный факел электродугового плазмотрона в поток аргоновой плазмы, обогащенной парами алюминия;

- образование расплава осуществляют за счет плавления гранул стекла с образованием сферических частиц, на которые осаждают путем испарения супердисперсного порошка алюминия.

Сопоставительный анализ известного и предлагаемого способов представлен в таблице 1.

Таблица 1

Сопоставительный анализ известного и предлагаемого способов

Известный способ Предлагаемый способ Измельчение стеклобоя

Формование шихты с изготовлением стержней

Подача стержней в плазменную горелку электродугового плазмотрона

Образование расплава и его диспергация

Постепенное охлаждение микрошариков в отходящем потоке плазмообразующих газов, а затем при их соприкосновении с водоохлаждаемой металлической полусферой

Подача микрошариков на вибросито

Накопление стеклянных микрошариков в сборнике Измельчение стеклобоя

Фракционный рассев стеклобоя (размер гранул 630-2500 мкм)

Подача стеклобоя в первый порошковый питатель плазменной горелки горелку электродугового плазмотрона

Подача супердисперсного порошка алюминия во второй порошковый питатель плазменной горелки электродугового плазмотрона

Подача супердисперсного порошка алюминия с плазмообразующим газом аргоном в плазменную горелку электродугового плазмотрона

Подача фракционированного боя стекла на срез плазменной горелки в плазменный факел электродугового плазмотрона

Плавление гранул стекла с образованием сферических частиц, испарение алюминия и его осаждение на поверхность стеклянных сферических материалов и их охлаждение

Накопление стеклянных сферических материалов в сборнике

Подача супердисперсного порошка алюминия во второй порошковый питатель плазменной горелки электродугового плазмотрона, а из него с плазмообразующим газом аргоном в плазменную горелку электродугового плазмотрона осуществляется для получения паров алюминия в атмосфере аргона плазменной горелки плазменного факела, которые оседают на поверхности стеклянных светоотражающих сферических материалов, создавая на их поверхности слой алюминия с интенсивной отражающей способностью и блеском.

Технологические параметры и свойства стеклянных светоотражающих сферических материалов известного и предлагаемого способов представлены в таблице 2.

Таблица 2

Технологические параметры и свойства стеклянных светоотражающих сферических материалов известного и предлагаемого способов

№
п/п Наименование параметра Известный способ Предлагаемый способ 1 Плазмотрон УПУ-8М УПУ-8М 2 Плазменная горелка ГН-5р ГН-5р 3 Плазмообразующий газ Аргон Аргон 4 Расход плазмообразующего газа, г/с 0,00093-0,00163 0,00093-0,00140 5 Ток, А 350-450 300-350 6 Напряжение, В 30 30 7 Размер стеклянных светоотражающих сферических материалов, мкм 80-1450 630-2500 8 Коэффициент диффузионного отражения*, % 70-72 80-82

* - по собственным исследованиям.

Оптимальные технологические параметры при получении стеклянных светоотражающих сферических материалов, экспериментально полученные, представлены в таблице 3.

Таблица 3

Оптимальные технологические параметры при получении стеклянных светоотражающих сферических материалов

№ Ток, А Расход аргона, г/с Расход материала, г/с КДО, % Стеклопорошок Порошок алюминия 1 300 0,00093 10 0,5 77 15 1,0 79 20 1,5 78 0,00116 10 0,5 79 15 1,0 80 20 78 0,00140 10 0,5 77 15 1,0 78 20 1,5 76 2 300** 0,00093 25 0,5 78 30 1,0 79 35 1,5 80 0,00116** 25 0,5 80 30 1,0 81 35 1,5 82 0,00140 25 0,5 79 30 1,0 80 35 1,5 81 3 350** 0,00093 10 1,0 79 15 1,5 80 20 2,0 81 0,00116** 10 1,0 80 15 1,5 81 20 2,0 81 0,00140 10 1,0 78 15 1,5 79 20 2,0 80 4 350 0,00093 25 1,0 77 30 1,5 78 35 2,0 80 0,00116 25 1,0 78 30 1,5 79 35 2,0 81 0,00140 25 1,0 76 30 1,5 78 35 2,0 79

**- оптимальный вариант.

Результаты испытаний показали (таблица 2), что с коэффициентом диффузионного отражения (КДО) у стеклянных светоотражающие сферические материалы 80-82% нейтральная среда аргона препятствует окислению алюминия и позволяет получить стеклянные светоотражающие сферические материалы.

Пример

Бой листового стекла измельчают в шаровой фарфоровой мельнице и рассевают на ситах. Фракцию стеклобоя размером 630-2500 мкм помещают в первый порошковый питатель электродугового плазмотрона, а во второй порошковый питатель подают порошок алюминия марки АСД-4.

Зажигают плазменную горелку ГН-5р электродугового плазмотрона УПУ-8М со следующими параметрами ток 300-350 А, напряжение 30 В. Плазмообразующим газом служил аргон. Его расход и расход воды на охлаждение плазменной горелки составили 0,00116 г/сек и 10-12 л/мин. соответственно. Из второго питателя с помощью динамического напора плазмообразующего газа подают в плазменную горелку ГН-5р порошок алюминия АСД-4 (ТУ 1791-99-019-98), где под действием высоких температур плазмы в плазменной горелке происходило образование паров алюминия.

Температура плазменного факела составляла 7850°С (рассчитанная по уравнению САГА).

На срез плазменной горелки подавался фракционированный бой листового стекла размером 630-2500 мкм. Под действием высоких температур в плазменном факеле происходило плавление гранул стекла с образованием расплавленных сферических частиц.

В потоке отходящего плазмообразующего газа происходило твердение стеклянных светоотражающих сферических материалов и осаждение на их поверхность паров алюминия.

Синтезированные стеклянные светоотражающие сферические материалы собирались в сборнике и подвергались испытанию на светоотражающую способность.

Алюминиевое покрытие обладает высокой светоотражающей способностью, которое характеризуется величиной КДО. КДО определяли на приборе ПОС-1. Результаты испытаний показали, КДО лежит в пределах 80-82%, что выше, чем у стеклянных светоотражающих сферических материалов, полученных по известной технологии.

Изобретение относится к области дорожных покрытий и может быть использовано при получении стеклянных светоотражающих сферических материалов. Технический результат - повышение качества стеклянных сферических материалов. Способ получения стеклянных светоотражающих сферических материалов включает измельчение стеклобоя, подачу формовочного материала в плазменную горелку электродугового плазмотрона, образование расплава, охлаждение стеклянных сферических материалов, накопление стеклянных сферических материалов в сборнике. Стеклобой применяют после фракционного рассева с размером гранул 630-2500 мкм. Фракционированный стеклобой и супердисперсный порошок алюминия порционно подают в первый и второй порошковые питатели плазменной горелки электродугового плазмотрона соответственно. Затем осуществляют подачу супердисперсного порошка алюминия с плазмообразующим газом аргоном в плазменную горелку электродугового плазмотрона. После чего фракционированный бой стекла подают на срез плазменной горелки в плазменный факел электродугового плазмотрона в поток аргоновой плазмы, обогащенной парами алюминия. Образование расплава осуществляют за счет плавления гранул стекла с образованием сферических частиц, на которые осаждают путем испарения супердисперсного порошка алюминия. 3 табл.

Способ получения стеклянных светоотражающих сферических материалов, включающий измельчение стеклобоя, подачу формовочного материала в плазменную горелку электродугового плазмотрона, образование расплава, охлаждение стеклянных сферических материалов, накопление стеклянных сферических материалов в сборнике, отличающийся тем, что стеклобой применяют после фракционного рассева с размером гранул 630-2500 мкм, кроме того, фракционированный стеклобой и супердисперсный порошок алюминия порционно подают в первый и второй порошковые питатели плазменной горелки электродугового плазмотрона соответственно, а затем осуществляют подачу супердисперсного порошка алюминия с плазмообразующим газом аргоном в плазменную горелку электродугового плазмотрона, после чего фракционированный бой стекла подают на срез плазменной горелки в плазменный факел электродугового плазмотрона в поток аргоновой плазмы, обогащенной парами алюминия, кроме того, образование расплава осуществляют за счет плавления гранул стекла с образованием сферических частиц, на которые осаждают путем испарения супердисперсного порошка алюминия.