Состав шихты для получения стеклометаллических микрошариков Российский патент 2023 года по МПК B22F1/10 C03C12/00 

Изобретение относится к области разработки шихты для получения стеклометаллических микрошариков и может быть использована в технике, электронике, биотехнологии, а также в ювелирном деле.

Известен состав шихты для получения стеклянных микрошариков, описанный в статье [Крохин В.П., Бессмертный В.С., Пучка О.В., Никифоров В.М. Синтез алюмоиттриевых стекол и минералов // Стекло и керамика. 1997. № 9. С. 6-7].

Недостатком известного состава является низкое качество готового продукта.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является шихта для получения стеклометаллических микрошариков, описанный в патенте [Патент RU 2455118 Стеклометаллические микрошарики и способ их получения. Опубл. 10.07.2012. Бюл. № 19], шихта включает металлическую проволоку, молотое стекло и связывающее.

Недостатком данного состава является низкое качество готового продукта.

Изобретение направлено на разработку шихты, обеспечивающей получение стеклометаллических микрошариков высокого качества, с низким процентом брака, без использования в шихте связующих материалов.

Технический результат предполагаемого изобретения заключается в повышении качества готового продукта.

Это достигается тем, что состав шихты для получения стеклометаллических микрошариков, включает металлическую составляющую и стеклосодержащую составляющую, при этом в качестве металлической составляющей используется порошок стали, в качестве стеклосодержащей составляющей используется тонкодисперсный порошок стеклобоя, а гранулированная до 0,5-2,0 мм шихта увлажняется до 8-10%, мас.%:

порошок стали - 25%

порошок стеклобоя - 75%.

Характеристика компонентов.

1. Бой листового стекла следующего химического состава (мас.%): SiO₂ – 72,0; Na₂O – 14,5; CaO – 6,8; Al₂O₃ – 3,2; MgO – 3,4; Fe₂O₃ – 0,05; SO₃ – 0,5.

2. Порошок стали по ГОСТ – 9849-86.

3. Вода ГОСТ 17.1.1.04-80.

Порошок стали 25% и тонкоизмельченный в шаровой мельнице порошок стекла 75% увлажняли до 8-10% и усредняли в смесителе при в течение 20 минут. Шихту гранулировали в лабораторном грануляторе с получением гранул 0,5-2,0 мм. Гранулы помещали в порошковый питатель электродугового плазмотрона УПУ-8м. Зажигали дугу и подавали в плазменную горелку плазмообразующий газ аргон и шихту с расходом 2,5 гр/сек.

В плазменной горелке со средней массовой температурой плазменного факела 5000°С происходило мгновенное плавление шихты с образованием сферических расплавленных частиц. Под действием отходящего плазмообразующего газа аргона частицы трансформировались в зону накопителя, где охлаждались и накапливались в приемном сборнике.

Затем производился анализ полученных образцов.

Результаты исследований представлены в табл. №1.

Таблица 1

Качественные характеристики полученных образцов стеклометаллических микрошариков

Соотношение порошка стали и стеклобоя, % Коэффициент диффузного отражения (КДО, %) Процент брака, % сталь стеклобой 35 65 67 4,8 25* 75* 71* 3,5* 20 80 69 4,6 * – оптимальный вариант

Количество идеально сферических частиц стеклометаллических микрошариков размером 450-3100 мкм составили 96,5%.

Коэффициент диффузного отражения, проводимый на приборе ПОС-1 по стандартной методике, составил 71%.

Пример

Порошок стали 0,25 кг и тонкоизмельченный в шаровой мельнице порошок стекла 0,75 кг увлажняли до 9%, усредняли в лабораторном смесителе в течение 20 минут. Шихту гранулировали в лабораторном грануляторе до получения гранул 0,5-2,0 мм. Гранулы помещали в порошковый питатель электродугового плазмотрона УПУ-8м. Зажигали дугу и подавали в плазменную горелку плазмообразующий газ аргон и шихту с расходом 2,5 гр/сек.

В плазменной горелке со средней массовой температурой плазменного факела 5000°С происходило мгновенное плавление шихты с образованием сферических расплавленных частиц. Под действием отходящего плазмообразующего газа аргона частицы трансформировались в зону накопителя, где охлаждались и накапливались в сборнике.

Количество идеально сферических частиц стеклометаллических микрошариков размером 450-3100 мкм составили 96,5%, количество брака – 3,5%.

Коэффициент диффузного отражения, проводимый на приборе ПОС-1 по стандартной методике, составил 71%.

Таким образом, при разработанном составе шихты для получения стеклометаллических микрошариков, были получены стеклометаллические микрошарики высокого качества, с низким количеством брака, без использования каких-либо дополнительных связующих компонентов.

Изобретение относится к области разработки шихты для получения стеклометаллических микрошариков. Может использоваться в технике, электронике, биотехнологии, в ювелирном деле. Состав шихты для получения стеклометаллических микрошариков содержит, мас.%: порошок стали - 25 и порошок стеклобоя - 75. При этом гранулированная шихта увлажнена до 8-10%. Обеспечивается получение стеклометаллических микрошариков высокого качества, с низким процентом брака, без использования в шихте связующих материалов. 1 табл., 1 пр.

Шихта для получения стеклометаллических микрошариков, включающая металлическую составляющую и стеклосодержащую составляющую, отличающаяся тем, что в качестве металлической составляющей она содержит порошок стали, в качестве стеклосодержащей составляющей – тонкодисперсный порошок стеклобоя, при этом шихта гранулирована до 0,5-2,5 мм, увлажнена до 8-10% и содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:

порошок стали 25 порошок стеклобоя 75