Стекло Советский патент 1985 года по МПК C03C3/85 

Изобретение относится к составам стекол, предназначенных преимущественно для производства изделий технического назначения, например оболочек зарядов к перфораторам с последующим упрочнением их методом ионного обмена. Стеклянные оболочки зарядов к пер фораторам предназначены для вскрытия нефтегазоносных пластов при повышенном давлений. В,связи с этим к ним предъявляются повьшенные требования по баростойкости в процессе их эксплуатации. Известно стекло ij , включающее, мас.%: SiOj 46-6Г, СаО 9-25; AljO, 6-16; MgO 4,6-8; 0,5-8,7 Ре,,0з 0,1-1; TiOi 2-7,4; SO-, 0,1-0,3 один окисел из группы P20y,Sn02 0,24,1. Температура варки 1480-1530°С. Недостатком данного стекла является низкая склонность к ионообменному упрочнению вследствие высокого содержания оксида кальция, который оказывает тормозящее действие на диффузию ионов К и Na. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является стекло 2j включающее, нас.,: SiOi 66,02 71,97; AljjO, 1-6,72; СаО 8,8-9,88, MgO 0,8-2,0; NajO 13,14-15,74; К,0 0,24-2,39; 0,036-0,361 52-0,024-0,24, MnO 004-0,04; Ti02 0,006-0,055, PjO , 0,01-0,1 , Недостатком известного стекла являются его невысокие ионообменные свойства, позволяющие при упрочнении получать стеклоизделия с большой глубиной сжатого слоя, а следовательно, и повыщенньми физико-механическими свойствами (в частности, баростойкостью). Цель изобретения - пош ппение напряжений сжатия и термостабильности после упрочнения за счет ионного обмена. Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее SiO, KjO, , MgO, СаО, , TiO содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%: 57,5-70 6-15 1.5-5 5-18 4-8 1-4 0,02-2 0,02-2 Конкретные составы стекол привеены в табл. 1. Таблица 1 31 Известно, что двущелочные стекла обладают бпльгаей жесткостью структур ного каркаса и, следовательно, меньшей склонностью к уплотнению структуры в йроцессе ионного обмена по сравнению с однощелочными. В то же время стекла, предназначенные для ионнообменнрго упрочнения, будут оптимальными, если они являются алюмосиликатными, имеющими соотношение оксида алюминия к ОКСИДУ натрия .близ кое к единипе. Введение IB состав, стекла КяО в количестве 1,5-5 мае.% приводит к значительному увеличению глубины - сжатого слоя после ионного . Это связано с тем что наличие ионов калия в составе стекла облагчает диф фузию ионов калия из упрочняющего расплава по собственным вакансиям. Снижение содетякания К20 в составе стекла менее 1.,5 мас.% не оказывает подобного действия. Увеличение количества KjO в стекле более 5 мас.% пр водит к тому, что диффузия ионов калия по собственным вакансиям становится предпочтительной, 4Tq приводит 84 к значительному снижению напряжений сжатия при ионном .обмене. В качестве сырьевых материалов для варки стекла используют песок, соду, сернокислый натрий, глинозем, поташ, мел, магнезию, оксид титана, фосфорнокислый аммоний. Температура варки стекла 1 А50-1500с. Температу ра прессования оболочек перфораторов 1130-1150°С. Температура отжига оболочек 550°С. Упрочняют изделия при в течение 4 ч. Баростойкость оболочек определяют в сосуде высокого давления (СВД). Склеенные клеем К-250м корпус и крышка внцерживались в СВД при определенном давлении и температуре в течение 2 ч. После испытаний на стекле не должно быть посечек, трещин и попадания воды внутрь оболочки. Применение стеклянных оболочек , в зарядах перфораторов, обладающих повыпенной баростойкостью, дает значительный народнохозяйственный экономический эффект 124500 руб. Физико-химические свойства стекол после упрочнения ионным обменом приведены в табл. 2. Таблица 2

СТЕКЛО, включающее SiOj, , , , MRO, CaO, ,, TiOj, отличающееся тем. что, с целью повышения напряжений сжатия и термостабипьности после упрочнения за счет ионного обмена, оно содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%: SiOj57,5-70 Al20j6-15 KjO1,5-5 Na O5-18 MRO4-8 CaO1-4 ,02-2 TiOg0,02-2