Способ повышения химической устойчивости стекла Советский патент 1991 года по МПК C03B32/00 

Изобретение относится к стекольной промышленности и касается способа повышения химической устойчивости ликвирующих стекол,ситаллов и стеклянных волокон

Целью изобретения япляется повышение устойчивости в щелочмых средах ликвирующих стекол

Сущность способа повышения химической устойчивости стекол заключается в том, что при тепловой обработке при температуре трансформации происходит упорядочение структуры повышение плотности, упрочнение решетки, распределение связей, способствующих высокой компактности структуры и упрочнению связей Si-0-Si, ответственных за щелочеустоичизость системы

Пример 1 Стекло пирекс системы №20-В20з-5Ю2 составе, мае % Si02 80, В20з 12; NazO 3 5, К20 1,0, 1,5, СаО + + Мд02,0

Исходная щелочеустойчивость пирекса без термической обработки равна 1 Юмг/дм2. Стекло подвергают термообработке в течение 3 ч при температуре трансформации Тд 565°С. Щелочеустойчивость равна 100 мг/дм . При термообработке в течение 14 ч щелочеустойчивость равна 74 мг/дм , при термообработке в течение 23 ч - 55 мг/мг . При температурах ниже Тд и времени обработки менее 3 ч процессы структурирования и дис- пропорционирования связей ослаблены и наблюдается незначительное улучшение щелочеустойчивости. При температурах выше Тд происходит интенсивное тепловое воздействие и усиление гармонических колебаний связей, приводящее к их разрушению и размягчению стекла. При обработке более 23 ч процессы структурирования хотя и происходят, но при достижении щелочеустойчивости 50 мг/дм замедляются Именно в этот момент достигается наивысшая щелочеустойчивость на уровне кварцевого стекла (50 мг/дм2).

Дальнейшая длительная изотермическая термообработка в течение 48 и 72 ч не приводит к улучшению химической устойчивости и является излишней энергозатратой.

С

С

О N N N О

Пример 2. Ситалл 224-18 (СТЛ-6) имеет исходную щелочеустойчивость в 2 н. NaOH 65 мг/дм2.

Ситалл подвергают термической обработке при температуре трансформации Тд 6бО°С в течение 3 ч, щелочеустойчивость составляет 57 мг/дм , при термообработке в течение 14 ч щелочеустойчивость составляет 48 мг/дм2, при термообработке 23 ч - 35 мг/дм . При температуре ниже Тд и вре- мени термообработки менее 3 ч упорядочение структуры и упрочнение связей SI-0-SI, ответственных за щелочеустойчивость, происходит медленно и в малом количестве. С повышением температуры выше Тд проис- ходит интенсивное микрорасслаивание, выделение литийсодержащей фазы и образование зародышей кристаллических фаз ft -сподумена, которые способствуют снижению щелочеустойчивости. В ситалле 224- 18 при термообработке более 23 ч существенного изменения щелочеустойчивости не наблюдается.

Пример 3. Стекло состава, мас.%: Si02 65; Zr02 Ю: Ре20з4; СаО 6,0; Na20 12; МдО 1; АЬОз 3. Исходная щелочеустойчивость без термообработки равна 10 мг/дм , после термообработки при 614°С в течение 3 ч щелочеустойчивость равна 9 мг/дм2, при термообработке в течение 14 ч - 8 мг/дм , после термообработки в течение 23 ч - 7 мг/дм2. Эти стекла характеризуются исключительной щелочеустойчивостью, но и для них снижение потерь в массе в щелочных средах

после изотермической обработки при температуре трансформации Тд является значительным по сравнению с исходной величиной коррозии и имеет большое практическое значение. При температурах выше Тд щелочеустойчивость снижается и достигает минимума при размягчении стекла.

Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить щелочеустойчивость высококремнеземистых стекол системы Na20-B203-Sl02 в 1,5-2 раза, для систем, предназначенных для синтеза ситаллов, в основном это ликвирующие стекла, щелочеустойчивость повышается в 1,5-2 раза, для особо щелочеустойчивых стекол системы Na20-Zr02-Si02 с добавками переходных металлов она повышается на 30% и более в зависимости от условий варки (окислительные или восстановительные). Способ повышения химической устойчивости стекол может найти применение для химико-лабораторной посуды, аппаратуры, в медицинской технике и биологической, где важна максимальная инертность к щелочной среде крови, плазмы и продуктов деятельности человека и животных. Формула изобретения Способ повышения химической устойчивости стекла путем термической обработки, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости в щелочных средах ликвирующего стекла, термическую обработку осуществляют в течение 3-23 ч при температуре трансформации.

Изобретение относится к стекольной промышленности и направлено на повышение устойчивости в щелочных средах ликвирующих стекол. Осуществляют изотермическую тепловую обработку при температуре трансформации в течение 3-23 ч. Происходит упорядочение структуры плотности, упрочнение связей каркаса, что спо- собств ет росту коррозионной устойчивости в щелочных средах.