Стекло для стеклокристаллического материала Советский патент 1992 года по МПК C03C10/12 

&

Изобретение относится- к составам стекол для стеклокристаллических материалов, которые могут быть использованы в приборостроении, химическом машиностроении и других отраслях промышленности для работы в условиях химически агрессивных сред и термоударов. Цель - повышение теплопроводности и химической устойчивости. Для этого стекло содержит, мас.%: SiOa 58,00-67,00; А120з 16,00-20,00; Li20 1,00-2,00; MgO 2,00-3,99; ТЮ2 5,00-6,00; В20з 4,01-6,00; PzOs 3.00- 5,00; SnOa 0,50-0,99; СиО 0,50-1,00. Стекло- кристаллический материал характеризуется теплопроводностью 1,24-1,36 Вт/м.град; химической устойчивостью к 1 н.раствору HCI 99,85-99,94%, температурным коэффициентом линейного расширения в интервале температур 20-400°С 13,15-42, 1/°С. 2 табл.

Изобретение относится к составам стекол для стеклокристаллических материалов, которые могут быть использованы в приборостроении, химическом машиностроении и других отраслях промышленности для работы в условиях химически агрессивных сред и термоудара.

Задачей изобретения является разработка состава стекла с низким температурным коэффициентом линейного расширения, высокой теплопроводностью и химической стойкостью, с малым содержанием оксида лития, для жаростойкой посуды и кухонных плит.

Известны стекла для стеклокристаллических материалов, включающие SI02, . Lf20, MgO, ZnO, P20s, Zr02, Na20. ТЮ2 и AS2U3. Они могут использоваться в приборостроении, в химическом машиностроении. Стеклокерамика, полученная на основе

этого стекла, имеет низкий ТКЛР и высокую механическую прочность. Однако недостатками этих стекол является высокое содержа- ние оксида лития, обеспечивающего образование кристаллической фазы с низким ТКЛР в ситалле, содержание в шихте токсичного оксида мышьяка, а также низкая химстойкость.

Известно также стекло, включающее 5Ю2, А120з, Li20. В20з, MgO, ZnO, P20s,Zr02, Na20, CaO, ТЮ2, которое отличается низкой химстойкостью и высоким содержанием оксида лития, обеспечивающим образование /3-эвкриптита или/2 -сподумена в стеклокри- сталлическом материале.

Известно стекло, содержащее SI02. , LJ20. В20з, MgO, ZnO, CaO, P20s, Zr02. №20, K20, Sn02 и Ре20зГНедостатком этого стекла является высокое содержание оксида лития, а также низкая теплопроводность.

о

00

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стеклокри- сталлический материал, содержащий SI02, , LlaO, MgO, Na20, TiU2. PbO, А$20з (или (NH4bS04) при следующем соотноше- нии компонентов, мас.%: SI02 66,00-68,50; А 20з20,50-23.00; LI20 2,70-2,90; MgO 1,80- 2,20; Na20 1,80-2,20; Ti02 4,20-4,80; PbO 0,50-3,00; А820з 1,0-3,0 (или (NH4bS04 1,00-3,00)..

Недостатком прототипа является наличие в его составе высокотоксичных As203 и РЬО, высокое содержание дефицитного и дорогостоящего оксида лития, а также недостаточно высокие значения теплопроводно- сти и химической устойчивости сте.клокристаллического материала.

Цель изобретения - повышение теплопроводности и химической устойчивости стеклокристаллического материала.

Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее SI02, AI02, LI02, MgO, ТЮ2, дополнительно содержит В20з, P2Qs. Sn02 и CuO при следующем соотношении компонентов, мас.%: SI02 58,00-67,00; 16,00-20,00; LIzO 1,00-2,00; MgO 2,00- 3,99; Ti20 5.00-6,00; В20з 4,01-5,00; PsOs 3,00-5,00; Sn02 0,50-0,99; CuO 0,50-1,00.

Отличительным признаком изобретения по сравнению с прототипом являются наличие в стекле оксидов бора, фосфора, олова и меди и низкое содержание оксида лития.

При заявленном соотношении компо- нентов изменяется микроликвационная структура стекла, происходит перераспределение катион-кислородных группировок между ликвидирующими фазами так, что эти группировки более статистически равно- мерно распределяются в объеме стекла, что вызывает увеличение теплопроводности и

химической стойкости стекла и стеклокристаллического материала на его основе.

В качестве сырьевых материалов для варки стекла используют песок, глинозем, углекислый литий, углекислый магний, борную и ортофосфррную кислоты, диоксид олова, оксид меди, диоксид титана.

Стекло не требует специальных условий варки, хорошо проваривается при температуре 1570-1650°С, вырабатывается методом литья, но может вырабатываться всеми методами стекольной технологии. Максимальная температура кристаллизации стекол 1020-1050°С. Конкретные составы стекол и их свойства приведены в тдбл.1 и 2.

Результаты исследования свойств стекол и стеклокристаллических материалов на их основе (табл.2) показали, что предлагаемые составы имеют низкие значения ТКЛР стекла и стеклокристаллических материалов, а также обладают по сравнению с прототипом более высокой теплопроводностью и химической стойкостью.

Формула изобретения Стекло для стеклокристаллического материала, включающее SiOa, AlaOs, Li20, MgO, TiOa, отличающееся тем, что, с целью повышения теплопроводности и химической устойчивости, оно дополнительно содержит В20з, PzOs, Sn02, CuO при следующем соотношении компонентов, мас.%;

Si0258,00-67,00

А 20з16,00-20,00

L1201,00-2,00

MgO2,00-3,99

Т1025,00-6,00

В20з- 4,01-6.00

P20s3,00-5,00

Sn020,50-0,99

CuO0,50-1,00

Таблица 1

Ввиду того, что в описании прототипа не приведены конкретные составы стекол, для сравнения с заявляемыми выбран произвольный состав в соответствующих пределах, мас.%: SI02 66,80; А120з 20,50; LfcO 2,80; МдОг 2,00; ТЮ2 4,30; NaaO 1,80; РЬО 0,80; АззОз 1,0.

Та б л и ца2