Стекло для стеклокристаллического материала Советский патент 1992 года по МПК C03C10/06 

СО

С

Сущность изобретения: стекло содержит, мас.%: оксид кремния 43,85-47,48 (БФ SI02); оксид алюминия 14,75-17,07 (БФ АЬОз); оксид фосфора 1,99-2,00 (БФ PaOs); оксид кальция 23,90-24,60 (БФ СаО); оксид магния 8,77-9,70 (БФ МдО); оксид натрия 0,40-0,54 (БФ NaaO); оксид калия 0.03-0,05 (БФ КгО); оксид железа 0,61-0.96 (БФ Рв20з); диоксид титана 0,27-0,37 (БФ tlOa): фтористый кальций 0,27-0,39 (БФ CaF2), Характеристики стекла: температура варки 1350-1380°С, предел прочности при статическом изгибе 1460-1500 кгс/см : истираемость 0,53-0,55 г/м ; микротвердость 9000-9200 МПа. 3 табл.

Изобретение относится к стеклокри- сталлическим материалам, которые предназначены для службы в условиях высоких механических нагрузок и влажной атмосферы.

Известен состав стеклокристаллическо- го материала, содержащий следующие компоненты, мас.%:

41,1-44,9

10,8-18,9

1,05-3,1

0.45-0,86

Si02 СаО МдО

TI02

S2- FeO

Рв20з

Na20 К20 Р205 СГ203

0,05-0,15; 1.9-2,94 7.4-9.0 1,6-4,0 2,5-3,0 0,6-1.0 0.1-0.8

Недостатком указанного состава является низкая водо- и щелочеустойчивость. а также низкое значение предела прочности при сжатии.

Известен стеклокристаллический материал следующего состава, мас.%:

Si 0255-60

А 20з6-9

СаО17-25

МдО3-10

К205-7

Na201-2.

F1-2.5

К недостаткам данного состава относится значительное содержание фтора, что может привести к ухудшению условий работы в цеху.

Известен искусственный камень, содержащий следующие компоненты, мас.%

SI0230-60

АЬОз.0-5

ч to со о о го

РеаОз 0-2; MgO 5-30; СаО 20-40; Na20 или K202-10.

Недостатком искусственного камня является высокая температура кристаллизации стекла 1000-1250°С.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является каменное литье, имеющее следующий состав, мас.%:

5Юг46,5-55,0

АЬОз12,0-14,0

P20s0,6-5,0

СаО10,0-17,0

MgO1,5-11,0

N3201,5-2,5

К20 „ 1,0-2,0

Ре20з2,0-2,5

FeO1,3-1,5

ТЮ20,6-0,8

Сг20з0,5-0,7

МпО0.3-9,0

50з0,1-1,0

Известные составы плавятся при 1450- 1550°С в течение 1,5-3 ч, что приводит к значительным энергетическим затратам, а также к улетучиванию некоторых оксидов (P20s, К20, Na20) из поверхностного слоя стекломассы. Кроме того, известные составы обладают низким значением ((5ИЗг) предела прочности при статическом изгибе и сравнительно высоким значением водопоглаще- ния.

Целью изобретения является повышение предела прочности при статическом изгибе, устойчивости к истиранию и снижение водопоглащения.

Поставленная цель достигается тем, что стеклокристаллический материал, включающий SI02, АЬОз. СаО, МпО. P20s, Рв20з, ТЮ2. Na20, K20, дополнительно содержит CaF2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SI0245,85-47.48

А 20з14,75-17,07

P2Os1,99-2.00

СаО23,9-24.6

MgO8.77-9.7

N3200.4-0.54

К200.03-0,05

Рв20з0,61-0.96

Т1020.27-0,37

CaF20.27-0.39

Для получения ситаллэ используют местные сырьевые мэтериалы и отходы промышленности каолин и известняк Ангренского месторождения (55-63 мас.%). доломит Дехканобадский (30-36 мас.%), фосфорит Сардара или Каратау (4-8 мас.%), кварцевый песок - отход обогащения Анг- ренских каолинов (0-5 мас.%).

Стекло получают следующим образом. Исходные компоненты измельчают и тщательно перемешивают в шаровых мельницах. Варку стекла проводят в электрической печи с силитовыми нагревателями в алундовых и корундизовых тиглях с выдержкой 1 ч при максимальной температуре 1350-1380°С с последующим сливом стекломассы в холодную проточную воду. Пол0 ученный стеклогранулят измельчают в шаровой мельнице до полного прохождения через ситоМг 0063. К полученному порошку стекла добавляют до 13% парафина для формования изделий методом горячего

5 литья под давлением. Кристаллизацию изделий проводят при 850-950°С с выдержкой 1ч.

В табл. 1 приведены конкретные составы предлагаемых ситаллов, в табл. 2 - их

0 физико-технические свойствз, в табл. 3 - химический состав используемых сырьевых материалов.

Из табл. 2 следует, что предлагаемые составы стеклокристаллических материалов

5 имеют высокий показатель предела прочности при изгибе 1500 кгс/см2 (у прототипа 490 кгс/см2), низкую истираемость 0,55 г/м2 (у прототипа 0,96 г/м ) и нулевое водопогло- щение после 24 и выдержки (у прототипа

0 0,12%).

.Высокое значение предела прочности при изгибе и низкая истираемость стекло- кристаллического материала обусловлены образованием материала со структурой

5 анортита и диопсида. Данные минералы характеризуются плотной упаковкой кристаллическойрешетки,высокими механическими и диэлектрическими свойствами.

0 Инициатором кристаллизации в предлагаемых ситаллах служит Р20з и CaF2 которыеобеспечиваютспеканиестеклокристаллического материала, обладающего минимальной пористостью и нуле5 вым водопоглощением

Предлагаемое стекло обладает высокой устойчивостью к изгибающим нагрузкам (150 МПа) и низкой истираемостью (0,55 г/м2). Эти показатели определили назначе0 ние ситаллэ в качестве нитепроводящей гарнитуры текстильных машин. В результате использования стеклокристаллического материала увеличивается срок службы ните- водителей и, как следствие, производитель5 ность текстильных агрегатов. Стеклокристаллический материал обладает способностью к самоглазурованию в про- цессет обжига, что придает изделиям эстетический вид. а также исключает трудоемкую Операцию глазурования.

Замена используемых в текстильной промышленности фарфоровых и металлических нитепроводников на предлагаемые си- талловые повысит ритмичность работы текстильных машин, что связано с улучшенными эксплуатационными показателями предлагаемого материала.

Формула изобретения Стекло для стеклокристалличёского материала, включающее SIO2, А120з, Р205. CaO, MgO, Na2O, teO, Ре20з, ТЮ2, отличающееся тем, что, с целью повышения предела прочности при статическом изгибе, устойчивости к истиранию, снижения водопоглощения, оно дополнительно содержит CaFa при следующем соотношении компо нентов, мас.%:

SI02

PzOs CaO MgO .NaaO К20 Ре20з

TI02

CaF2

43,85-47.48 14,75-17,07 1,99-2,00 28,90-24,60 8.77-9,70 0,40-0,54 0.03-0,05 0.61-0.96 0.27-0.37 0.27-0-39

Таблица 1

ТКЛР.Ы хЮ7

в интервале 20-300°С676 766 в интервале -20-900 С--- 66

Микротвердость, МПа91009 00уООО

Химическая устойчивость

ситалла (потери в весе),

% Н200,07U,090,06

35% NaOH0,60,50,95

IN NaOH- - . - . 0,82

Средни хитческий состав использованных сырьевых нате сна лов

Компоненты

|siot

Содержание, мае.

If.I.....-- --L.-.I™ JTio. I . I IF

Таблица2

Таблица}