Стекло для изготовления стеклокристаллического материала Советский патент 1992 года по МПК C03C10/16 

сферолитовыми включениями и улучшение декоративных свойств.

Цель достигается тем, что стекло дляизготовления стеклокристаллического материала, включающее оксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид натрия, красители, дополнительно содержит оксид калия и фтор при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид кремния 55-60; оксид алюминия 6-9; оксид кальция 17-25; оксид магния 3-10; оксид натрия 1-2, красители 0,1-1,5, оксид калия 5-7, фтор 1-1,8.

Варку стекла проводят в стекловаренных газопламенных или электрических печах при температуре 1450-1480°G, среда слабоокислительная (за исключением стекол с Cu20 в качестве красителя). Формование осуществляют на прокатной машине специальной конструкции (типа завода Автостекло) в виде непрерывной ленты или на автоматических прессах типа АПБ-10 в виде плит размером ЗООх ЗООх 15 мм, 250 х 250х X 15 мм, возможно формование методом свободного литья.

Для получения стеклокристаллических материалов со сферолитовыми включениями стекла указанного химического состава подвергают термообрабоке. Термообработку изделий проводят непосредственно после их формования и в зависимости от подготовки стекла к сферолитообразованию может быть одно или двухступенчатой. Термообработку проводят в роликовой щелевой печи.

Согласно одноступенчатому режиму отформованное изделие охлаждают до 650°С и 3ateM со скоростью 120-150°С/ч нагревают до температуры 930-950°С, выдерживают 30-60 мин, и охлаждают до комнатной температуры со скоростью 200-250С/ч. Двухступенчатая термообработка заключается в том, что отформованное изделие охлаждают до 650С, помещают в печь, нагревают до 700-750 С, выдерживают при этих температурах 30-60 мин с тем, чтобы в стеле прошли ликвационные процессы, а затем нагревают со скоростью 120-150°С/ч до 930-950°С, выдерживают 30-60 мин и охлаждают.

С целью вьшаления фактуры материала и придания поверхности блеска термообработанные плиты подвергают шлифовке и полировке на конвейерных линиях

Получение стеклокристаллических материалов со сферолитами различной окраски обеспечивается определенным химическим составом стекла и соответствующим режимом термообработки.

Количество фтора в составе стекла и вид применяемого красителя диктуют режим термообработки, В том случае, если количество фтора находится в пределах 1,5 - 1,8%

ив качестве красителя используются окислы, склонные к образованию центров кристаллизации, то режим термообработки может быть одноступенчатым, поскольку процесс выделения центров кристаллизации частично происходит при охлажденми стекла. В случае стекол с меньшим содержанием фтора (1-1,3%), рекомендуется дву/ступенчатый режим термообработки, выдержка на 1 ступени в области температур 700-80°С способствует ликвации стекла и подготовке локальных областей к выделению сферолитов.

На основе описываемого состава возможно получение стеклокристаллических

0 материалов самой различной цветовой окраски, поскольку роль глушителя и инициатора процесса сферолитообразования выполняют ионы фтора, не являющиеся хромофорами. В связи с этим введение любого

5 красителя оказывает эффективное воздействие на окраску закристаллизованного материала. В связи с тем, что красители в зависимости от своеЯкрйсталлохимической природы неодинаково распределяются в

0 стеклофазе, и в сферолитах усиливается декоративный эффект. Волластонит, выделяющийся в описываемых составах стеклокристаллических материалов, не склонен к широким изоморфным замещениям, следствием этого является различная окраска сферолитовых участков и глушеного стекла. Кроме того, элементы переменной валентности при кристаллизации склонны изменять координационное состояние, что

0 обуславливает иную их окраску. В табл.1 приведены примеры составов стекла, в табл.2 - их свойства.

П р и м е р 1. Стекло состава 1 варят с использованием традиционных для стекольных производств сырьевых материалов; песка, мела, соды, поташа, криолита, глинозема, доломита и окиси кобальта. Возможно использование доменных шлаков, предварительно обессеренных. Температура варки 1450-1470°С, среда слабоокислительная. Термообработка двухступенчатая; скорость подъема от температуры 1 ступени до Т2 - 150°С/ч, Т2 930°С, время выдержки - 1 ч. Скорость охлаждения 2005 .Получается

стеклокристаллический материал, состоящий из глушеного стекла синего цвета со сферолитами светло-голубого цвета. Сферолиты имеют размеры от 3 до 10мм в диаметре. Распределение их неравномерное, что придает материалу своеобразный колорит, наиболее вь(являемый после шлифовки и полировки. П р и м е р 2. Стекло варят при температура 1470°С, среда слабоокислительная. Термообработка одноступенчатая, медленный подъем температуры со скоростью 120°С/ч до 930-950°С, выдержка 1 ч. Охлаждение медленное. Окраска материала выдержана в зеленых тонах, глушеная стеклофаза светло-зеленого цвета и на ее фоне светло-салатовые сферолиты различных размеров от 3 до 8 мм. Пример 3. Стекло варят при температуре 1480°С, среда слабовосстановительная; Термообработка одноступенчатая, аналогичная приведенной в примере 2, Термообработаннмй материал имеет серо-голубой цвет, размер сферолитов колеблется в пределах 3-5 мм. П р и м е р 4. Температура варки стекла 1460-1480°С, среда - резко восстановительная. Режим термообработки двухступенчатый: Tt - 800°С. г 30 мин: Та - 930°С. г 60 мин. Материал с поверхности имеет пленку черного цвета, после сошлифовки ее открывается глушеная стеклофаза голубовато-зеленоватого цвета с одиночно распределенными сферолитами оранжевого цвета. П.р и м е р 5. Стекло состава 5 варят при температуре 14бО-1480С, среда слабовосстановительная: Режим термообработки двухступенчатый. На основе стекла данного состава при совместном присутствии двух красителей - окислов хрома и меди получается материал зеленого цвета с коричневыми сферолитами.

Таблица Г П р и м е р 6. Стекло состава 6 варят при температуре 1460-1480°С, среда нейтральная, термообработка двухступенчатая. Получаемый стеклокристаллический материал имеет оранжево-коричневый цвет. Изделия в процессе термообработки не деформируются и легко поддаются шлифовке и полировке алмазным инструментом. При механической обработке приведенных в примерах составов сте клок ристал л ических материалов уменьшился расход алм.азного инструмента. Объясняется зто тем. что в присутствии заданного количества фтора уменьшилась склонность стекла к кристаллизации, что привело к некоторому снижению механических показателей (микротвердости, износоустойчивости). По механическим характеристикам разработанный материал приблизился к граниту. Уменьшение износоустойчивости не является в данном случае отрицательным явлением, поскольку основное применение материала - облицовка стен, колонн, создание внутренних интерьеров. Благодаря уменьшению количества кристаллической фазы в материале уменьшается расход алмаза при его шлифовке и полировке и улучшаются его декоративные качества. Описываемый материал представляет собой цветное глушеное стекло, на фоне которого располагаются отдельные сферолиты или их скопления иной окраски. Синтезированные стеклокристаллические материалы различной цветовой гаммы являются заменителями природных отделочных материалов - мрамора и гранита. Основные области их применения - облицовка стен, колонн гражданских зданий, спортивных, торговых, зрелищных сооружений и станций метрополитена.

Таблица

СТЕКЛО ДЛЯ ИЗТОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАИзобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано в качестве строительного материала для внешней и внутренней отделки различных зданий, сооружений, станций метрополитена. Известен состав для изготовления стеклокристаллического материала, содержащий окислы SI02, А120з, СаО, NaaO, КаО, ВзОз, взятые в следующих соотношениях, мас.%: S102 57,5-76; А120з 9,4-10; СаО 9.632.5; Na20 0-1,9; К20 0-1,9; В20з 0-1,9. Получение узора достигается за счет формования выступов на поверхности. Кристаллы волластонита растут перпендикулярно поверхности. Недостатком данного состава является необходимость проведения шлифовки закристаллизованных выступов с целью выявления узора, создаваемого на поверхности ЛА, включаюи1ее оксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид натрия и красители, отличающееся тем, что, с целью получения материала гранитОподобной фактуры со сферолитовыми включениями и улучшения декоративных свойств, оно дополнительно содержит оксид калия и фтор при следующем соотношении компонентов, мас.%: Оксид кремния55-60 Оксид алюминия6-9 Оксид кальция17-25 Оксид магния3-10 Оксид натрия1-2 Красители0.1-1,5 Оксид калия5-7 Фтор1-1,8 (Л с иглами - волластонита. Формование выступов и их шлифовка после термообработки sO усложняют технологический процесс. О: XJ Наиболее близким по технической сущО СО ности является стекло для стеклокристаллического материала, включающее, мас.%; -ч Si02 51-60; А120з 7-12; СаО 15-28; МдО 3-6; Na20 2-9; МпО 0.1-1.0; ТЮ2 0.1-1,0; Ре20з0.1-1.0;5Ь28з2-5. Недостатком данного состава является невозможность получения стеклокристаллических материалов разнообразной цветовой гаммы. К недостаткам данного материала следует отнести сложность механической обработки, приводящей к повышенному расходу алмазного инструмента при его шлифовке и полировке. Целью изобретения является получение материала гранитоподобной фактуры со

Плотность, кг/м 2600 2650 Прочность на изгиб, МПа 25 26,8 Прочность на сжатие, МПа 525 530 Твердость по Ноосу 7 7 Уд.ударная вязкость, кгсм/см . 0,98 0,89 Сопротивление истирании, г/см 0,13 0,12 Микротаердосгь, МПа6200 6250 6120 6000 6350 Водопоглощение, О О О 00 25,7 32,5 t,28 1,11 0,10 О,111 2800 2750 2600 2790 2600-2800 30,3 38 31,5 5 550 536 556 529 100-330 7777 около 7 1,5 bit 1,i5 1,38 1, 0,ОЭ 0,15 0,19 0,22 0,1-0,5 6500 6300 6250 бОВО О 00 О 0,1-1,0