Скло

Изобретение относится к хрустальным стеклам, предназначенным для изготовления сортовой посуды и декоративной скульптуры ручным и механизированным способами. Известно стекло для выработки сортовой посуды, включающее, мас.%: SiO2 69-72; Na2O 8-15; К2О 2-9; СаО 4,8-9,0; ВаО 1-5; В2О 3 0,5-1,0; АІ 2О 3 0,5-2,5; АІ 2О 3 0,1-0,2 [1]. Недостатком его является многокомпонентность, с использованием сложного набора дефицитных и токсичных оксидов сурьмы, селена, неодима, бора и никеля в качестве обесцвечивателей. Для введения указанных оксидов применяется дорогостоящее сырье, требующее специальных условий хранения, что снижает экономическую эффективность применения данного состава. Кроме того, он обладает технологическими свойствами, которые не позволяют вырабатывать его на высокопроизводительных стеклоформующих автоматах ввиду близости верхнего предела кристаллизации к температурному интервалу выработки, который у этого стекла сравнительно узок ("короткое" стекло), что затрудняет изготовление изделий сложной конфигурации. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является стекло, включающее, мас.%: SiO2 70,5-73,5; СаО 4,0-7.0; МgО 0.1-2,0; AI 2O3 1,0-2,5; ВаО 2 ,0-3,0; Na 2O 9.5 13,5; К2О 0,1-3,0; SrO 0,5-5.7 [2] В отличие от состава [1] в стекле [2] отсутствуют де фицитные и токсичные обесцвечиватели и оксид бора, что повышает экономическую эффективность его использования. Улучшение технологических свойств состава стекла (2) достигается дополнительным введением щелочеземельных оксидов МgО и SrO Недостатком и этого стекла является многокомпонентность, а наличие в его составе щелочеземельных оксидов в указанном соотношении приводит к необходимости использования дорогостоящего сырья. Так предлагаемое процентное соотношение щелочеземельных оксидов Са и Mg не соответствует пропорциональному количеству эти х оксидов в доломитах известных месторождений, включая украинские (CaO/MgO = 1,5-2/1), что затрудняет их использование. Подшихтовка мелом влечет дополнительное введение в стекло сопутствующи х оксидов поливалентных металлов. Поэтому для выдерживания приведенной в описании изобретения светопрозрачности (90%) появляется необходимость применения дорогостоящего магнийсодержащего сырья марки "хч". По той же причине для введения оксида алюминия требуется дорогостоящий глинозем поскольку известное алюмосодержащее сырье (пегматиты и ПШК) содержат завышенное количество поливалентных оксидов. Присутствующий в составе (2) оксид стронция традиционно вводится в стекло его солями, как правило карбонатами, которые практически всегда содержат примеси. Кроме того, оксиды стронция и магния в сравнении с оксидом бария уменьшают коэффициент преломления стекла (парциональные величины их соответственно равны 1,77,1,61 и 1,88) из-за чего оптические характеристики этого стекла ниже уровня, требуемого для хрустальных стекол. Задача заявляемого изобретения - удешевление состава стекла при сохранении заданных (удовлетворительных) технологических свойств и улучшение оптических характеристик до величины, достаточной для отнесения его к категории хрустальных. Поставленная задача решается тем, что в стекле, включающем SiO2, K2 O, Na2 O, BaO, СаО указанные компоненты содержатся в следующих количествах, мас.%: SiO2 68,4-71,8; К2О 6,0-7,0; Na2O 10,2-12,0; BaO 7,1-5,0; СаО 6,2-4,5 при соотношении Na2O/K2O 1,61-1,71 и ВаО/СаО 1,11-1,19. Известно, что щелочные оксиды понижают температуру варки стекла и увеличивают температурный интервал выработки ("удлиняют" стекло). Действие щелочеземельных оксидов неоднозначно - при высокой температуре они способствуют разжижению расплава стекла, ускоряя его варку, но с понижением температуры в область выработки они же способствуют быстрому нарастанию вязкости, тем самым сокращая интервал выработки ("короткое" стекло), что затрудняет выработку изделий сложной формы механизированным способом. Многочисленные эксперименты показали, что при определенном (указанном выше) соотношении щелочеземельных и щелочных оксидов можно синтезировать составы стекол со сравнительно невысокой температурой варки (1450-1460°С) и температурным интервалом выработки (температура ликвидуса 9601030°С), достаточным для производства сортовой посуды сложной конфигурации механизированным способом. В то же время простота состава и оптимальное соотношение оксидов позволило бы без особо чистых так и без дополнительных (подшихтовка) сырьевых материалов получить недорогое стекло с оптическими характеристиками, позволяющими отнести его к категории хрустальных. Таким образом, технический результат от использования заявляемого состава при соблюдении указанных соотношений щелочеземельных и щелочных оксидов заключается в том, что это дало возможность получить стекло с оптимальным сочетанием технологических свойств - невысокая температура варки и температурный интервал выработки, обеспечивающий производство сортовой посуды сложной формы механизированным способом, и оптических характеристик - светопрозрачность и показатель преломления, позволяющие отнести это стекло к категории хрустальных. Примеры осуществления изобретения, Синтез стекол проводили из традиционно применяемых сырьевых материалов - песок, мел, сода, поташ, селитра, углекислый барий. Составы стекол варили в тигельной газовой печи прямого нагрева при температуре 1450-1460°С. Вырабатывали методом отлива на плиту. Конкретные составы стекол представлены в табл.1. Для опытно-промышленного опробования был использован состав 3, варку которого проводили в ванной печи прямого нагрева периодического действия при температуре 1460°С. Стекло вырабатывали методом прессовыдувания и выдувания с изготовлением сортовой хрустальной посуды и декоративной скульптуры. Свойства стекол приведены втабл 2. Как видно из таблиц заявляемые стекла имеют ряд преимуществ по сравнению с известными составами (прототип). При практически одинаковых те хнологических характеристиках они обладают улучшенными оптическими свойствами - более высокой светопрозрачностью (92-95%) и показателем преломления (п = 1,515-1,520), позволяющим отнести эти стекла к категории хрустальных. Кроме того, простота состава, отсутствие в нем дефицитных и дорогостоящих компонентов делает его недорогим и доступным для широкого применения.