Термостійке скло

Изобретение относится к технологии стекла, в частности к составам стекол, используемых для производства изделий, работающих в условиях резких перепадов температур (стекол для указателей уровня жидкости, смотровых стекол и термвэкранов для высокотемпературных установок, светотехнических колпаков, линз Френеля, защитных стекол для осветительной аппаратуры). Заявляемое стекло может быть также применено при изготовлении химико-лабораторных изделий и электровакуумных стекол. Известно термостойкое стекло, включающее [1], мас.%: SiO2 63,0-70,0; Аl2О3 15,0-22,0; ZnO 2,0-2,5; Li2O 2,5-3.5; Na2O 1,5-2,0; CaO 0,5-2,0; В2О3 2,0-2,5; AI 2O3 0,5-1 ТiО2 2,5-5.0. Известно также термостойкое стекло, содержащее [2], мас.%: SiO2 73,44-76,41; В2О3 11,00-18,00; АІ 2О3 1,4-3,23; CdO 0,09-0.50; MgO 0,05-0,50; ZnO 0,01-0,05; Na2О 3,96-8,01; К2О 1,12-2,06; Сl- 0,07-0,15; СеО2 0,050,35; SnO 0,02-0,20; Fе2О3 0,02-0,04; SO3 0,04-0,24. Составы термостойких стекол [1-2] могут быть использованы при изготовлении химико-лабораторных изделий, оболочек электровакуумных приборов, а также термостойких крупногабаритных изделий, работающих в условиях резких смен температур. Однако эти стекла имеют ряд недостатков. Наличие в составе стекла [1] оксидов с большей силой поля катиона Li2O, Аs2О3, ТiO2, которые являются катализаторами кристаллизации, предопределяют повышенную кристаллизационную способность стекла в интервале формования. Присутствие в составе значительных концентраций тугоплавких оксидов титана, алюминия (при незначительном содержании плавней Ме 2О, МеО, В2О3) обусловливает высокую вязкость стекла при варке, осветлении и формовании расплава, низкие выработочные характеристики стекол, способствуют ухудшению качественных показателей изделий из стекла. Аналогичные недостатки характерны для стекла состава [2]. Наличие в составе стекла катализаторов кристаллизации СеО2, SnO обусловливают повышенную кристаллизацию способность в интервале формования, ухудшают варочные и выработочные характеристики стекла. Несовершенство технологии, заключающееся в присутствии в составах стекол [1-2] значительных количеств экологически вредных компонентов-оксидов мышьяка, лития, титана, церия, олова, сложность самих составов, их многокомпонентность, использование для приготовления шихт химически чистых и дефицитных материалов, получаемых синтетическим путем, обуславливает сужение возможных областей практического использования этих стекол. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является термостойкое стекло [3], включающее, мас.%: SiO2 74,0-78,0; В2О3 11,0-15,0; Аl2О3 2.0-4,0; ВаО 0,5-2,5; СаО 0,2-1,5; МgО 0,5-5,0; F0,3-1,0; Аs2О3 0,2-1,0; ZnO 1,1-5,0; ZrO2 0.1-3,0; Сl- 0,1-0,5; Na2О 1,0-5,0; К2О 0,5-2,0; Li2O 0,1-1.5. В отличие от составов [1-2], стекло [3] имеет улучшенные технологические характеристики: более низкую температуру варки, выработки; в качестве основных сырьевых материалов для составления шихт использованы концентраты природных сырьевых материалов. Вместе с тем наличие в составе шихты и стекла [3] легколетучих компонентов: фтористых соединений металлов, оксидов мышьяка приводит к значительному усложнению технологии варки и формования изделий, поскольку длительная выдержка расплава при высоких температурах при нахождении его в ванных печах приводит к полному улетучиванию F, As2O3 из стекломассы, что обуславливает резкое увеличение ее вязкости, ухудшает осветление стекла. Присутствие в составах стекол оксидов с высокой силой поля катиона Li2O, ZrO2 в присутствии окислителей, введенных в шихту (Na2SO4, As2O3), при длительных выдержках стекломассы способствует кристаллизации боросиликатного стекла. Интервал формования стекла [3], определяемый как разность температур начала формования расплава методом прессования (Ig η = 4,3) и отжига изделия из стекла (lg η= 13), как у большинства боросиликатных стекол, имеет значительную длину, что предопределяет низкую скорость формования изделий из стекла на стеклоформующих агрегатах. Кроме того, наличие в вышеуказанном составе стекла соединений лития и фтора обуславливает интенсивную коррозию огнеупоров ванной печи, что в значительной мере снижает срок ее эксплуатации. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка состава термостойкого стекла, имеющего пониженные температуры варки, формования, а также имеющего более узкий температурный интервал формования стекла. Поставленная задача решается тем, что в состав стекла, включающий оксиды кремния, бора, алюминия, натрия, калия, цинка, кальция, магния, а также соединения хлора дополнительно вводят оксиды серы и разно-валентного железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 60,28-75,86; В2О3 10,9118,23; АІ 2О3 1,66-4,61; Na2О 2,39-8,53: К2О 0,9-13,6; ZnO 0,05-0,10; СаО 0,10-0,22; МgО 0,10-0,30; Сl- 0,07-0,18; SO3 0,10-0.20: Fe2O3 0,05-0,07; FeO 0,02-0,03 при отношении: где концентрации оксидов элементов выражены в мол.%. Заявляемый состав отличается от известного состава термостойкого стекла (прототипа) наличием оксидов серы и разновалентного железа, а также иным соотношением компонентов. Введение в состав стекла в комплексе указанных компонентов позволяет понизить температуры варки, выработки стекла, значительно уменьшить температурный интервал формования изделий, тем самым увеличить производительность стекпоформующих установок. Снижение указанных технологических характеристик заявляемого состава стекла, по сравнению с прототипом [3], объяснимо с позиций строения алюмоборосиликатных стекол. При соотношении 0