Спосіб виготовлення декоративного склокристалічного матеріалу

Спосіб виготовлення декоративного склокристалічного матеріалу через теплову обробку (двоступенева кристалізація) виробів зі скла системи SiO2-Al2O3-RO-R2O-F, який відрізняється тим, що температура першого ступеня Ті нижча температури склування розплаву Тд на 50-100°С і дорівнює Ті=500-600°С з часом витримки т^ =25-50 хв., а температурно-часові параметри другого ступеня дорівнюють: температура Т2=940-950°С, час витримки т2 =30-70 хв. яким відформований виріб термообробляють по двоступеневому режиму. Спочатку виріб витримують у формі при температурі 950-970°С на протязі 50-бОхв., а потім вилучають з форми, переносять у піч з температурою 1150-1200°С й витримують на протязі 15-20хв. Перевага способу [2] є забезпечення декоративної, подібної до природного мармуру, сферолітової структури. Однак даному способу притаманні й недоліки, до головним з котрих треба віднести відносно малу міцність на згин, G =75-90МПа, що в цілому суттєво знижує механічні характеристики матеріалу. До того ж температура першого та другого ступенів термообробки (кристалізації) доволі висока: Ті=950-970°С; Т2=1150-1200°С. Загальна тривалість процесу кристалізації 65-80хв., при порівняно високих температурах, робить режим термообробки по способу [2] занадто енерговитратним. В основу корисної моделі покладена задача розробки режиму кристалізації виробів відформованих будь-яким засобом зі скла системи БіОгAI2O3-RO-R2O-F", синтезованого з традиційної сировини, природних мінералів, вторинної сировини, котрий забезпечить отримання декоративного склокристалічного матеріалу з підвищеною міцністю на згин. Поставлена задача вирішується тим, що кристалізацію виробів ведуть по двоступеневому режиму, в котрому температура першого ступеню Ті нижче температури склування розплаву Тд на 50100°С і дорівнює Ті=500-600°С при оптимальному CM О) 4210 часі витримки т-| =25-50хв з подальшою термообробкою на другому ступені при т2=940-970°С з тривалістю т2=30-70хв лічні матеріали досліджувались візуально на визначення характеру кристалізації Потім з кожного виробу виготовляли зразки для випробування МІЦ Заявляємий спосіб теплової обробки виробів зі скла системи S1O2-AI2O3-RO-R2O-F відрізняється від відомого способу [2] температурно-часовими параметрами кожного з двох ступенів термообробки Розроблений режим теплової обробки (кристалізації) дозволяє отримати склокристалічний матеріал з компактною об'ємною сферолітовою структурою, котра надає йому декоративний ефект завдяки фактурі, подібної до природного каміння (граніт, мармур, яшма, тощо) з підвищеною механічною МІЦНІСТЮ на згин а =120-155МПа Технічний результат від корисної моделі полягає в тому, що розроблений режим кристалізації забезпечує зародження оптимальної КІЛЬКОСТІ центрів кристалізації, чому сприяє заморожування структурних фрагментів розплаву у склі на першому ступені через зниження температури Ті нижче температури склування розплаву Тд на 50-100°С з витримкою у часі х-| =25-50хв , а утворення кристалічних фаз з них в подальшому відбувається на другому ступені при таких температурно-часових параметрах Ті=500-600°С, ті =25-50хв , Т2=940 Результати проведених експериментальних досліджень по отриманню склокристалічних матеріалів разом з температурно-часовими параметрами режимів термообробки наведені в таблиці Характер кристалізації, як видно з таблиці, обумовлюється параметрами першого ступеня, перш за все, температурою Ті У разі, коли кількісна величина Ті нижче температури склування розплаву Тд на 50-100°С, досягається головна мета корисної моделі - отримання склокристалічного матеріалу з високим декоративним ефектом та підвищеною МІЦНІСТЮ на згин Це підтверджується експериментальними даними Склад скла 1 Ті=550-600°С, об'ємна сферолітова структура, розмір сферолітів d=1-5MM, а=125-150МПа (приклади №2-4) Склад скла 2 Ті=530-580°С, об'ємна сферолітова структура, розмір сферолітів d=1-5MM, а =130-155МПа (приклади №7-9) Склад скла 3 Т^бОО-ббОХ, об'ємна сферолітова структура, розмір сферолітів d=15мм, ст=120-140МПа (приклади №12-14) Додатковими обов'язково-невід'ємними умовами отримання склокристалічного матеріалу з заданими характеристиками є витримка на першому ступені термообробки ті =25-50хв з подальшою кристалізацією на другому при таких параметрах Т2=940-970°С, х2=30-70хв У разі зменшення температури першого ступеню Ті до рівня Ті=Т д - (>100°С) (приклади №1, 6, 11) отримують матеріал з поверхневою іглоподібною кристалізацією, а всередині склофаза з хаотично розташованими сферолітами розміром d> 7 0мм Навіть збільшення часу витримки ц до 55хв при зниженні Ті (приклади №1,6, 11) не дає бажаного результату, бо не утворюються базові умови для зародження потрібної КІЛЬКОСТІ центрів кристалізації До того ж, й збільшення температурно-часових параметрів другого ступеня Тг до 980°С, т 2 =75хв (приклади №1, 6, 11) не покращує структуру отриманих матеріалів Підвищення температури Ті до рівня Ті=Т д ( 7мм Об'ємна сферолітова структура, розмір сферолітів 50 970 530 70 d=2,0-5,0MM Об'ємна сферолітова структура, розмір сферолітів 40 950 560 50 d=1,0-4,0MM Об'ємна сферолітова структура, розмір сферолітів 25 940 580 35 d=1 0-3,0мм Дрібнокристалічна структура, розмір кристалів 20 590 935 ЗО d 7мм Об'ємна сферолітова структура, розмір сферолітів 50 970 500 70 d=2,0-5,0MM Об'ємна сферолітова структура розмір сферолітів 550 ЗО 960 50 d=1,0-4 0MM Об'ємна сферолітова структура, розмір сферолітів 25 950 560 ЗО d=1,0-3,0MM Дрібнокристалічна структура, розмір кристалів 35 530 970 35 d< 1,0мм Комп ютерна верстка Л Литвиненко Підписне Тираж 37 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності вул Урицького 45 м Київ МСП 03680, Україна ДП Український інститут промислової власності вул Глазунова 1 м Київ-42, 01601 75-90 85 125 135 150 160 90 130 135 155 160 90 120 130 140 145