Скло для склокристалічного матеріалу

Скло для виготовлення склокристалічного матеріалу, яке включає: SiO2, АІ2Оз, CaO, MgO, Na2O, K2O, FenOm, TiO2, MnO, S2", F , яке відрізняється тим, що компоненти знаходяться в наступному співвідношенні, мас.%: SiO2 54,0-67,44; АІ2Оз 1,25-18,35; СаО 18,45-30,33, MgO 0,63-9,26; Na2O 0,5-5,0, К2О 0,2-7,0; Fe n O m 0,1-0,4; ТІО2 0-0,3; MnO 0-0,3; S2" 0-0,5; F" 1,0-3,0 з дотриманням співвідношення (мол.%). N = n (CaOHnT(Al2O3)+p(MgO)l/q-(SiO2)2[m(AI2O3)+p-(MgO)]=0,20 - 0,52. Корисна модель відноситься до технології' отримання склокристалічних матеріалів через теплову обробку вихідного скла, синтезованого з: традиційної сировини (пісок, каолін, пегматити, доломіт, крейда, поташ, сода, тощо), природних мінералів (базальт, діабаз, тощо); вторинної сировини, утворюємо'!1 в різних галузях промисловості (металургійної, енергетичної, вугільнопереробної, гірничорудної, хімічної та інших) у вигляді шлаків, зол, відходів вуглезбагачення, тощо. Дані склокристалічні матеріали можуть бути використані у будівельній, хімічній, легкій та інших галузях економіки в якості штучного декоративнооблицювального матеріалу, а також для виготовлення виробів з підвищеними механічною міцністю, термостійкістю, ХІМІЧНОЮ стійкістю (жолоби, канали, ємкості, плитки, тощо), що використовуються у хімічній, легкій, електронній, машинобудівній (включно з точним машинобудуванням) галузях економіки. Відомо склокристалічний матеріал шлакоситал [1], котрий отримують з матричного скла наступного хімічного складу, мас %. SiO2 41,4-44,9; АІ 2 О 3 10,8-18,9; СаО 19,8-24, MgO 1,05-3,1; ТіО 2 0,450,86; S 2 0,05-0,15, FeO 1,9-2,94, Fe 2 O 3 7,4-9,0; Na2O 1,6-4,0; К 2 О 2,5-3,0; Р2О5 0,6-1,0; Сг2Оз 0.10,8. Головні недоліки шлакоситалу [1] - низька міцність на стирання у=0,193-0,207кг/см2; підвищений коефіцієнт теплового розширення (КТР) а=94,6хЮ"7оС"1, відносно мала кисло тостійкість в 98%-ній H2SO4 - 96,5% та здатність до водопоглинання (водостійкість 98,6%). Вказані вади шлакоситалу [1 ] обумовлені особливістю якісно-кількісного співвідношення компонентів хімічного складу його вихідного (матричного) скла, котра полягає у порівняно низькій кількості SiO2 = 41,4-44,9% при підвищеному вмісту оксидів заліза FeO = 1,9-2,94%, Fe2O3 = 7,49,0%, Такий вміст інгредієнтів й обмежує фактуру склокристалічного матеріалу [1]. Хімічний склад вихідного скла [ 2 ], мас %• SiO2 38,0-39,5; АІ2Оз 11,0-12,5; СаО 33,0-36,0; MgO 13,5-15,0; Fe 2 O 3 0,20-0,65; MnO 0,20-0,65, S2" 0,30,5 сприяє зниженню ЛКТР (а=86,5-87,5хЮ7 1/град) та усуває здатність до водопоглинання (0 %) склокристалічного матеріалу (шлакоситалу). Однак склокристалічному матеріалу [2] притаманні доволі малі зносостійкість 0,021 смсм2 (0,063 г/см2) та кислотостійкість в 96%-ній H2SO4 96,1-95,5%. Значно зменшена КІЛЬКІСТЬ оксиду силіцію SiO2=38,0-39,5% разом з підвищеним вмістом лугоземельних оксидів СаО=33,0-36,0% та МдО=13,5-15,0% у складі скла [2] сприяють послабленню вказаних експлуатаційних характеристик. Склад скла [2] також не забезпечує декоративного ефекту кінцевому склокристалічному матеріалу. Хімічний склад скла [3], мас. %: SiO2 46,5-55, АІ2Оз 12-14; FeO 1,3-1,5, Fe2O3 2,0-2,5; СаО 10-17; MgO 1,5-11,0; NaaO 1,5-2,5, KZO 1,0-2,0; TiO 2 0,60,8, MnO 0,3-9,0; P2O5 0,6-5,0; Cr 2 O 3 0,5-0,7; SO 3 0,1-1,0, призначеного для виготовлення склокри 4170 сталічного матеріалу засобом кам'яного лиття (кам'янолиті матеріали) дозволяє досягти доволі малого у порівнянні з попередніми складами стекол [1, 2] КТР до а=(65 +2 - 75 +2)х10"7 1/град, що сприяє підвищенню його термостійкості до 9501000°С. Однак кам'янолиті склокристалічні матеріали, синтезовані зі скла [3] мають досить низьку межу міцності на згин 350-490кг/см2 [35,049,0МПа] та здатність до водопоглинання 0,090,3%. Фактура поверхні кам'янолитого склокристалічного матеріалу обмежується тільки дрібною структурою без декоративного ефекту. Хімічний склад скла [3], внаслідок зниженої кількості БЮз^б.б-бб.Оо/о та СаО=10,0-17,0% при підвищеному вмісту FeO=1,3-1,5%; Fe2O3=2,02,5%, обумовлює саме такі споживчі властивості кам'янолитому склокристалічному матеріалу. Використання скла складу [4], мас. %: SiO2 43,85-47,48; АІ 2 О 3 14,75-17,07; Р2О5 1,99-2,00; СаО 23,90-24,60; МдО 8,77-9,70; Na2O 0,40-0,54, К 2 О 0,03-0,05; Ре 2 О 3 0,61-0,96; ТЮ 2 0,27-0,37; CaF2 0,27-0,39 дозволяє підвищити в кінцевому склокристалічному матеріалі межу міцності при статичному згині до 1460-1500кгс/см2 (146-150МПа), позбавити здатність до водопоглинання (0%) з одночасним утриманням доволі низького КТР, а = 66 - 67 х Ю'7 1/град. Треба зазначити, що скло [ 4] вмістить відносно малу кількість SiO2 43,8547,48%. Тому отриманий склокристалічний матеріал зі складу скла [ 5 ] хоч і володіє декоративним ефектом поверхні, близьким до фактури природнього каміння, але водночас має низькі механічні та хімічні властивості. Крім того, значним недоліком скла [ 4 ] є ускладнена технологія отримання з нього кінцевого матеріалу через попереднє виготовлення склогрануляту, його здрібнення та формування з отриманого склопорошку виробів методом гарячого лиття під тиском з подальшою тепловою обробкою. Дана технологія занадто енерговитратна й тому економічно неефективна Найбільш близьким до заявленого рішення по технічній суті та досягаемому результату є скло [5] для декоративного склокристалічного матеріалу наступного складу, мас % SiO2 61,55-66,0; ТіОг 0,05-0,15; АІ2Оз 14,5-17,0; Fe 2 O 3 0,5-2,0; FeO 0,52,0, MgO 2,6-6,0; СаО 5,0-8,5; Na2O 4,0-5,5; К3О 0,35-1,0; МпО 0,5-3,0, Сг2О3 0,5-1,0. До переваг скла [5] можна віднести його здатність забезпечувати через теплову обробку склокристалічний матеріал з фактурою, імітуючою природне виробне каміння (нефрит, аквамарин), що має доволі низький КТР а=55,9-58,Зх10"7 1/град. Це обумовлює чималу термостійкість (850"С) склокристалічного матеріалу зі скла [5]. До того ж даний склокристалічний матеріал володіє достатньо високою хімічною стійкістю до мінеральної кислоти (6н НСІ 99,1-99,8%) та лугам N>0,3728 - склади № 10-8, призводить до збільшення розміру кристалів с1