Стекло для стеклокристаллического материала

 

Изобретение относитсяк составам стекол для стеклокристаллических материалов, которые могут быть использованы в приборостроении, химическом машиностроении и других отраслях промышленности для работы в условиях химически агрессивных сред и термоударов. Цель - повышение теплопроводности и химической устойчивости. Для этого стекло содержит , мас.%: SiOa 58,00-67,00; А120з 16,00-20,00; Li20 1,00-2,00; MgO 2,00-3,99; ТЮ2 5,00-6,00; В20з 4,01-6,00; PzOs 3.00- 5,00; SnOa 0,50-0,99; СиО 0,50-1,00. Стеклокристаллический материал характеризуется теплопроводностью 1,24-1,36 Вт/м.град; химической устойчивостью к 1 н.раствору HCI 99,85-99,94%, температурным коэффициентом линейного расширения в интервале температур 20-400°С 13,15-42, 1/°С. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4786886/33 (22) 30.01,90 (46) 07.03,92. Бюл. N 9 (71) Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф.Э. Дзержинского (72) M.Ä. Щеглова, И.Н. Дворниченко, Г.В., Должикова, А.А. Бенаи, В.С. Городничая, Е.П, Суслова и O,И. Витко (53) 666.112,9(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

M 536132, кл. С 03 С 3/027, 1977, Авторское свидетельство СССР

М 385503, кл. С 03 С 10/12, 1971. (54) СТЕКЛО ДЛЯ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится. к составам стекол для стеклокристаллических материалов, Изобретение относится к составам стекол для стеклокристаллических материалов, которые могут быть использованы в приборостроении, химическом машиностроении и других отраслях промышленности для работы в условиях химически агрессивных сред и термоудара.

Задачей изобретения является разработка состава стекла с низким температурным коэффициентом линейного расширения, высокой теплопроводностью и химической стойкостью, с малым содержанием оксида лития, для жаростойкой посуды и кухонных плит.

Известны стекла для стеклокристаллических материалов, включающие SiOz, А!гОз, ОгО. Mg0, ZnO, Рг05. ZrOz, МагО, TiOz и АзгОз. Они могут использоваться в приборостроении, в химическом машиностроении. Стеклокерамика, полученная на основе

„„SU „„1717568А1 (я)5 С 03 С 10/12 которые могут быть использованы в приборостроении, химическом машиностроении и других отраслях промышленности для работы в условиях химически агрессивных сред и термоударов. Цель— повышение теплопроводности и химической устойчивости. Для этого стекло содержитт, м а с. %: Я! Ог 58,00-67,00; А 1гОз

16,00 — 20,00; ИгО 1,00 — 2,00; Mg0 2,00 — 3,99;

Т!Ог 5,00 — 6,00; ВгОз 4,01 — 6,00; РгОБ 3,00—

5,00; Sn02 0,50-0,99; СиО 0,50-1,00. Стеклокристаллический материал характеризуется теплопроводностью 1,24 — 1,36 Вт/м,град; химической устойчивостью к 1 н.раствору

HCt 99,85 — 99,94%, температурным коэффициентом линейного расширения в интервале температур 20 — 400 С 13,15 — 42,07. 10

1/ С, 2 табл. этого стекла, имеет низкий ТКЛР и высокую механическую прочность. Однако недостатками этих стекол является высокое содержание оксида лития, обеспечивающего образование кристаллической фазы с низким ТКЛР в ситалле, содержание в шихте токсичного оксида мышьяка, а также низкая химстой кость.

Известно также стекло. включающее

$! Ог, Aha, LizQ, ВгОз, Mg0, ZnO, Рг05, ZrOg, Na20, Са0, Ti02, которое отличается низкой химстойкостью и высоким содержанием оксида лития, обеспечивающим образование

Р-эвкриптита илиф-сподумена в стеклокристаллическом материале.

Известно стекло, содержащее Sl02

А40з, ЫгО. ВгОз, Mg0, ZnO, CaO, РгОБ, Zr02;

КарО, КгО, $пОг и РегОз, Недостатком этого стекла является высокое содержание оксида лития, а также низкая теплопроводность. а (Л (;)

jQQ > (ъ

1717568

Таблица) Состав стекла, нас.2

1 > (> (\ (e

-59,51 58,00 62,00 57,80

Конпонент ((7 8 (прототип) 66,00-68,50

67,00 59,00

16,00 19,99

67,10

8iO2

4)еОЬ

LifO

)t8O

16,87 20,23 15,99

20,00 20,00

20, 50-23, 00

2>70-2,90

1,80-2,20

4,20-4,80

1 02 . ) 00 2>00 1 08 2 48 0 99

1,00

3,99 2,03 1,89 4>56

2,0

3;99 .

2,05

5,03 6,24 3,56

Т) О>

Ртоа

Сио

5,95 6,00

4,96 4,01

5,00

5,99

4,01 4,89

3,00 ° 3, )2

6,00 6,19

5,00 2,87

3,01

4,97

0,50

5,00

3,82.1 00

0,48

0,55

0,50

1,18

0,99

1,03 0,49

0,98 0,53

0,50

0,99

Бпоа

0,50-3,00

t,80-2,20

t 00-3,00

)>ЬО

Na 0

Ьа

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стеклокристаллический материал, содержащий %0г, А(гОз, ((гО, MgO, йагО, Т(Ог, PbO, АзгОз (или (ИН4)гЯ04) при следующем соотношении компонентов, мас.;0 : SI02 66,00 — 68,50;

А! гОз 20,50 — 23,00; Llz0 2,70-2,90: Mg0 1,802,20; йагО 1,80 — 2,20; TIOz 4,20 — 4,80; PbO

0,50 — 3,00; АзгОз 1,0 — 3,0 (или (ИН4)г$0д

1,00-3,00).

Недостатком прототипа является наличие в его составе высокотоксичных АзгОз и

Pb0, высокое содержание дефицитного и дорогостоящего оксида лития, а также недостаточно высокие значения теплопроводности и химической устойчивости стеклокристаллического материала.

Цель изобретения — повышение теплопроводности и химической устойчивости стеклокристаллического материала.

Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее SION, А(Ог, ()Ог, MgO, Т(Ог, дополнительно содержит В203, Рг05, SnOz и СиО при следующем соотношении компонентов, мас. $: SION 58,00-67,00;

А(гОз 16,00-20,00; ((гО 1,00 — 2,00: MgO 2,00—

3,99; TI20 5,00 — 6,00; ВгОз 4,01 — 5,00; РгО

3,00 — 5,00; ЯпОг 0,50 — 0,99; Си0 0,50 — 1,00.

Отличительным признаком изобретения по сравнению с прототипом являются наличие в стекле оксидов бора, фосфора, олова и меди и низкое содержание оксида лития.

При заявленном соотношении компонентов изменяется микроликвационная структура стекла, происходит перераспределение катион-кислородных группировок между ликвидирующими фазами так, что зти группировки более статистически равномерно распределяются в обьеме стекла, что вызывает увеличение теплопроводности и химической стойкости стекла и стеклокристаллического материала на его основе.

B качестве сырьевых материалов для варки стекла используют песок, глинозем, 5 углекислый литий, углекислый магний, барную и ортофосфорную кислоты, диоксид олова, оксид меди, диоксид титана.

Стекло не требует специаль lblx условий варки, хорошо проваривается при темпера10 туре 1570-1650 С, вырабатывается методом литья, но может вырабатываться всеми методами стекольной технологии, Максимальная температура кристаллизации стекол 1020-1050 С. Конкретные составы

15 стекол и их свойства приведены в табл.1 и

2.

Результаты исследования свойств стекол и стеклокристаллических материалов на их основе (табл.2) показали, что предлагае20 мые составы имеют низкие значения ТКЛР стекла и стеклокристаллических материалов, а также обладают по сравнению с прототипом более высокой теплопроводностью и химической стойкостью.

25 Формула изобретения

Стекло для стеклокристаллического материала, включающее $)Ог, ИгОз, ()гО, MgO, Т(Ог, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что. с целью повышения теплопроводности и химиче30 ской устойчивости, оно дополнительно содержит ВгОз, РгО, SnOz, CuO npu следующем соотношении компонентов, мас. Д:

SIO2

35 А(гОз

LbO

MgO

Т(Ог

Вг03

40 Рг05

Sn0z

Си0

1717568

Таблица2

Свойство

Состав

8(прототип

0,98

1,31

0,73

1,24

1,12

1,36

0,76

1,26

1,08

1,33

0,93

1,28

0.82

1,26

0,89

1,30

99,81

99,88

99,80

99.85

99,57

99,88

99,92

99,94

99,85

99,90

99,90

99,93

99,83

99,90

99,59

99,89

38.24

42,07

34,31

13,15

43,62

15,18 (при 20500 С.

25,58

26,17

29,20

31,07

22,48

28,56

25,24

31,56

31,70

25,02

* Ввиду того, что в описании прототипа не приведены конкретные составы стекол, для сравнения с заявляемыми выбран произвольный состав в соответствующих пределах. мас. :

ЯОг 66,80; А)гОз 20,50: Ll20 2,80; М90г 2,00; Т Ог 4,30; Naz0 1,,80; PbO 0,80; АзгОз 1,0.

РедакторТ.Зубиетова

Заказ 850 Тираж Подписное

В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Теплопроводность, Вт/м град: стекло ситалл

Химическая стойкость к 1 н. раствору

HCt,g: стекло ситалл

ТКЛР в интервале температур

204000C,10„

1/OC ° стекло ситалл

Составитель Г.Должикова

Техред М. Моргентал Корректор И.Муска