Декоративное стекло

 

Изобретение относятся к стекольной промышленности, а именно к составам декоративных стекол, и может быть использовано для получения декоративных облицовочных материалов и ювелирных изделий. Техническая задача изобретения состоит в уменьшении температуры варки, увеличении микротвердости и механической прочности, расширении цветовой гаммы, утилизации отходов металлургических и горнообогатительных предприятий за счет введения оксидов В₂О₃, Р₂О₅, оксидов редкоземельных элементов. Декоративное стекло имеет следующий состав, мас. %: SiO₂ - 35,125 - 49,735; TiO₂ - 8,300 - 20,000; Al₂O₃ - 2,900 - 7,900; Fe₂O₃ - 2,850 - 5,140; FeO - 0,010 - 0,930; CaO - 15,700 - 17,100; MgO - 1,100 - 8,000; MnO - 0,150 - 3,300; Na₂O - 4,000 - 6,000; K₂O - 1,000 - 3,000; В₂О₃ - 0,100 - 0,200; P₂О₅ - 0,430 - 0,860; ZrO₂ - 0,010 - 2,000; La₂O₃ - 0,005 - 0,010; Pr₂О₃ - 0,001 - 0,005; Nd₂O₃ - 0,002 - 0,010. 2 табл.

Изобретение относится к стекольной промышленности, а именно к составам декоративных стекол, и может быть использовано для получения декоративных облицовочных материалов.

Известно стекло (1), включающее, мас.%: SiO₂ - 42-50, Аl₂О₃ - 11,5-13, CaO - 25-30, MgO 0,1-0,5, МnО - 7-9, Fе₂О₃ - 5-9,7. Стекло имеет температуру варки 1300-1350^oС, невысокие физико-механические свойства, черную цветовую гамму.

Наиболее близким к предлагаемому является декоративное стекло (2), включающее, мас.%: SiO₂ - 48,8-63,0; ТiO₂ - 2,0-14,8; Аl₂О₃ - 0,03-14,8; Fе₂О₃ - 0,01-3,81; FeO - 0,01-4,3; MnO - 0,01-13,5; MgO - 0,01-3,14; CaO - 0,03-31,0; Na₂O - 0,01-23,09; K₂O - 0,03-13,5.

Недостатками указанного стекла являются невысокие физико-механические свойства, относительно высокая температура варки 1250-1320^oС и использование дорогостоящих химических реактивов: КМnO₄, MnO₂, диоксида титана ТiO₂, жидкого стекла.

Целью изобретения является уменьшение температуры варки, увеличение механической прочности, микротвердости, расширение цветовой гаммы, типизация отходов апатитового производства и металлургических шлаков.

Поставленная цель достигается за счет того, что декоративное стекло, включающее SiO₂, ТiO₂, Аl₂О₃, Fе₂О₃, FeO, CaO, MgO, MnO, Na₂O, K₂O дополнительно содержит P₂O₅, В₂О₃ оксиды РЗЭ La₂О₃, Рr₂О₃, Nd₂O₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO₂ - 36,125 - 49,745 ТiO₂ - 8,300 - 20,000 Аl₂О₃ - 2,900 - 7,900 Fе₂О₃ - 2,850 - 5,140 FeO - 0,010 - 0,930 CaO - 15,700 - 17,100 MgO - 1,100 - 8,000 МnО - 0,150 - 3,300 Na₂O - 4,000 - 6,000
К₂О - 1,000 - 3,000
В₂О₃ - 0,100 - 0,200
P₂O₅ - 0,430 - 0,860
La₂O₃ - 0,005 - 0,010
Рr₂О₃ - 0,001 - 0,005
Nd₂O₃ - 0,002 - 0,010
В качестве сырья используются полевошпатовые минералы, продукты переработки и отходы апатитового производства, ваграночные шлаки, гранулированные доменные шлаки, конвертерные шлаки.

Стекло изготавливают по обычной технологии: шихту плавят в течение 0,5 - 0,7 часа при 1180 - 1200^oC, отжиг стекла ведут при 500 - 550^oC в течение 0,5 часа. Составы конкретных стекол приведены в таблице 1:
Из данных табл. 1 следует, что стекла составов 1-3 имеют обширные области метастабильной ликвации вследствие несовместимости титана и его комплексов типа (TiO_4/2)^2- R₂ ⁺¹ или (TiO_6/2)^2-R₂ ⁺ с алюмосиликатным каркасом стекла (3). За счет введения элементов с крупными катионами, таких как Р₂O₅, оксидов РЗЭ при избытке ТiO₂, В₂О₃, возникает эффект разноцветного окрашивания областей кристаллизации стекла.

Полученные стекла имеют огненно-полированную поверхность и красивый рисунок с окраской в темно-коричневых, синих, сиреневых, бежевых, зеленых, фиолетовых тонах. Присутствие ₂О₃ и оксидов РЗЭ обусловливает высокую микротвердость и прочность стекол, что предполагает их использование в строительно-отделочной промышленности. Свойства приведены в таблице 2.

Источники информации
1. А. с. 692784, С 03 С 3/04; С 03 С 33/22. В.С. Суварева, В.Ф. Лясин, Г.П. Тимонина, С.С. Руделев, А.П. Платонов, Ю.А. Гришенков.

2. Пат. 2034804, 6 С 03 С 3/087, 4/02. Г.А. Лебедева, Г.П. Озерова.

3. Н.М. Павлушкин. Физика и химия стекла, т. 2, 3, 1976 г., Наука, Лен. отд.

Формула изобретения

Декоративное стекло, включающее SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO, Fe₂O₃, FeO, MnО, Na₂O, К₂О, отличающееся тем, что для уменьшения температуры варки, увеличения механической прочности, микротвердости, расширения цветовой гаммы, оно дополнительно содержит P₂O₅, ZrO₂, В₂О₃, оксиды редкоземельных элементов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SiO₂ - 35,125-49,735
TiO₂ - 8,300-20,000
Al₂O₃ - 2,900-7,900
Fe₂O₃ - 2,850-5,140
FeO - 0,010-0,930
CaO - 15,700-17,100
MgO - 1,100-8,000
MnO - 0,150-3,300
Na₂O - 4,000-6,000
K₂O - 1,000-3,000
В₂О₃ - 0,100-0,200
P₂О₅ - 0,430-0,860
ZrO₂ - 0,010-2,000
La₂O₃ - 0,005-0,010
Pr₂О₃ - 0,001-0,005
Nd₂O₃ - 0,002-0,010з

РИСУНКИ

Рисунок 1