Авантюриновое стекло

 

Изобретение относится к стекольной промышленности, а именно к составам авантюриновых стекол, и может быть использовано для получения декоративных облицовочных материалов и ювелирных изделий. Техническая задача изобретения состоит в увеличении микротвердости и механической прочности, расширении цветовой гаммы, усилении авантюринового эффекта за счет введения оксидов В₂О₃, Сu₂O, TiO₂, К₂O, оксидов РЗЭ. Авантюриновое стекло имеет следующий состав, мас. %: SiO₂ 28,969-49,835; ТiO₂ 16,33-20,0; Al₂O₃ 2,90-7,90; Fe₂O₃ 2,85-5,14; FeO 0,01-0,93; CaO 15,70-17,10; MgO 1,10-2,50; MnO 0,15-3,30; Na₂O 4,00-6,00; K₂O 1,00-3,00; Р₂O₅ 0,43-0,86; Cr₂О₃ 0,91-5,00; Cu₂O 0,01-2,00; В₂O₃ 0,10-2,00; La₂О₃ 0,005-0,01; СеО₂ 0,001-0,005; Sm₂O₃ 0,002-0,01. 2 табл.

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

Известно авантюриновое стекло (1), включающее, мас.%: SiO₂ - 58,3 - 65,0 Na₂О - 17,0 - 25,5 СаО - 4,2 - 12,5 Al₂О₃ - 0,1 - 2,0 Cu₂О - 3,5 - 8,0 Р₂О₅ - 0,1 - 5,0 Стекло имеет температуру варки 1250-1400^oС, время варки 1 час, время выдержки 1 час, продолжительность термообработки отформованных изделий 0,5-3 часа.

Недостатками указанного стекла являются невысокие физико-механические свойства и слабый авантюриновый эффект. Наиболее близким к предлагаемому является авантюриновое стекло (2), включающее, мас.%: SiO₂ - 58,3 - 62,0 Al₂О₃ - 4,1 - 6,4
СаО - 6,0 - 20,5
MgO - 0,4 - 5,1
Fe₂O₃ - 0,5 - 1,8
Na₂О - 0,5 - 5,5
Cr₂O₃ - 3,3 - 8,0
Р₂О₅ - 0,5 - 3,5
Стекло дополнительно содержит один оксид из группы СоО, FeO, МnО, вес.%:
СоО - 2,0 - 6,0
FeO - 2,0 - 6,5
МnО - 2,6 - 6,8
Недостатками указанного стекла являются невысокая технологичность, слабый авантюриновый эффект.

Технической задачей изобретения является увеличение микротвердости и механической прочности, расширение цветовой гаммы, усиление авантюринового эффекта.

Поставленная задача достигается тем, что авантюриновое стекло, включающее SiO₂, CaO, MgO, Аl₂О₃, МnО, Fе₂О₃, Р₂О₅, Na₂O, Сr₂О₃, FeO, дополнительно содержит В₂О₃, Сu₂О, ТiO₂, К₂О, оксиды РЗЭ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SiO₂ - 28,969 - 49,835
ТiO₂ - 16,33 - 20,0
Аl₂О₃ - 2,9 - 7,9
Fе₂О₃ - 2,85 - 5,14
FеО - 0,01 - 0,93
СаО - 15,7 - 17,1
MgO - 1,1 - 2,5
МnО - 0,15 - 3,3
Na₂O - 4,0 - 6,0
К₂О - 1,0 - 3,0
Р₂О₅ - 0,43 - 0,86
Сr₂O₃ - 0,91 - 5,0
В₂О₃ - 0,1 - 2,0
Сu₂О - 0,01 - 2,0
СеО₂ - 0,001 - 0,005
Sm₂O₃ - 0,002 - 0,01
Введение ТiO₂, К₂О, Сu₂О, оксидов РЗЭ способствует возникновению обширной области метастабильной ликвации, где и происходят процессы зарождения и выпадения кристаллов, окрашивание несмешиваемых областей во все цвета радуги, что и фиксируется на стеклах в виде застывших разноцветных узоров с блестками кристаллов Сr₂O₃, MnO, Сu₂О.

Введение В₂О₃ способствует увеличению механической прочности, химической устойчивости стекол.

Введение CuO способствует росту и выпадению крупных кристаллов меди.

Для расширения цветовой гаммы стекло должно содержать оксиды РЗЭ: La₂O₃, CeO₂, Sm₂O₃, при следующем соотношении компонентов:
La₂O₃ - 0,005 - 0,01
CeO₂ - 0,001 - 0,005
Sm₂O₃ - 0,002 - 0,01
Стекло готовят по обычной технологии: шихту плавят в течение 0,5-1,0 часа при 1350-1400^oС, снижают до 1300^oС, выдержка 10 мин, отжиг стекла при 750^oС.

Стекло может изготавливаться из продуктов обогащения апатитенефелиновых руд, полевошпатового минерального сырья в композиции с гранулированными доменными и конвертерными, феррохромовыми шлаками.

Полученные стекла имеют удовлетворительные свойства, температуру варки и термообработки 1350^o-1300^oС, температуру вторичной термообработки для снятия внутренних напряжений 750^oС, время термообработки 10 минут, непрозрачны, имеют рисунчатую поверхность, а в массе - золотистые, розовые, зеленые блестки размером от 0,5 до 2,0 мкм.

В таблице 1 приведены составы авантюриновых стекол.

Отличительной особенностью предлагаемых авантюриновых стекол являются высокие прочностные характеристики, разноцветный рисунок с блестками до 0,5-2,0 мкм размером (см. табл.2).

Источники информации
1. А.с. 1058907, кл. С 03 С 3/04.

2. А.с. 739014, кл. С 03 С 3/097.0

Формула изобретения

Авантюриновое стекло, включающее SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, P₂O₅, Сr₂О₃, FeO, MnO, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит В₂О₃, Сu₂О, ТiO₂, К₂О, оксиды редкоземельных элементов при следующем соотношении компонентов, мас. %:
SiO₂ - 28,969-49,835
ТiO₂ - 16,33-20,0
Al₂O₃ - 2,90-7,90
Fe₂O₃ - 2,85-5,14
FeO - 0,01-0,93
CaO - 15,70-17,10
MgO - 1,10-2,50
MnO - 0,15-3,30
Na₂O - 4,00-6,00
K₂O - 1,00-3,00
Р₂O₅ - 0,43-0,86
Сr₂О₃ - 0,91-5,00
Cu₂O - 0,01-2,00
В₂O₃ - 0,10-2,00
La₂О₃ - 0,005-0,01
СеО₂ - 0,001-0,005
Sm₂O₃ - 0,002-0,01

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2