Цветной стеклокристаллический материал

Авторы патента:

Лазарева Елена Александровна (RU)

Яшкунова Тамара Николаевна (RU)

Яшкунов Сергей Алексеевич (RU)

Мамаева Юлия Сергеевна (RU)

Плотицина Людмила Ивановна (RU)

Яшкунов Алексей Григорьевич (RU)

Кирюшенко Виктория Владимировна (RU)

C03C10/06 - кристаллическая фаза, содержащая алюмосиликат оксида двухвалентного металла, например анортит, шлакокерамика

Владельцы патента RU 2276114:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)", ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) (RU)

Изобретение относится к области создания цветных стеклокристаллических материалов на основе природного, технического сырья и шлакового отхода. Технический результат - получение сравнительно дешевого цветного стеклокристаллического материала с высокими механическими и термическими свойствами, предназначенного для применения в промышленности строительных материалов, утилизация отходов промышленности. В цветном стеклокристаллическом материале, включающем шлаковый отход, соду - Na₂СО₃, буру - Na₂B₄O₇·10H₂O и жидкое стекло, используют высокоглиноземистый шлаковый отход, имеющий следующий состав, мас.%: SiO₂ 15; Al₂О₃ 71,66; CaO 1,76; MgO 5,51; MnO₂ 0,05; Na₂O 1,58; Fe₂О₃ 1,93; К₂О 2,20; TiO₂ 0,31, при следующем соотношении компонентов, мас.%: высокоглиноземистый шлаковый отход 5-25; бура 20-60; сода 10-50; жидкое стекло 5-10.

Изобретение относится к области создания цветных стеклокристаллических материалов на основе отходов металлургической промышленности.

Известен сигран (синтетический гранит). Основной кристаллической фазой сиграна является волластонит, обеспечивающий материалу высокие физико-химические, механические и декоративные свойства. Так, прочность на сжатие составляет 500-550 МПа, ТКЛР - (80-85)·10^-7 К^-1, термостойкость 502-586°С. [Саркисов П.Д.// Сигран - новый декоративный строительный материал: Сб. науч. тр./ ВНИИ - ЭСМ. М., 1983, Сер.11. Вып.1. С.15].

Известен также декоративный стеклокристаллический материал, включающий, мас.%: смесь фосфорного шлака, фосфогипса, песка и соды 25-75, стеклобой 8-20, раствор жидкого стекла 5-7 [а.с. СССР №1502502 А1, опубл.23.08.1989].

Однако из-за показателей физико-механических характеристик и декоративных свойств этот материал имеет узкую область применения.

В качестве прототипа может служить декоративный стеклокристаллический материал, включающий, мас.%: шлаковый отход 30-75; буру 13-26; соду 7-24; жидкое стекло 5-20 [патент №2235073, опубл.27.08.2004 г.].

Недостатками прототипа являются невысокая прочность на удар и ограниченность цветовой палитры.

Задачей данного изобретения является синтез недорогого цветного стеклокристаллического материала на основе природного, технического сырья и высокоглиноземистого шлакового отхода, имеющего широкую цветовую гамму и необходимые показатели физико-механических и термических свойств.

Данная задача решена посредством разработки цветного стеклокристаллического материала, имеющего различные цвета (зеленый, бордовый, кирпичный, черный, темно-коричневый и др.) в зависимости от физико-химический условий и технологических параметров синтеза, предназначенного для применения в промышленности строительных материалов, содержащего высокоглиноземистый шлаковый отход металлургической промышленности, соду, буру и жидкое стекло.

В цветном стеклокристаллическом материале, включающем шлаковый отход, соду - Na₂CO₃, буру - Na₂B₄О₇·10H₂О и жидкое стекло, используют высокоглиноземистый шлаковый отход Белокалитвенского металлургического комбината, имеющий следующий состав, мас.%: SiO₂ 15,00; Al₂О₃ 71,66; CaO 1,76; MgO 5,51; MnO₂ 0,05; Na₂О 1,58; Fe₂О₃ 1,93; К₂О 2,20; TiO₂ 0,31, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

высокоглиноземистый шлаковый отход	5-25
бура	20-60
сода	10-50
жидкое стекло	5-10

Цветной стеклокристаллический материал имеет широкую цветовую палитру, необходимые показатели физико-химических и термических свойств.

Для достижения указанной цели в состав сырьевой смеси вводится шлаковый отход, являющийся отходом металлургической промышленности, имеющий следующий состав, мас.%: SiO₂ 15,00; Al₂О₃ 71,66; CaO 1,76; MgO 5,51; MnO₂ 0,05; Na₂O 1,58; Fe₂О₃ 1,93; К₂О 2,20; TiO₂ 0,31. Стеклообразование происходит в результате физико-химических процессов взаимодействия компонентов шихты в интервале температур 1100-1150°С. В аморфную структуру стекломатрицы входят SiO₂, Al₂О₃, CaO, MgO, Na₂O, К₂O, MnO₂, Fe₂О₃, TiO₂. Оксиды MnO₂, Fe₂O₃, TiO₂ выполняют роль инициаторов цветообразования в процессе синтеза стеклокристаллических материалов указанных составов. Технический результат - получение сравнительно недорогого цветного стеклокристаллического материала с высокими механическими и термическими свойствами, предназначенного для применения в строительстве и архитектуре. Таким образом, использование высокоглиноземистого шлакового отхода помогает утилизировать отходы промышленности. Кроме того, расширяется сырьевая база для промышленности строительных материалов; использование высокоглиноземистого шлакового отхода значительно удешевляет процесс получения цветных стеклокристаллических материалов.

Смесь буры, соды и раствора жидкого стекла вводится для снижения температурного синтеза материала.

Пример 1.

Цветной стеклокристаллический материал может быть получен тщательным приготовлением смеси сырьевых компонентов - шихты, ее варки в алундовых тиглях в электрической печи с силитовыми нагревателями при температуре 1000-1100°С в течение 1 часа. Отформованные способом отливки изделия проходят термическую, механическую и химическую обработку с целью улучшения характеристик функциональных и эстетико-потребительских свойств.

Для испытания взята шихта, мас.%:

высокоглиноземистый шлаковый отход	5
бура	40
сода	50
жидкое стекло	5

Полученный материал имеет насыщенный кирпичный цвет. Термостойкость материала составляет 800°С. Температурный коэффициент линейного расширения 194·10^-7 К^-1. Прочность на удар 70 МПа, прочность на сжатие 250 МПа.

Пример 2.

Шихта, мас.%:

высокоглиноземистый шлаковый отход	25
бура	20
сода	48
жидкое стекло	7

Полученный материал имеет зеленый цвет с темно-коричневыми разводами. Термостойкость материала составляет 850°С. Температурный коэффициент линейного расширения 176·10^-7 К^-1. Прочность на удар 80 МПа, прочность на сжатие 280 МПа.

Пример 3.

Шихта, мас.%:

высокоглиноземистый шлаковый отход	20
бура	60
сода	10
жидкое стекло	10

Полученный материал имеет бордовый цвет и высокую степень глушения. Термостойкость материала 830°С. Температурный коэффициент линейного расширения 180·10^-7 К^-1. Прочность на удар 85 МПа, прочность на сжатие 300 МПа.

Цветной стеклокристаллический материал, включающий шлаковый отход, соду Na₂CO₃, буру Na₂B₄О₇·10H₂О и жидкое стекло, отличающийся тем, что в качестве шлакового отхода используют высокоглиноземистый шлаковый отход металлургической промышленности, имеющий следующий состав, мас.%: SiO₂ 15; Al₂О₃ 71,66; CaO 1,76; MgO 5,51; MnO₂ 0,05; Na₂O 1,58; Fe₂O₃ 1,93; К₂О 2,20; TiO₂ 0,31, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высокоглиноземистый шлаковый отход	5-25
Бура	20-60
Сода	10-50
Жидкое стекло	5-10

Изобретение относится к переработке нерудного сырья, в частности вермикулита, в стеклокристаллические материалы, которые могут быть использованы в стройиндустрии, а также в алюминиевой промышленности в качестве огнеупорных материалов для футеровки ванн электролизеров.

Декоративный стеклокристаллический материал // 2235073

Изобретение относится к области создания декоративных стеклокристаллических материалов на основе отходов металлургической промышленности. .

Способ получения пенокерамики из металлургических шлаков // 2203252

Изобретение относится к переработке промышленных отходов, в частности шлаков металлургического производства в пенокерамику со структурой волластонита для строительной индустрии при производстве фильтрующих материалов.

Стекло для стеклокристаллического цемента // 2188171

Изобретение относится к составам стекол для стеклокристаллического цемента (ситаллоцемент), предназначенного для спаев, пассивации и герметизации микросборок, узлов и корпусов приборов в радиоэлектронной промышленности и приборостроении.

Декоративное стекло // 2151751

Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к составу декоративных многоцветных стекол, которые могут быть использованы для производства облицовочных и художественных изделий.

Шихтовой материал для изготовления стеклокерамики // 2142437

Изобретение относится к технологии керамических материалов, в частности к стеклокерамике на основе корунда, и может быть использовано при изготовлении экологически чистых конструкционных изделий, применяемых в машиностроительной, пищевой, строительной отраслях промышленности.

Способ получения стеклокристаллического материала // 2131853

Изобретение относится к области производства строительных материалов и товаров народного потребления, преимущественно стеклокристаллических, и может быть использовано для получения ситаллов и каменного литья с глянцевой огненно-полированной поверхностью и повышенной химической стойкостью.

Стекло для стеклокристаллического диэлектрика для структур кремний-на-изоляторе // 2083515

Изобретение относится к составам кристаллизующихся стекол, предназначенных для диэлектрической изоляции активных элементов кремниевых интегральных схем и создания структур типа кремний-на-изоляторе (КНИ) и кремниевых структур с диэлектрической изоляцией (КСДИ).

Стекло для ситаллоцемента // 2069199

Изобретение относится к составам стекол для ситаллоцементов, использующимся при изготовлении межслойной изоляции в толстопленочных многоуровневых МДМ-структурах, совместимых с прецизионными резисторами на основе соединений рутения.

Шихта для шлакоситалла // 2065842

Изобретение относится к составу шихты для получения шлакоситалла пироксенового состава, предназначенного для использования в химической, металлургической, горнорудной промышленности, строительстве.

Стекло для шлакоситалла // 2414437

Изобретение относится к области ресурсосберегающих технологий, а именно к технологии шлакоситаллов, используемых в строительной, химической промышленности

Способ получения стеклокристаллического материала // 2424201

Изобретение относится к способам получения стеклокристаллического материала, включающее просев золы, образующейся после сжигания твердых бытовых отходов, дозировку, смешение с щелоче- и кремнеземсодержащими компонентами, тепловую обработку до образования стекломассы, формование изделий и отжиг, отличающееся тем, что стекломассу получают из шихты, содержащей до 70% золы, кремнеземсодержащий компонент 20-40%, щелочесодержащий компонент до 20%

Цветное шлакокаменное литье и шихта для его получения // 2465237

Изобретение относится к производству стеклокристаллических материалов и каменного литья и может быть использовано в производстве декоративных, облицовочных материалов и художественных изделий

Цветное шлакокаменное литье и шихта для его получения // 2474541

Изобретение относится к производству художественных изделий и строительных материалов

Шихта для получения декоративно-облицовочного материала // 2505494

Изобретение относится к составам декоративно-облицовочных материалов, которые могут быть использованы в строительстве. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости изделий. Шихта для получения декоративно-облицовочного материала включает измельченное стекло, молотый природный вулканический шлак, каолин и буру при следующем соотношении компонентов, мас. %: измельченное стекло - 56,0-69,0; молотый природный вулканический шлак - 25,0-35,0; каолин - 3,0-7,0; бура - 2,0-3,0. 1 табл.

Каменное литье // 2510374

Изобретение относится к искусственным плавленым силикатным керамическим материалам, в частности к составам каменного литья, и предназначено для изготовления пулезащитных броневых пластин (плит) бронежилетов. Кроме оборонной отрасли, изобретение может быть использовано в строительной, горно-обогатительной и других областях промышленности. Предлагаемое каменное литье содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: SiO2 43-45; Аl2О3 15-16; CaO 9-17; FeO 5-8; MgO 8-9; Fe2O3 3-5; TiO2 1-1,5; К2О и/или Na2O 2,5-4; Cr2O3 2-2,5 и СаF2 1,5-2. За счет использования недорогих технологии, исходного сырья и оптимального содержания добавок каменное литье обладает более низкой стоимостью. Наличие диссипативных свойств, соответствующих требованиям ГОСТ Р 50744-95 «Бронеодежда. Классификация и основные требования», свидетельствует о его пригодности для изготовления пулезащитных броневых пластин бронежилетов. Технический результат изобретения - получение материала, пригодного для изготовления пулезащитных броневых пластин бронежилетов, а также для элементов, сочетающих пулестойкость со способностью рассеивания и поглощения радиационного и инфракрасного излучения. 3 табл., 2 ил.

Декоративно-облицовочный материал // 2513811

Изобретение относится к составам материалов, которые могут быть использованы при изготовлении плитки для наружной облицовки зданий. Технический результат заключается в снижении температуры спекания декоративно-облицовочного материала. Декоративно-облицовочный материал содержит, мас.%: измельченное силикатное стекло 63,0-92,0; отвальный гранулированный шлак медно-никелевого производства 5,0-35,0; хлорид натрия 1,0-3,0. 1 табл.

Композит на основе алюмосиликатной стеклокерамики и способ его получения (варианты) // 2534229

Изобретение относится к области химической промышленности, теплоэнергетики, авиакосмической техники, в частности к композиту на основе алюмосиликатной стеклокерамики, армированной одной из наноформ углерода. Композит на основе стронцийалюмосиликатной стеклокерамики имеет следующий состав, мас.%: Аl2O3 - 30,0-32,0; SrO - 20,0-32,0; ТiO2 - 9,0-10,0; SiO2 - остальное, и в качестве углеродсодержащего нанонаполнителя - графен с удельной поверхностью не менее S=500 м2/г в количестве не более 1% (сверх 100%). Способ получения композитов включает синтез стронцийалюмосиликатной матрицы, ее измельчение до дисперсности 4-8 мкм, приготовление смеси порошка матрицы с графеном в среде спирта, УЗ-воздействие с частотой 18-20 кГц, механическое перемешивание и проведение обжига по определенным режимам. Заявленные составы композитов и способ их получения обеспечивают высокую плотность, высокие термические свойства и повышенные значения модуля Юнга и трещиностойкости при существенно меньшем количестве углеродного нанонаполнителя. 4 н.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл., 2 ил.

Стеклянный уплотнитель для батарей твердооксидных электролитических элементов (soec) // 2561097

Изобретение относится к батарее твердооксидных электролитических элементов (SOEC), изготовляемой способом, который включает следующие стадии: (a) формирование первого блока батареи элементов путем чередования по меньшей мере одной соединительной пластины и по меньшей мере одного узла элемента, причем каждый узел элемента содержит первый электрод, второй электрод и электролит, расположенный между этими электродами, а также обеспечение стеклянного уплотнителя между соединительной пластиной и каждым узлом элемента, причем стеклянный уплотнитель имеет следующий состав: от 50 до 70 мас.% SiO2, от 0 до 20 мас.% Аl2О3, от 10 до 50 мас.% СаО, от 0 до 10 мас.% МgО, от 0 до 2 мас.% (Na2O+K2O), от 0 до 10 мас.% В2O3 и от 0 до 5 мас.% функциональных элементов, выбранных из TiO2, ZrO2, F2, P2O5, МоО3, Fе2O3, MnO2, La-Sr-Mn-O перовскита (LSM) и их комбинаций; (b) превращение указанного первого блока батареи элементов во второй блок со стеклянным уплотнителем толщиной от 5 до 100 мкм путем нагревания указанного первого блока до температуры 500°C или выше и воздействия на батарею элементов давлением нагрузки от 2 до 20 кг/см2; (c) превращение указанного второго блока в конечный блок батареи твердооксидных электролитических элементов путем охлаждения второго блока батареи, полученного на стадии (b), до температуры ниже, чем на стадии (b), при этом стеклянный уплотнитель на стадии (a) представляет собой лист стекловолокон. Также изобретение относится к применению Е-стекла в качестве стеклянного уплотнителя в батареях твердооксидных электролитических элементов. Предлагаемые батареи демонстрируют малую степень ухудшения свойств в процессе эксплуатации. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Шлакоситалл // 2595276

Изобретение относится к шлакоситаллам. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности шлакоситалла. Шлакоситалл содержит, мас. %: SiO2 48,0-50,0; Al2O3 1,0-3,0; СаО 15,0-20,0; MgO 10,0-15,0; Fe2O3 2,0-6,0; Na2O 1,0-3,0; Cr2O3 3,0-4,0; CuO 3,0-4,0; NiO 5,0-7,0. 1 табл.