Стекло для шлакоситалла

Авторы патента:

Красникова Оксана Сергеевна (RU)

Паршуков Владимир Иванович (RU)

Земляная Елена Борисовна (RU)

Ощепков Андрей Сергеевич (RU)

Ефимов Николай Николаевич (RU)

Грушко Ирина Сергеевна (RU)

Яценко Елена Альфредовна (RU)

Косарев Андрей Сергеевич (RU)

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

Владельцы патента RU 2414437:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Донские технологии" (RU)

Изобретение относится к области ресурсосберегающих технологий, а именно к технологии шлакоситаллов, используемых в строительной, химической промышленности. Стекло для шлакоситаллов имеет следующий химический состав, мас.%: SiO₂ 50,00-52,00 Аl₂О₃ 16,50-17,00 Fе₂O₃ 11,00-14,00 CaO 7,20-12,00 MgO 0,80-1,20 TiO₂ 0,80-1,20 MnO 1,30-2,00

К₂О 4,00-6,00 Na₂O 0,50-2,30 S^2- 0,00-0,20. Техническим результатом изобретения является повышение твердости, кислото- и щелочестойкости, а также износостойкости стекла для шлакоситалла, имеющего пониженную температуру начала кристаллизации.

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

Известен состав стекла для шлакоситалла (Патент SU №1123996), содержащий следующие компоненты, мас.%:

SiO₂	38,0-39,5
Al₂O₃	11,0-12,5
CaO	33,0-36,0
MgO	13,5-15,0
S^2-	0,3-0,5
Fе₂O₃	0,20-0,65
MnO	0,20-0,65

Недостатком указанного состава стекла для шлакоситалла является незначительное количество катализаторов кристаллизации в данном типе составов, вследствие чего незначительное увеличение химической стойкости и износостойкости.

Наиболее близким по составу к заявленному изобретению является золошлакоситалл (Патент SU №1813076), содержащий в своем составе следующие компоненты, мас.%:

SiO₂	36,68-44,52
Al₂O₃	13,54-16,19
CaO	20,74-27,69
MgO	1,28-3,39
TiO₂	0,64-0,73
S^2-	0,23-1,50
Fе₂О₃	5,73-6,41
FeO	0,70-0,84
Na₂O	2,60-4,12
K₂O	,69-1,93
P₂O₅	0,98-5,74
F^-	0,60-1,26

Недостатками данного изобретения является использование токсичного фтора в качестве катализатора кристаллизации. Присутствие в составе шлакоситаллов фтора способствует формированию пироксеновых твердых растворов с образованием мелкокристаллической структуры. Как известно, шлакоситаллы на основе пироксеновых составов обладают повышенными физико-механическими свойствами. Однако фтор является токсичной нежелательной добавкой. Из литературы известно, что самым лучшим катализатором в составах данного типа является диоксид титана и оксид хрома (III).

Задачей изобретения является получение нетоксичного стекла для шлакоситалла, имеющего пониженную температуру начала кристаллизации 650-700°С.

Техническим результатом изобретения является повышение твердости, кислого- и щелочестойкости, а также износостойкости стекла для шлакоситалла.

Технический результат достигается за счет того, что предлагаемый состав стекла для шлакоситалла, содержащий SiO₂, Аl₂O₃, Na₂O, К₂O, Fе₂O₃, MnO, CaO, MgO, S^2- в качестве основного катализатора кристаллизации содержит TiO₂ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO₂	50,00-52,00
Аl₂O₃	16,50-17,00
Fе₂O₃	11,00-14,00
CaO	7,20-12,00
MgO	0,80-1,20
TiO₂	0,80-1,20
MnO	1,30-2,00
K₂O	4,00-6,00
Na₂O	0,50-2,30
S^2-	0,00-0,20

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешивают. Варку стекломассы для шлакоситалла осуществляют в электрической печи с силитовыми нагревателями с экзотермической выдержкой 30-40 минут при максимальной температуре 1500±50°С. Выработку стекломассы производят разливом в огнеупорные формы. Далее проводят отжиг полученных образцов.

Термообработку образцов осуществляют в муфельной печи, суть которой состоит в нагреве до 650-700°С, повышении температуры до 900-950°С со скоростью нагрева 1,0°С/мин, выдержке в течение 1 ч, затем охлаждении со скоростью 2°С/мин до 500°С и далее со скоростью 4°С/мин.

Пример №1.

Для получения шихты в качестве сырьевых материалов используют мел, доломит, перитные огарки, оксид марганца, золошлаковый отход ТЭС. Состав стекла для шлакоситалла в данном случае следующий, мас.%:

SiO₂	50,00
Аl₂O₃	17,00
Fе₂O₃	11,00
CaO	12,00
MgO	0,80
TiO₂	1,20
MnO	1,30
K₂O	6,00
Na₂O	0,50
S^2-	0,20

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешивают и сплавляют при 1500-1550°C с последующим разливом в огнеупорные формы и дальнейшим отжигом. Термообработку образцов производят в муфельной печи, суть которой состоит в нагреве до 650-700°С, повышении температуры до 900-950°С со скоростью нагрева 1,0°С/мин, выдержке в течение 1 ч, затем охлаждении со скоростью 2°С/мин до 500°С и далее со скоростью 4°С/мин. После чего полученный шлакоситалл темного цвета подвергают испытаниям по определению твердости. Твердость ситалла оценивают по шкале Мооса, в результате чего она составляет 6,5. Определение кислото- и щелочестойкости производят по ГОСТ 10134.2-82, ГОСТ 10134.3-82 соответственно. В результате испытаний кислотостойкость шлакоситалла составляет 99,80%, а щелочестойкость - 98,73%.

Пример №2.

Состав стекла для шлакоситалла следующий, мас.%:

SiO₂	51,44
Al₂O₃	16,75
Fе₂О₃	13,45
CaO	8,63
MgO	1,20
TiO₂	0,83
MnO	1,30
K₂O	4,00
Na₂O	2,30
S^2-	0,10

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешивают и сплавляют при 1500-1550°C с последующим разливом в огнеупорные формы и дальнейшим отжигом. Термообработку образцов производят в муфельной печи, суть которой состоит в нагреве до 650-700°С, повышении температуры до 900-950°С со скоростью нагрева 1,0°С/мин, выдержке в течение 1 ч, затем охлаждении со скоростью 2°С/мин до 500°С и далее со скоростью 4°С/мин. После чего полученный шлакоситалл темного цвета подвергают испытаниям по определению твердости. Твердость ситалла оценивают по шкале Мооса, в результате чего она составляет 7,5. Определение кислото- и щелочестойкости производят по ГОСТ 10134.2-82, ГОСТ 10134.3-82 соответственно. В результате испытаний кислотостойкость шлакоситалла составляет 99,95%, а щелочестойкость - 99,73%.

Пример №3.

В данном случае состав стекла для шлакоситалла следующий, мас.%:

SiO₂	52,0
Аl₂O₃	16,50
Fе₂O₃	14,00
CaO	7,20
MgO	1,20
TiO₂	0,80
MnO	2,00
K₂O	4,00
Na₂O	2,30
S^2-	0,00

Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешивают и сплавляют при 1500-1550°C с последующим разливом в огнеупорные формы и дальнейшим отжигом. Термообработку образцов производят в муфельной печи, суть которой состоит в нагреве до 650-700°С, повышении температуры до 900-950°С со скоростью нагрева 1,0°С/мин, выдержке в течение 1 ч, затем охлаждении со скоростью 2°С/мин до 500°С и далее со скоростью 4°С/мин. После чего полученный шлакоситалл темного цвета подвергают испытаниям по определению твердости. Твердость ситалла оценивают по шкале Мооса, в результате чего она составляет 6,0. Определение кислото- и щелочестойкости производят по ГОСТ 10134.2-82, ГОСТ 10134.3-82 соответственно. В результате испытаний кислотостойкость шлакоситалла составляет 99,00%, а щелочестойкость - 98,50%.

Введение в состав разработанного стекла для шлакоситалла добавки в качестве катализатора кристаллизации диоксида титана способствует интенсивной мелкокристаллической кристаллизации, что значительно улучшает физико-химические и механические свойства стекла для шлакоситалла. Кроме этого, диоксид титана не является токсичным.

Из описанных примеров видно, что шлакоситалл наилучшего качества получается на основе состава стекла, описанного в примере №2.

Стекло для шлакоситалла, включающее SiO₂, Аl₂О₃, Na₂O, К₂О, TiO₂, Fe₂O₃, CaO, MgO, S^2-, отличающееся тем, что дополнительно содержит МnО при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO₂	50,00-52,00
Аl₂O₃	16,50-17,00
Fе₂O₃	11,00-14,00
CaO	7,20-12,00
MgO	0,80-1,20
ТiO₂	0,80-1,20
МnО	1,30-2,00
K₂O	4,00-6,00
Na₂O	0,50-2,30
S^2-	0,00-0,20

Изобретение относится к области создания цветных стеклокристаллических материалов на основе природного, технического сырья и шлакового отхода. .

Способ получения стеклокристаллического материала на основе вермикулита // 2250200

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.

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.