Термостойкое стекло

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соватсиин

Социапистичесииа республик

<1ц827430 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.06.79 (21) 2785923/29-33 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (53)N. Кл.

С 03 С 3/08

3Ъеударстввнвьй квмнтет

СССР но делам нзебрвтвннй н вткрытнй

Опубликовано 07.05.81 Бюллетень М 17

Дата опубликования описания 07.05.81 (53) УДК 666.117..2 (088.8) Н. М. Павлушкин, P. Я. Ходаковская и О. Ф. Бейнарович (72) Авторы изобретения с

:, !

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Д. И. Менделеева (71) Заявитель (54) ТЕРМОСТОЙКОЕ СТЕКЛО

Изобретение относится к технологии стекла, в частности к составам стекол, используемых в качестве термостойких материалов для конструк. ционной оптики илн в качестве смотровых окон и термоэкранов в химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Известно термостойкое стекло, содержащее, вес.%:

$10г 40 — 50

Aiг Оз 18 — 28

t6 баг Оз 10-26

CdO 0,3 — 8

SnO 0,3 — 6

ZnO 03 — 6 11).

Стекло этого состава варят при температуре, 1550 — 1620 С. Оно имеет а (30 — 50) 10-оград" температура деформации беэ нагрузки составляет 1030-1060 C. Экспериментальная проверка показала, что состав, содержащий,. вес.%:

$10г 50; А1г Оэ 18; 1.аг Оз 20 5; CdO 8 0;

ZnO 1,5; SnO 2,0, характершуется низкой сопротивляемостью тепловым воздействиям (s интервале температур 500-600 С Ф 0,5 =4050 мин)..2

Наиболее близким по составу к изобретению является стекло, включающее, вес.%: $!Ог 4555; А1гОз 15 — 25; 1агОз 3 — 25; ВаО 5 — 30 (2).

Недостатком стекла является недостаточно высокая сопротивляемость тепловым воздейлвиям (в интервале t — 500-600 С).

Бель изобретения — повышение устойчивости к релаксации напряжений при температуре около 600 С.

Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее $!Ог, А1гОз, 1.агОз, ВаО или MgO дополнительно содержит ВгОз при следующем соотношении компонентов, вес.%:

$!Ог 45-50

А1г Оэ 16 — 24

1-аг Оэ 25 — 30

ВаО илн MgO 0,5 — 2,5

ВгОз, 2-5,5

Hns улучшения технологических свойств (при удовлетворительном а и Т н д.) стекло дополнительно может содержать $ЬгОз в количестве 0,1 — 3 вес.%. Стекло отличается от известных .присутствием ВгОз, введение небольшого количества которого (до 5,5 вес.%) а 10 э Степень град. зак.пор., 300 С см

Составы стекол, вес.% эО ар Оз Mg

Y 0,5

0,5

1. 45,0 24,0 26,8 3,7

904 828 22

1,7 95 !,5 72

1,5 97

1,8 81

1,6 80

2. 48,6 18 1 27,2 5,5 0 5 — 0,1 868 760 34

3. 50,0 16 0 30,0 2,8

4. 49,8 17,4 25,1 2,2

1,2

930 886 25

3,0 . 880 808 31

2,5

5, 48,3 22,2 25,0 2,0 — 2,5 — 880 832 32

Экономический эффект от внедрения данно - времени эксплуатации изделий конструкционной го предложения получают путем увеличения оптики.

3 в стекло данной системы является необходимым, так как приводит к повышению сопротивляемости стекла тепловым воздействиям, I что, по-видимому, обусловлено увеличением степени связанности каркаса стекла. При со. держании В Оз более 5,5 вес.% аномально снижается температура начала деформации, поэтому указанные пределы содержания В>Оз являются оптимальными, Небольшие добавки

MgO или ВаО стабилизируют устойчивость стекла к релаксации напряжений. Результатом совместного действия вводимых компонентов является повышение времени полурелаксации внутренних напряжений в стекле.

Кроме этого, указанные добавки способствуют улучшению технологических свойств. Но при содержании Mg0 или ВаО более 2,5 вес.% резко увеличивается коэффициент термического расширения и уменьшается температура начала деформации, что является нежелательным для термостойких стекол.

Стекло заявляемого состава имеет высокие

Т н. д. и Tg, низкий а, хорошую устойчивость к релаксационным явлениям. Конкретные примеры предлагаемого термостойкого стекла приведены в таблице.

Для синтеза стекла используют следующие сырьевые материалы: кварцевый песок (содержащее S10> .99%), глинозем, окись лантана (предварительно прокаленную при 600 — 700 С в течение 1 час), борную кислоту, окись магния, углекислый барий, окись сурьмы (марок

"Ч" .и "ЧДА"). Варку стекол проводят в корундовых тиглях емкостью 0,5 л в газовой печи при температуре 1550-1620 С в течение

2-4 час. Стекло отливают на металлическую плиту в виде дисков, пластин и палочек. От жиг проводят при температуре 800-850 С в течение двух часов. Стекло отличается хорошими варочными и выработочными свойствами, не кристаллизуется в процессе выработки. Выработка стекла возможна всеми известными методами стекольной технологии.

Процесс получения термостойкого стекла

1р данного вида включает плавление шихты; выработку стекла; охлаждение его до комнатной температуры или отжиг изделий в течение 2 ч при температуре 800-850 С; жидкостная закалка стекла.

1S

Свойства стекла (а, Т н.д., Tg) определяют .методом кварцевого дилатометра; закалку проводят нагревом образцов стекла до 900—

1100 С с выдержкой при этих температурах

1-3 мин и резким охлаждением образцов в полиорганосилоксановых жидкостях. Закаленные образцы стекла выдерживают определенное время в изотермических условиях (c точностью

110 ), а затем охлаждают их на воздухе. Изме. рение внутренних напряжений производят на полярископе-поляриметре. Показатель преломления стекол определяют иммерсионным методом, плотность — пикнометрическим методом, химическую стойкость к воде измеряли методом порошка Стекло обладает высоким показателем преломления (1,609 — 1,612), химической стойкостью к воде 99,92 — 99,96%. плотностью 3,00 — 3,15 г/см .

Составы стекол и их свойства показаны в таблице.

827430

Сосв и И. Червса

Техред А.Савка Корректор О. Билак

Заказ 4605/19 Тираж 520

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", t;. Улпород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Тер..лостойкое стекло, включающее SiOq, А1зОа, ЕазОз, ВаО или МуО, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости к релаксации напряжений при повышенных температурах, оно дополнительно содержит Вз Оз при следующем соотношении компонентов, вес.%: зю 45-50

А1з Оз 16-24

1.аз Оз 25-30

ВаО или Mg0 0,5-2,5

ВО 2 — 5,5

2. Термостойкое стекло по п.1, о т л и ч ею щ е е с я тем, что с целью улучшения технологических ствойств, оно дополнительно содер жит ЗЬгОз в количестве 0,1 — 3 вес.%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 457670, ty tat. С- 03 С 3/04, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР 1Р 471318, кл. С 03 С 3/10, 1974.