Термостойкое светотехническое стекло

Изобретение относится к составам термостойких стекол, предназначенным для выпуска широкого ассортимента светотехнических изделий конструкционной оптики авиационной, космической, аэродромной, химической, металлургической техники. Техническая задача - повышение светопропускания в видимой области спектра, повышение термостойкости и снижение ТКЛР. Стекло содержит, мас.%: SiO2 70,0-76,0; Al2О3 3,0-4,0; В2O3 9,0-11,0; Na2O 4,5-6,0; К2O 1,5-2,0; CaO 2,0-3,0; BaO 3,5-4,5; СеО2 0,1-0,5; F- 0,1-0,6. Варку стекла осуществляют при температуре 1530-1550°С. Температура выработки 1300-1450°С, температура кристаллизации 800-1050°С. Полученное стекло характеризуется светопропусканием 88,5-92%, термостойкостью 110-120°С. 2 табл.

 

Изобретение относится к составам термостойких стекол, используемых в светотехнических изделиях конструкционной оптики авиационной, космической, аэродромной, химической и металлургической техники.

Известен состав термостойкого стекла (Патент России 2021986, опубл. 30.10.1994 г.), включающий следующие компоненты, мас.%.:

SiO273,0-75,0
Al2O33,0-5,5
BaO0,5-2,5
MgO0,5-2,0
K2O0,5-3,0
Na2O4,5-6,0
В2O311,0-15,0
Li2O0-0,5
один из оксидов группы:
Sb2O3, SnO2, Fe2O305-4,0
Cu2O0,5-5,0

Данное стекло удовлетворяет требованиям по термостойкости, но непригодно для изделий с высоким светопропусканием в видимой области спектра, так как содержит поливалентные ионы меди и железа, которые имеют полосы поглощения в видимой области спектра.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является состав стекла (патент DE 10238915 В3, опубл. 29.04.2004 г.), содержащий следующие компоненты, мас.%:

SiO270,5-73,0
Al2О34-5,6
Na2O7,0-9,0
K2O1,2-2,5
Li2O0-0,5
В2O38,0-10,0
СаО0-2,5
BaO2,0-4,0
CeO20-1,0
ZrO20-2,0
F-0-0,6

Данное стекло не удовлетворяет требованиям по термостойкости вследствие повышенного суммарного содержания щелочей и светопропусканию из-за значительного содержания оксида алюминия (более 4 мас.%).

Задачей изобретения является: повышение светопропускания в видимой области спектра и повышение термостойкости, снижение ТКЛР при сохранении хороших технологических свойств стекла (широком температурном интервале выработки и пониженной склонности к кристаллизации) для получения изделий сложной конфигурации методом прессования.

Это достигается тем, что стекло содержит оксиды SiO2, Al2О3, В2О3, Na2O, K2O, СаО, ВаО, CeO2, F-1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO270,0-76,0
Al2O33,0-4,0
В2О39,0-11,0
Na2O4,5-6,0
K2O1,5-2,0
ВаО3,5-4,5
СаО2,0-3,0
CeO20,1-0,5
F-0,1-0,6

Авторы экспериментально установили, что выход за минимальные и максимальные значения компонентов стекла приводит к ухудшению его термических или технологических свойств. Также установлено, что снижение содержания Al2O3 до 3,0-4,0 мас.% в стекле указанного состава повышает светопропускание в видимой области спектра до 92%.

Уменьшение суммарного содержания щелочей до 6,5-7,5 мас.% при оптимальной концентрации алюминия не более 4 мас.% снижает ТКЛР до (4,8-5,3)10-7°С-1 и повышает термостойкость стекла до 120°С.

Примеры конкретных составов предлагаемого стекла приведены в табл.1.

Таблица 1
Вводимый компонентНомер стекла
123
SiO270,572,575,1
Al2O34,04,03,0
В2O39,510,010,0
Na2O6,05,54,5
К2O1,52,01,5
ВаО4,53,53,5
СаО3,02,02,0
CeO20,50,10,1
F-0,50,40,3

Варка стекол проводилась при температуре 1530-1550°С. Температура выработки 1300-1450°С.

Авторы считают, что для практического применения (изготовления сложнопрофильных изделий) состав 2 является оптимальным.

Свойства полученных стекол представлены в табл.2.

Таблица 2
Наименование

Свойств
Единицы измерен.Номера стеколПрототип
123
ТКЛР (20°С, 300°С)10-7°С-15,05,24,85,8-7,0
Термостойкость°С115110120-
Светопропускание%88,590,092,0<88
Интервал кристаллизации°С800-1025800-1035800-1050-

Как видно из таблицы, светопропускание предлагаемых составов стекол выше, чем у прототипа, при сохранении высокой кристаллизационной устойчивости и химстойкости.

Коэффициент линейного термического расширения предлагаемого стекла ниже, чем у прототипа, а термостойкость выше, что позволяет использовать материал для огней высокой интенсивности. Хорошие технологические свойства стекла (широкий температурный интервал выработки, кристаллизационная устойчивость) позволяют вырабатывать изделия различной конфигурации и различной толщины.

Стекло обладает хорошей способностью упрочняться воздушной и жидкостной закалкой, что позволяет получать высокопрочные изделия

Высокая влагостойкость предлагаемого материала в пределах 0,05-0,07% в сочетании с высокими прочностными характеристиками позволяет использовать его не только в светотехнических изделиях, но и в качестве высокопрочных указателей уровня жидкости и смотровых окон сосудов высокого давления.

Таким образом, предлагаемый состав стекла имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:

- пониженный коэффициент линейного расширения и повышенную термостойкость при хороших технологических свойствах, что позволяет применять предлагаемое стекло для светофильтров в огнях высокой интенсивности;

- повышенное светопропускание 88,5-92% при высокой кристаллизационной устойчивости.

Использованная литература

1. Патент России 2021986, опубл. 30.10.1994 г.

2. Патент Германии DE 10238915 В3.

Термостойкое светотехническое стекло, содержащее, мас.%: SiO2 70,0-76,0; Al2O3 3,0-4,0; В2O3 9,0-11,0; Na2O 4,5-6,0; К2O 1,5-2,0; ВаО 3,5-4,5; СаО 2,0-3,0; CeO2 0,1-0,5; F- 0,1-0,6, характеризующееся сочетанием следующих свойств: термостойкость 110-120°С, светопропускание 88,5-92%, интервал кристаллизации 800-1050°С.



 

Похожие патенты:
Стекло // 2326063
Изобретение относится к области технологии силикатов, в частности к составам стекла, которое может быть использовано для изготовления тарных изделий, посуды. .
Изобретение относится к боросиликатному стеклу, содержащему (в вес.% из расчета на оксид): 70,5 - <73 SiO 2, 8-10 В2О3 , 4-5,6 Al2О3, 0 - <0,5 Li2O, 7-9 Na2 O, 1,2-2,5 К2О, 0-1 MgO, 0-2 СаО, причем MgO+CaO 0-2, BaO >2-4, 0-2 ZrO2, 0-1 CeO2, 0-0,6 F-.
Стекло // 2320559
Изобретение относится к составам стекла, используемого для изготовления сортовой посуды, изделий декоративно-художественного назначения. .
Изобретение относится к области технологии силикатов, а именно к составам стекла, используемым в радиотехнике, электронике. .
Стекло // 2316489
Изобретение относится к области технологии силикатов, в частности к составам стекла, которое может быть использовано в производстве изделий хозяйственно-бытового назначения, посуды.
Стекло // 2316488
Изобретение относится к области технологии силикатов, а именно к составам стекла для изготовления тары парфюмерной промышленности. .
Изобретение относится к технологии силикатов и касается составов стекла, используемого для изготовления световых рассеивателей, сортовой посуды, изделий хозяйственно-бытового назначения.
Стекло // 2311359
Изобретение относится к области технологии силикатов, а именно к составам стекла, используемого в производстве плитки для полов. .
Изобретение относится к силикатному стеклу, которое применяется для впаивания молибдена в стекло в форме колб в качестве наружных оболочек ламп, в частности для ламп с регенеративной галогенной циркуляцией при температурах колб от 550°С до 700°С.
Стекло // 2346895
Изобретение относится к составам стекол, которые могут быть использованы в производстве тарных стеклоизделий, посуды
Изобретение относится к составам покрытий для защиты сталей и может быть использовано в машиностроительной промышленности для защиты крупногабаритных заготовок из низколегированных и малоуглеродистых сталей от высокотемпературной коррозии при технологических нагревах перед горячей обработкой давлением, в частности штамповкой
Стекло // 2383501
Изобретение относится к упрочняющему стекловолокну, содержащему следующие компоненты в указанных ниже пределах, выраженных в мас.%: SiO2 62-63, Al2O3 10-16, CaO 6-23, MgO 1-3, Na2O+K2O+Li 2O 0-2, TiO2 0-1, B2O3 0,1 - менее 1,8, Li2O 0-0,5, ZnO 0-0,5, MnO 0-1, F 0-0,5
Стекло // 2413680
Изобретение относится к области технологии силикатов, а именно к составам стекол, которые могут быть использованы в производстве тарных стеклоизделий, посуды

Изобретение относится к составам стекол для формования волокна

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.

Стекло // 2609495
Изобретение относится к производству тугоплавких стекол, которые могут быть использованы при изготовлении тепловых агрегатов. Стекло содержит, мас. %: SiO2 39,0-45,0; Al2O3 13,0-14,0; V2O5 18,0-20,0; B2O3 10,0-12,0; СаО 2,0-6,0; WO3 9,0-11,0. Технический результат - повышение температуры начала размягчения стекла. 1 табл.

Стекло // 2610036
Изобретение относится к технологии силикатов, а именно к производству стекол, которые могут быть использованы для изготовления сортовой посуды, изделий декоративно-художественного и хозяйственно-бытового назначения. Технический результат заключается в повышении термостойкости стекла. Стекло содержит, мас. %: SiO2 71,0-73,0; Al2O3 3,9-5,5; MgO 2,0-2,5; CaO 5,3-6,5; B2O3 2,5-4,0; K2O 9,9-11,2; TiO2 0,5-0,8; Cr2O3 0,5-0,8; CoO 6,1-0,3. 1 табл.
Наверх