Высокомодульная стекловолоконная композиция, стекловолокно и композиционный материал из него

Авторы патента:

СИН Вэньчжун (CN)

C03C3/087 - содержащие оксид кальция, например обычное листовое или тарное стекло

C03C2201/36 - Химический состав стекла, глазурей или эмалей; обработка поверхности стекла; обработка поверхности волокон или нитей из стекла, минералов или шлака; соединение стекла со стеклом или с другими материалами

C03C13/00 - Составы для волокон или нитей (производство волокон или нитей C03B 37/00)

Владельцы патента RU 2721059:

ЦЗЮЙШИ ГРУП КО., ЛТД. (CN)

Изобретение относится к композиции для получения высокомодульного волокна, которое может быть использовано для армирования смол и получения композиционных материалов. Указанная композиция является особенно подходящей для производства в ванной печи высокомодульного стекловолокна с низкой степенью пузырения и содержит следующие компоненты, мас. %: 53-68 SiO₂, 13-24,5 Al₂O₃, 0,1-8 Y₂O₃+La₂O₃, 0,05-1,7 La₂O₃, более 12 и менее или равно 14 MgO, от более 12 до 23 CaO+MgO+SrO, менее 2 Li₂O+Na₂O+K₂O и менее 1,5 Fe₂O₃, при этом массовое процентное отношение Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5. Указанная композиция обеспечивает существенное увеличение модуля упругости стекла, существенное снижение температуры ликвидуса и температуры формования стекла и при прочих равных условиях обеспечивает существенное снижение скорости кристаллизации и степени пузырения стекла. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 табл., 6 пр.

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании предварительной заявки на патент Китая №201610112748.Х, поданной 29 февраля 2016 года, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники

Настоящее изобретение относится к высокомодульному стекловолокну, к композиции для его получения и к композиционному материалу, его содержащему.

Описание области техники

Стекловолокно представляет собой неорганический волокнистый материал, который может быть использован для армирования смол с получением композиционных материалов с хорошими характеристиками. В качестве армирующего материала основы для улучшенных композиционных материалов, высокомодульные стекловолокна изначально использовали, главным образом, в аэрокосмической промышленности или в оборонной промышленности. С развитием науки и технологии и с развитием экономики, высокомодульные стекловолокна стали широко использовать в гражданских и промышленных отраслях, таких как ветряные лопасти, камеры высокого давления, трубы для шельфовых нефтяных месторождений и автомобильная промышленность.

Первые композиции высокомодульного стекла были основаны на системе MgO-Al₂O₃-SiO₂, и традиционный состав представлял собой стекло S-2, разработанное компанией ОС в США. Модуль стекла S-2 составляет 89-90 ГПа; однако производство такого стекла является чрезвычайно сложным, поскольку температура его формования достигает примерно 1571°С, а температура ликвидуса достигает примерно 1470°С и, следовательно, его трудно реализовать в крупномасштабном промышленном производстве. Поэтому компания ОС прекратила производства стекловолокна S-2 и передала патент на него американской компании AGY.

Позже компания ОС разработала стекло HiPer-tex, имеющее модуль 87-89 ГПа, которое было компромиссным вариантом для промышленного масштаба в ущерб некоторым свойствам стекла. Однако поскольку конструктивное решение стекла HiPer-tex было лишь простым усовершенствованием стекла S-2, то температура формования и температура солидуса оставались высокими, что вызывало трудности при вытяжке стекловолокна и впоследствии приводило к затруднению реализации крупномасштабного промышленного производства. Поэтому компания ОС также прекратила выпуск стекловолокна HiPer-tex и передала патент на него европейской компании 3В.

Французская компания Saint-Gobain разработала стекло R на основе системы MgO-CaO-Al₂O₃-SiO₂, и его модуль составляет 86-89 ГПа; однако общее содержание SiO₂ и Al₂O₃ в традиционном стекле R остается высоким, и поэтому не существует эффективного решения для улучшения характеристик кристаллизации, поскольку отношение Са к Mg подобрано неэффективно, что вызывает трудности при формовании волокна, а также высокий риск кристаллизации, высокое поверхностное натяжение и трудности при осветлении расплавленного стекла. Температура формования стекла R достигает 1410°С, а температура его ликвидуса составляет до 1350°С. Все это затрудняет эффективную вытяжку стекловолокна и впоследствии приводит к затруднению реализации крупномасштабного промышленного производства.

Компания Nanjing Fiberglass Research & Design Institute в Китае разработала стекло HS2, имеющее модуль 84-87 ГПа. Оно содержит, главным образом, SiO₂, Al₂O₃ и MgO, а также содержит некоторое количество Li₂O, В₂О₃, СеО₂ и Fe₂O₃. Температура его формования составляет лишь 1245°С, а температура его ликвидуса составляет 1320°С. Обе температуры гораздо ниже показателей для стекла S. Однако поскольку температура его формования ниже, чем температура его ликвидуса, что неблагоприятно для регулирования вытяжки стекловолокна, то необходимо увеличивать температуру формования и использовать наконечники специальной формы для предотвращения явления кристаллизации стекла в процессе вытяжки волокна. Это вызывает трудности при регулировании температуры, а также затрудняет реализацию крупномасштабного промышленного производства.

В целом, описанный выше известный уровень техники в области получения высокомодульного стекловолокна сталкивается с такими проблемами, как относительно высокая температура ликвидуса, высокая скорость кристаллизации, относительно высокая температура формования, высокое поверхностное натяжение стекла, большие трудности при осветлении расплавленного стекла и низкий температурный диапазон (ΔТ) для формования волокна. Таким образом, на основании известного уровня техники, в общем, невозможно осуществлять эффективное крупномасштабное производство высокомодульного стекловолокна.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении композиции для получения высокомодульного стекловолокна. Указанная композиция может обеспечивать не только существенное улучшение модуля упругости стекловолокна, но и преодоление технических проблем при производстве традиционных высокомодульных стекол, включая высокий риск кристаллизации, большие трудности при осветлении расплавленного стекла и низкую скорость затвердевания расплавленного стекла. Указанная композиция также может обеспечивать существенное снижение температуры ликвидуса и температуры формования высокомодульных стекол, и при равных условиях обеспечивать существенное снижение скорости кристаллизации и степени пузырения стекла, и она особенно подходит для производства в ванной печи высокомодульного стекловолокна с низкой степенью пузырения.

Для решения вышеописанной задачи, в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения, предложена композиция для получения высокомодульного стекловолокна, содержащая следующие компоненты в указанных массовых процентах:

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
La₂O₃	<1,8%
CaO+MgO+SrO	10-23%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5.

В одном классе данного варианта реализации массовое процентное отношение С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,2.

В одном классе данного варианта реализации диапазон содержания Li₂O составляет 0,1-1,5% по массе.

В одном классе данного варианта реализации диапазон содержания La₂O₃ составляет 0,05-1,7% по массе.

В одном классе данного варианта реализации диапазон содержания La₂O₃ составляет 0,1-1,5% по массе.

В одном классе данного варианта реализации массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,55.

В одном классе данного варианта реализации массовое процентное отношение C2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,22.

В одном классе данного варианта реализации массовое процентное отношение C2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,26.

В одном классе данного варианта реализации указанная композиция содержит следующие компоненты, содержание которых выражено в процентах по массе:

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
La₂O₃	<1,8%
CaO+MgO+SrO	10-23%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5, и массовое процентное отношение С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,2.

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
Y₂O₃	0,1-6,3%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
Y₂O₃	0,1-6,3%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5, и массовое процентное отношение С2=(Li₂I+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,2.

В одном классе данного варианта реализации диапазон содержания СаО составляет менее 12% по массе.

В одном классе данного варианта реализации диапазон содержания СаО составляет 2-11% по массе.

В одном классе данного варианта реализации общее содержание Y₂O₃+La₂O₃ составляет 0,5-7% по массе.

В одном классе данного варианта реализации общее содержание Y₂O₃+La₂O₃ составляет 1,5-6% по массе.

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7%
Y₂O₃	0,1-6,3%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
CaO	<12%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7%
Y₂O₃	0,1-6,3%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
СаО	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7%
Y₂O₃	0,3-6%
La₂O₃	0,1-1,5%
CaO+MgO+SrO	10-23%
СаО	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

SiO₂	54-64%
Al₂O₃	14-24%
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7%
Y₂O₃	0,3-6%
La₂O₃	0,1-1,5%
CaO+MgO+SrO	10-23%
СаО	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,55, и массовое процентное отношение С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,2.

SiO₂	54-64%
Al₂O₃	14-24%
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7%
Y₂O₃	0,3-6%
La₂O₃	0,1-1,5%
CaO+MgO+SrO	12-22%
СаО	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Кроме того, массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,55, и массовое процентное отношение С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,22.

SiO₂	54-64%
Al₂O₃	14-24%
Y₂O₃+La₂O₃	1,5-6%
Y₂O₃	1-5,5%
La₂O₃	0,1-1,5%
CaO+MgO+SrO	10-23%
СаО	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,6, и массовое процентное отношение С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,22.

В одном классе данного варианта реализации массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,65.

В одном классе данного варианта реализации массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,7-0,95.

SiO₂	54-64%
Al₂O₃	14-24%
Y₂O₃+La₂O₃	1,5-6%
Y₂O₃	1-5,5%
La₂O₃	0,1-1,5%
CaO+MgO+SrO	10-23%
СаО	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,7-0,95, и массовое процентное отношение С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,26.

В одном классе данного варианта реализации диапазон содержания SrO составляет менее 2% по массе.

В одном классе данного варианта реализации диапазон содержания SrO составляет 0,1-1,5% по массе.

В одном классе данного варианта реализации диапазон содержания MgO составляет 8,1-12% по массе.

В одном классе данного варианта реализации диапазон содержания MgO составляет более 12% и менее или ровно 14% по массе.

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	более 19% и менее или ровно 23%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
MgO	<11%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<1%
Fe₂O₃	<1,5%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5.

В одном классе данного варианта реализации указанная композиция содержит TiO₂ в количестве 0,1-3% по массе.

В одном классе данного варианта реализации указанная композиция содержит ZrO₂ в количестве 0-2% по массе.

В одном классе данного варианта реализации указанная композиция содержит СеО₂ в количестве 0-1% по массе.

В одном классе данного варианта реализации указанная композиция содержит B₂O₃ в количестве 0-2% по массе.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предложено стекловолокно, полученное из указанной композиции для получения стекловолокна.

Кроме того, указанное стекловолокно имеет модуль упругости более 90 ГПа.

Кроме того, указанное стекловолокно имеет модуль упругости более 95 ГПа.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предложен композиционный материал, содержащий указанное стекловолокно.

Основные патентоспособные признаки композиции для получения стекловолокна в соответствии с настоящим изобретением заключаются в том, что включены редкоземельные оксиды Y₂O₃ и La₂O₃ для достижения синергетического эффекта между ними, поддерживается жесткий контроль соотношений Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) и (Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃), соответственно, целесообразно подобраны диапазоны содержания Y₂O₃, La₂O₃, Li₂O, СаО, MgO и CaO+MgO+SrO, использован смешанный эффект щелочноземельных металлов СаО, MgO и SrO и смешанный эффект щелочных металлов K₂O, Na₂O и Li₂O, а также обеспечено селективное введение соответствующих количеств TiO₂, ZrO₂, CeO₂ и В₂О₃.

В частности, композиция для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты, содержание которых выражено в процентах по массе:

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
La₂O₃	<1,8%
CaO+MgO+SrO	10-23%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5.

Эффект и содержание каждого компонента в указанной композиции для получения стекловолокна описаны ниже:

SiO₂ представляет собой главный оксид, образующий структуру стекла, и оказывает эффект стабилизации всех компонентов. В композиции для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению диапазон содержания SiO₂ составляет 53-68%. Предпочтительно, диапазон содержания SiO₂ может составлять 54-64%.

Al₂O₃ представляет собой другой главный оксид, образующий структуру стекла. В сочетании с SiO₂, он может оказывать существенное влияние на механические свойства стекла. Диапазон содержания Al₂O₃ согласно настоящему изобретению составляет 13-24,5%. Слишком низкое содержание Al₂O₃ приводит к невозможности достижения достаточно высоких механических свойств; слишком высокое его содержание приводит к существенному повышению вязкости стекла, что приводит к трудностям при получении и осветлении расплава. Предпочтительно, содержание Al₂O₃ может составлять 14-24%. Кроме того, авторами настоящего изобретения, в одном варианте его реализации, было неожиданно обнаружено, что если массовый процент Al₂O₃ регулируют до значения более 19%, но менее или ровно 23%, массовый процент MgO составляет менее или ровно 11%, и общий массовый процент Li₂O+Na₂O+K₂O составляет менее или ровно 1%, то стекло может иметь исключительно высокий модуль, превосходную стойкость к кристаллизации, а также широкий температурный диапазон (ΔT) для формования волокна.

Y₂O₃ представляет собой важный щелочноземельный оксид. Авторами настоящего изобретения обнаружено, что Y₂O₃ особенно эффективен для повышения модуля стекла и замедления кристаллизации стекла. Поскольку ионы Y³⁺ с трудом могут проникать в структуру стекла, то они обычно существуют в виде внешних ионов в щелях структуры стекла. Ионы Y³⁺ имеют большие координационные числа, высокую напряженность поля и электрический заряд, а также высокую аккумулирующую способность. Благодаря указанным особенностям, ионы Y³⁺ могут способствовать улучшению структурной стабильности стекла и повышению модуля стекла, и в то же время эффективно препятствовать движению и упорядочиванию других ионов для подавления склонности стекла к кристаллизации. La₂O₃ также представляет собой важный щелочноземельный оксид. Авторами настоящего изобретения обнаружено, что при использовании в отдельности, La₂O₃ демонстрирует очевидно более слабый эффект увеличения модуля стекла и замедления кристаллизации, по сравнению с Y₂O₃. Однако при одновременном использовании указанных двух оксидов в подходящем массовом соотношении между ними, неожиданно достигнут заметный синергетический эффект. Указанный эффект выше, чем при использовании Y₂O₃ или La₂O₃ в отдельности, в отношении повышения модуля стекла и замедления кристаллизации. Авторы настоящего изобретения пришли к выводу, что хотя Y₂O₃ и La₂O₃ являются оксидами одного типа, имеющими схожие физические и химические свойства, указанные два оксида отличаются друг от друга координационным состоянием, в том отношении, что ионы иттрия, в общем, гексакоординированы, а ионы лантана являются октаэдрическими. Таким образом, одновременное использование указанных двух оксидов в массовом процентном соотношении С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) более 0,5 обеспечивает следующие преимущества: (1) увеличение координационного состояния ионов на внешней поверхности структуры стекла, что способствует увеличению стабильности и модуля стекла; (2) гексакоординация ионов иттрия в сочетании с октаэдрическими ионами лантана дополнительно улучшают структурную целостность и модуль стекла; и (3) уменьшение вероятности, что ионы будут образовывать правильные группировки при пониженных температурах, что способствует существенному снижению скорости роста кристаллических фаз и, следовательно, дополнительно повышает стойкость стекла к кристаллизации. Кроме того, оксид лантана может способствовать осветлению расплавленного стекла. Однако молярная масса и ионный радиус лантана имеют большие значения, и избыточное количество ионов лантана будет ухудшать структурную стабильность стекла, поэтому введенное количество La₂O₃ должно быть ограниченным.

В композиции для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению, диапазон совокупного содержания Y₂O₃+La₂O₃ может составлять 0,1-8%, предпочтительно может составлять 0,5-7%, и более предпочтительно может составлять 1,5-6%. В то же время массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5. Предпочтительно, указанное отношение может быть более 0,55. Предпочтительно, указанное отношение может быть более 0,6. Предпочтительно, указанное отношение может быть более 0,65. Предпочтительно, указанное отношение может составлять 0,7-0,95. Кроме того, диапазон содержания La₂O₃ может быть менее 1,8%, предпочтительно 0,05-1,7%, и более предпочтительно 0,1-1,5%. Кроме того, содержание Y₂O₃ может составлять 0,1-6,3%, предпочтительно 0,3-6%, и более предпочтительно 1-5,5%.

Авторами настоящего изобретения также обнаружено, что синергетический эффект двух вышеуказанных щелочноземельных оксидов тесно связан с содержанием свободного кислорода в стекле. Y₂O₃ в кристаллическом состоянии имеет вакансионные дефекты, и при введении Y₂O₃ в стекло указанные вакансионные дефекты заполняются другими оксидами, особенно оксидами щелочных металлов. Различная степень заполнения приводит к различным координационным состояниям и плотности упаковки Y₂O₃, что оказывает значительное влияние на свойства стекла. Подобным образом, La₂O₃ также требует большого содержания кислорода для заполнения вакансий. Для получения достаточного количества свободного кислорода и, соответственно, достижения более плотной структуры упаковки и лучшей стойкости к кристаллизации, ограниченный диапазон массового процентного отношения С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) согласно настоящему изобретению составляет более 0,2, предпочтительно более 0,22, и более предпочтительно более 0,26.

K₂O и Na₂O могут снижать вязкость стекла и являются хорошими флюсующими агентами. Авторами настоящего изобретения обнаружено, что замена Na₂O на K₂O при сохранении общего количества оксидов щелочных металлов может приводить к снижению склонности стекла к кристаллизации и улучшению характеристик формования волокна. По сравнению с Na₂O и K₂O, Li₂O может не только существенно снижать вязкость стекла, улучшая характеристики плавления стекла, но и заметно способствовать улучшению механических свойств стекла. Кроме того, небольшое количество Li₂O обеспечивает значительное количество свободного кислорода, в результате чего большее количество ионов алюминия участвуют в тетраэдрической координации, которая упрочняет структуру стекла и дополнительно улучшает механические свойства стекла. Однако слишком большое содержание ионов щелочных металлов в композиции стекла ухудшает коррозионную стойкость стекла, и введенное количество должно быть ограниченным. Таким образом, в композиции для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению диапазон совокупного содержания Li₂O+Na₂O+K₂O составляет менее 2%. Кроме того, содержание Li₂O составляет 0,1-1,5%.

СаО, MgO и SrO, главным образом, могут влиять на контролирование кристаллизации стекла и регулирование вязкости стекла, а также скорости затвердевания расплавленного стекла. В частности, в отношении контролирования кристаллизации стекла, авторами настоящего изобретения получен неожиданный эффект посредством контролирования включенных количеств указанных соединений и соотношений между ними. В целом, для высокоэффективного стекла на основе системы MgO-CaO-Al₂O₃-SiO₂, кристаллические фазы, которые оно содержит после кристаллизации стекла, включают, главным образом, диопсид (CaMgSi₂O₆) и анортит (CaAl₂Si₂O₃). Для эффективного подавления склонности к кристаллизации указанных двух кристаллических фаз и для снижения температуры ликвидуса стекла и скорости его кристаллизации, в настоящем изобретении предложено рациональное контролирование общего содержания CaO+MgO+SrO и соотношений между ними, а также использован смешанный эффект щелочноземельных металлов для образования компактной структуры упаковки, поэтому для формирования и роста зародышей кристалла необходимо больше энергии. Таким образом, подавлена склонность стекла к кристаллизации и оптимизированы свойства затвердевания расплавленного стекла. Кроме того, стеклянная система, содержащая оксид стронция, имеет более стабильную структуру стекла, что улучшает свойства стекла. В композиции для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению диапазон совокупного содержания CaO+MgO+SrO составляет 10-23%, и предпочтительно 12-22%.

В качестве модификатора структуры, слишком большое количество СаО приводит к увеличению склонности стекла к кристаллизации, что вызывает выпадение в осадок кристаллов, таких как анортит и волластонит, из расплава стекла. Таким образом, диапазон содержания СаО может составлять менее 12%, и предпочтительно может составлять 2-11%. MgO обладает подобным действием на структуру стекла, как СаО, но напряженность поля Mg²⁺ выше, что играет важную роль при увеличении модуля стекла. Кроме того, в одном варианте реализации настоящего изобретения диапазон содержания MgO может составлять 8,1-12%; в другом варианте реализации настоящего изобретения диапазон содержания MgO может составлять более 12% и менее или ровно 14%. Кроме того, диапазон содержания SrO может составлять менее 2% и предпочтительно может составлять 0,1-1,5%».

Fe₂O₃ облегчает плавление стекла и также может улучшать характеристики кристаллизации стекла. Однако поскольку ионы железа(III) и железа(II) обладают окрашивающим действием, введенное количество должно быть ограниченным. Таким образом, в композиции для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению диапазон содержания Fe₂O₃ составляет менее 1,5%.

В композиции для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению, соответствующие количества TiO₂, ZrO₂, CeO₂ и В₂О₃ могут быть выборочно включены для дополнительного повышения модуля стекла и улучшения кристалличности стекла и характеристик его осветления. В композиции для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению содержание TiO₂ может составлять 0,1-3%, содержание ZrO₂ может составлять 0-2%, содержание CeO₂ может составлять 0-1%, и содержание В₂О₃ может составлять 0-2%.

Кроме того, композиция для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению может содержать небольшое количество других компонентов с общим содержанием не более 2%.

В композиции для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению благоприятное действие, оказываемое вышеуказанными выборочными диапазонами компонентов, описано далее на примерах с помощью конкретных экспериментальных данных.

Ниже представлены примеры предпочтительных диапазонов содержания компонентов в композиции для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению. Композиция 1

Композиция для получения высокомодульного стекловолокна согласно настоящему изобретению содержит следующие компоненты, содержание которых выражено в процентах по массе:

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

В соответствии с композицией 1, полученное стекловолокно имеет модуль упругости более 90 ГПа.

Композиция 2

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
Y₂O₃	0,1-6,3%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Композиция 3

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
Y₂O₃	0,1-6,3%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Композиция 4

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7%
Y₂O₃	0,1-6,3%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
СаО	<12%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Композиция 5

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7%
Y₂O₃	0,1-6,3%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
CaO	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Композиция 6

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7%
Y₂O₃	0,3-6%
La₂O₃	0,1-1,5%
CaO+MgO+SrO	10-23%
СаО	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Композиция 7

SiO₂	54-64%
Al₂O₃	14-24%
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7%
Y₂O₃	0,3-6%
La₂O₃	0,1-1,5%
CaO+MgO+SrO	10-23%
СаО	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Композиция 8

SiO₂	54-64%
Al₂O₃	14-24%
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7%
Y₂O₃	0,3-6%
La₂O₃	0,1-1,5%
CaO+MgO+SrO	12-22%
СаО	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Композиция 9

SiO₂	54-64%
Al₂O₃	14-24%
Y₂O₃+La₂O₃	1,5-6%
Y₂O₃	1-5,5%
La₂O₃	0,1-1,5%
CaO+MgO+SrO	10-23%
СаО	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Композиция 10

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7%
Y₂O₃	0,1-6,3%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
СаО	<12%
SrO	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Композиция 11

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	более 19% и менее или ровно 23%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
MgO	<11%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<1%
Fe₂O₃	<1,5%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5.

В соответствии с композицией 11, полученное стекловолокно имеет модуль упругости более 95 ГПа.

Композиция 12

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
La₂O₃	0,05-1,7%
CaO+MgO+SrO	10-23%
MgO	более 12% и менее или ровно 14%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Кроме того, массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5.

В соответствии с композицией 12, полученное стекловолокно имеет модуль упругости более 95 ГПа.

Композиция 13

SiO₂	54-64%
Al₂O₃	14-24%
Y₂O₃+La₂O₃	1,5-6%
Y₂O₃	1-5,5%
La₂O₃	0,1-1,5%
CaO+MgO+SrO	10-23%
СаО	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

В соответствии с композицией 13, указанная композиция имеет температуру ликвидуса менее или ровно 1300°С, предпочтительно менее или ровно 1280°С, и более предпочтительно менее или ровно 1230°С; и модуль упругости полученного стекловолокна составляет 92-106 ГПа.

Композиция 14

SiO₂	54-64%
Al₂O₃	14-24%
Y₂O₃+La₂O₃	1,5-6%
Y₂O₃	1-5,5%
La₂O₃	0,1-1,5%
CaO+MgO+SrO	10-23%
СаО	2-11%
Li₂O	0,1-1,5%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%

Композиция 15

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
La₂O₃	<1,8%
CaO+MgO+SrO	10-23%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%
TiO₂	0,1-3%
SrO	0-2%
B₂O₃	0-2%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5.

Композиция 16

SiO₂	53-68%
Al₂O₃	13-24,5%
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8%
La₂O₃	<1,8%
CaO+MgO+SrO	10-23%
Li₂O+Na₂O+K₂O	<2%
Fe₂O₃	<1,5%
CeO₂	0-1%
ZrO₂	0-2%
SrO	0,1-1,5%

Кроме того, массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для более ясного понимания целей, технических решений и преимуществ примеров согласно настоящему изобретению, технические решения в примерах согласно настоящему изобретению наглядно и подробно описаны ниже. Очевидно, что примеры, описанные в настоящем документе, представляют собой лишь часть примеров настоящего изобретения, но не все примеры. Все остальные иллюстративные варианты реализации, получаемые специалистами в данной области техники на основании примеров, приведенных в настоящем изобретении, без осуществления творческой работы, входят в объем правовой защиты настоящего изобретения. Следует понимать, что при отсутствии противоречий, примеры и признаки примеров в настоящей заявке можно произвольно комбинировать друг с другом.

Основная концепция настоящего изобретения заключается в том, что содержание компонентов композиции для получения стекловолокна, выраженное в процентах по массе, составляет: 53-68% SiO₂, 13-24,5% Al₂O₃, 0,1-8% Y₂O₃+La₂O₃, 1,8% La₂O₃, 10-23% CaO+MgO+SrO, менее 2% Li₂O+Na₂O+K₂O и менее 1,5% Fe₂O₃, причем массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5. Указанная композиция может существенно улучшать модуль стекла, позволяет преодолеть такие трудности, как высокий риск кристаллизации, трудность осветления и низкая скорость затвердевания расплавленного стекла, заметно снижать температуры ликвидуса и формования стекла и значительно снизить скорость кристаллизации и степень пузырения стекла, что делает ее особенно подходящей для получения высокомодульного стекловолокна в футерованных печах.

Для использования в примерах выбраны конкретные значения содержания SiO₂, Al₂O₃, Y₂O₃, La₂O₃, СаО, MgO, Li₂O, Na₂O, K₂O, Fe₂O₃, TiO₂, SrO и ZiO₂ в композиции для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению, и их сравнивали со свойствами стекла S, традиционного стекла R и улучшенного стекла R с точки зрения следующих шести параметров свойств:

(1) Температура формования, температура, при которой расплав стекла имеет вязкость 10³ пуаз.

(2) Температура ликвидуса, температура, при которой зародыши кристаллов начинают образовываться при охлаждении расплава стекла, т.е. верхний температурный предел кристаллизации стекла.

(3) Значение ΔT, которое представляет собой разность между температурой формования и температурой ликвидуса и указывает температурный диапазон, при котором можно осуществлять вытяжку волокна.

(4) Пиковая температура кристаллизации, температура, которая соответствует максимальному пику кристаллизации стекла в испытании ДТА (дифференциального термического анализа). В целом, чем выше указанная температура, тем больше энергии необходимо для роста зародышей кристалла, и тем ниже склонность стекла к кристаллизации.

(5) Модуль эластичности, линейный модуль эластичности, определяющий способность стекла противостоять эластичной деформации, который измеряют в соответствии с ASTM2343.

(6) Количество пузырьков, которое определяют следующим образом: Используют определенные формы для прессования материалов стеклянной шихты в каждом примере с получением образцов одинакового размера, которые затем помещают на подставку для образца в высокотемпературном микроскопе. Нагревают образцы стекла в соответствии со стандартными методами до заданной объемной температуры 1500°С, а затем напрямую охлаждают их с помощью охлаждающего контура микроскопа до комнатной температуры без сохранения тепла. Наконец, каждый из образцов стекла изучают под поляризующим микроскопом для определения количества пузырьков в образцах. Пузырек определяют в соответствии с конкретным увеличением микроскопа.

Вышеуказанные шесть параметров и способы их измерения хорошо известны специалистам в данной области техники. Следовательно, указанные параметры можно эффективно использовать для объяснения свойств стекловолоконной композиции согласно настоящему изобретению.

Далее описаны конкретные способы проведения экспериментов: Каждый компонент можно получать из соответствующих сырьевых материалов. Сырьевые материалы в соответствующих пропорциях смешивали так, что каждый компонент имел ожидаемое конечное процентное содержание. Смешанную шихту плавили и осветляли расплавленное стекло. Затем расплавленное стекло вытягивали через наконечники бушингов, формируя стекловолокно. Стекловолокно вытягивали, уменьшая его толщину, на вращающейся втулке намоточного устройства с получением брикетов или пакетов. Конечно, для глубокой переработки указанного стекловолокна можно использовать обычные способы для достижения заданных требований.

Ниже представлены иллюстративные варианты реализации стекловолоконной композиции согласно настоящему изобретению.

Пример 1

SiO₂	59,3%
Al₂O₃	16,8%
СаО	8,3%
MgO	9,9%
Y₂O₃	1,8%
La₂O₃	0,4%
Na₂O	0,23%
K₂O	0,36%
Li₂O	0,75%
Fe₂O₃	0,44%
TiO₂	0,43%
SrO	1,0%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,82, и массовое процентное отношение С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,61.

Ниже представлены измеренные значения шести параметров для примера 1:

Температура формования	1299°С
Температура ликвидуса	1203°С
ΔT	96°С
Пиковая температура кристаллизации	1030°С
Модуль эластичности	94,8 ГПа
Количество пузырьков	5

Пример 2

SiO₂	5 59,2%
Al₂O₃	16,9%
СаО	7,9%
MgO	9,7%
Y₂O₃	3,3%
La₂O₃	0,5%
Na₂O	0,22%
K₂O	0,37%
Li₂O	0,75%
Fe₂O₃	0,44%
TiO₂	0,44%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,87, и массовое процентное отношение С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,35.

Ниже представлены измеренные значения шести параметров для примера 2:

Температура формования	1298°С
Температура ликвидуса	1197°С
ΔT	101°C
Пиковая температура кристаллизации	1034°С
Модуль упругости	96,4 ГПа
Количество пузырьков	4

Пример 3

SiO₂	58,8%
Al₂O₃	17,0%
СаО	5,5%
MgO	10,5%
Y₂O₃	5,0%
La₂O₃	0,6%
Na₂O	0,27%
K₂O	0,48%
Li₂O	0,75%
Fe₂O₃	0,43%
TiO₂	0,41%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,89, и тесовое процентное отношение С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,27.

Ниже представлены измеренные значения шести параметров для примера 3:

Температура формования	1305°С
Температура ликвидуса	1205°С
ΔТ	100°С
Пиковая температура кристаллизации	1035°С
Модуль упругости	102,1 ГПа
Количество пузырьков	4

Пример 4

SiO₂	57,8%
Al₂O₃	19,4%
СаО	7,2%
MgO	8,8%
Y₂O₃	3,7%
La₂O₃	0,6%
Na₂O	0,13%
K₂O	0,30%
Li₂O	0,55%
Fe₂O₃	0,44%
TiO₂	0,82%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,93, и массовое процентное отношение С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,23.

Ниже представлены измеренные значения шести параметров для примера 4:

Температура формования	1310°С
Температура ликвидуса	1196°С
ΔT	114°С
Пиковая температура кристаллизации	1034°С
Модуль упругости	99,4 ГПа
Количество пузырьков	4

Пример 5

SiO₂	59,5%
Al₂O₃	16,5%
СаО	5,8%
MgO	12,1%
Y₂O₃	3,4%
La₂O₃	0,4%
Na₂O	0,19%
K₂O	0,28%
Li₂O	0,70%
Fe₂O₃	0,44%
TiO₂	0,43%

Кроме того, массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,89, и массовое процентное отношение С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,31.

Ниже представлены измеренные значения шести параметров для примера 5:

Температура формования	1296°С
Температура ликвидуса	1216°С
ΔT	80°С
Пиковая температура кристаллизации	1023°С
Модуль эластичности	98,8 ГПа
Количество пузырьков	4

Пример 6

SiO₂	59,3%
Al₂O₃	16,9%
СаО	7,5%
MgO	9,7%
Y₂O₃	3,1%
La₂O₃	0,4%
Na₂O	0,21%
K₂O	0,42%
Li₂O	0,71%
Fe₂O₃	0,44%
TiO₂	0,43%
SrO	0,6%

Кроме того, массовое процентное отношение С1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,89, и массовое процентное отношение С2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет 0,38.

Ниже представлены измеренные значения шести параметров для примера 6:

Температура формования	1296°С
Температура ликвидуса	1198°С
ΔТ	98°С
Пиковая температура кристаллизации	1035°С
Модуль упругости	96,7 ГПа
Количество пузырьков	4

Сравнение параметров свойств вышеуказанных примеров и других примеров стекловолоконной композиции согласно настоящему изобретению с параметрами свойств стекла S, традиционного стекла R и улучшенного стекла R дополнительно представлено ниже в виде таблиц, в которых содержание компонентов стекловолоконной композиции выражено в массовых процентах. Необходимо пояснить, что общее содержание компонентов в представленных примерах немного меньше 100%, и следует понимать, что остальное количество представляют собой следовые примеси или небольшое количество компонентов, которые не могут быть проанализированы.

По значениям, представленным в приведенных выше таблицах, можно видеть, что по сравнению со стеклом S и традиционным стеклом R, стекловолоконная композиция согласно настоящему изобретению имеет следующие преимущества: (1) гораздо более высокий модуль упругости; (2) гораздо более низкая температура ликвидуса, что способствует снижению риска кристаллизации и повышает эффективность вытяжки волокна; относительно высокая пиковая температура кристаллизации, что свидетельствует о необходимости большего количества энергии для образования и роста зародышей кристалла в процессе кристаллизации стекла, т.е. риск кристаллизации стекла согласно настоящему изобретению ниже при прочих равных условиях; (3) меньшее количество пузырьков, что свидетельствует о более качественном осветлении расплавленного стекла.

Стекло S и традиционное стекло R не могут быть использованы в крупномасштабном производстве с применением футерованных печей, а что касается улучшенного стекла R, то некоторые свойства стекла принесены в жертву для снижения температуры ликвидуса и температуры формования, в результате чего технологические проблемы уменьшены, и может быть осуществлено его производство в футерованных печах. Напротив, стекловолоконная композиция согласно настоящему изобретению не только имеет достаточно низкую температуру ликвидуса и скорость кристаллизации, что обеспечивает возможность производства с применением футерованных печей, но и существенно повышает модуль стекла, тем самым решая техническую проблему, которая заключается в том, что модуль стекловолокна S и стекловолокна R нельзя улучшить при увеличении масштаба производства.

Композицию для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению можно использовать для получения стеклянных волокон, имеющих вышеупомянутые свойства.

Композицию для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению можно использовать в комбинации с одним или более органическими и/или неорганическими материалами для получения композиционных материалов, обладающих улучшенными характеристиками, таких как материалы основы, армированные стекловолокном.

Наконец, следует пояснить, что в данном контексте термины «содержит», «включает» или любые другие варианты означают «не исключительно включает», так что любой процесс, способ, изделие или оборудование, которое содержит группу факторов, содержит не только указанные факторы, но и включает другие факторы, которые не перечислены в явном виде, или включает также неотъемлемые факторы указанного процесса, способа, объекта или оборудования. Без дополнительных ограничений, факторы, определенные таким выражением как «содержит что-либо...», не исключают, что существуют другие такие же факторы в процессе, способе, изделии или оборудовании, которое включает указанные факторы.

Представленные выше примеры приведены лишь для иллюстрации, а не ограничения технических решений согласно настоящему изобретению. Несмотря на то, что настоящее изобретение подробно описано с помощью вышеупомянутых примеров, специалистам в данной области техники понятно, что в отношении технических решений, воплощенных во всех вышеупомянутых примерах, могут быть сделаны модификации, или в отношении некоторых технических признаков могут быть сделаны эквивалентные замены. Однако такие модификации или замены не должны приводить к получению технических решений, существенно отличающихся от сущности и объема технических решений, воплощенных, соответственно, во всех примерах согласно настоящему изобретению.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Композиция для получения стекловолокна согласно настоящему изобретению не только имеет достаточно низкую температуру ликвидуса и скорость кристаллизации, что обеспечивает возможность производства с применением футерованных печей, но и существенно повышает модуль стекла, тем самым решая техническую проблему, которая заключается в том, что модуль стекловолокна S и стекловолокна R нельзя улучшить при увеличении масштаба производства. В сравнении с современными высокомодульными стеклами, стекловолоконная композиция согласно настоящему изобретению обеспечивает качественный скачок с точки зрения модуля упругости, характеристик кристаллизации и характеристик осветления стекла при значительно улучшенном модуле, заметно сниженном риске кристаллизации и относительно небольшом количестве пузырьков при прочих равных условиях. Таким образом, общее техническое решение согласно настоящему изобретению особенно подходит для производства в ванной печи высокомодульного стекловолокна с низкой степенью пузырения.

1. Композиция для получения высокомодульного стекловолокна, содержащая следующие компоненты, мас. %:

SiO₂	53-68
Al₂O₃	13-24,5
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8
La₂O₃	0.05-1,7
CaO+MgO+SrO	более 12 и менее или равно 23
Li₂O+Na₂O+K₂O	менее 2
Fe₂O₃	менее 1,5
MgO	более 12 и менее или равно 14,

где

массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что массовое процентное отношение C2=(Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,2.

3. Композиция по п. 1, содержащая от 0,1 до 1,5 мас. % Li₂O.

4. Композиция по п. 1, содержащая от 0,1 до 1,5 мас. % La₂O₃.

5. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,55.

6. Композиция по п. 1, содержащая следующие компоненты, мас. %:

SiO₂	53-68
Al₂O₃	13-24,5
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8
La₂O₃	0,05-1,7
CaO+MgO+SrO	более 12 и менее или равно 23
Li₂O	0,1-1,5
Li₂O+Na₂O+K₂O	менее 2
Fe₂O₃	менее 1,5
MgO	более 12 и менее или равно 14,

где

массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5; и

массовое процентное отношение C2= (Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,2.

7. Композиция по п. 1, содержащая следующие компоненты, мас. %:

SiO₂	53-68
Al₂O₃	13-24,5
Y₂O₃+La₂O₃	0,1-8
Y₂O₃	0,1-6,3
La₂O₃	0,05-1,7
CaO+MgO+SrO	более 12 и менее или равно 23
Li₂O+Na₂O+K₂O	менее 2
Fe₂O₃	менее 1,5
MgO	более 12 и менее или равно 14,

где

массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5; и

массовое процентное отношение C2= (Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,2.

8. Композиция по п. 1, содержащая менее 11 мас. % CaO.

9. Композиция по п. 1, содержащая от 2 до 11 мас. % CaO.

10. Композиция по п. 1, содержащая от 1,5 до 6 мас. % Y₂O₃+La₂O₃.

11. Композиция по п. 1, содержащая следующие компоненты, мас. %:

SiO₂	53-68
Al₂O₃	13-24,5
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7
Y₂O₃	0,1-6,3
La₂O₃	0,05-1,7
CaO+MgO+SrO	более 12 и менее или равно 23
CaO	менее 11
Li₂O+Na₂O+K₂O	менее 2
Fe₂O₃	менее 1,5
MgO	более 12 и менее или равно 14,

где

массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5; и

массовое процентное отношение C2= (Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,2.

12. Композиция по п. 1, содержащая следующие компоненты, мас. %:

SiO₂	53-68
Al₂O₃	13-24,5
Y₂O₃+La₂O₃	0,5-7
Y₂O₃	0,1-6,3
La₂O₃	0,05-1,7
CaO+MgO+SrO	более 14 и менее или равно 23
CaO	2-11
Li₂O	0,1-1,5
Li₂O+Na₂O+K₂O	менее 2
Fe₂O₃	менее 1,5
MgO	более 12 и менее или равно 14,

где

массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,5; и

массовое процентное отношение C2= (Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,2.

13. Композиция по п. 1, содержащая следующие компоненты, мас. %:

SiO₂	54-64
Al₂O₃	14-24
Y₂O₃+La₂O₃	1,5-6
Y₂O₃	1-5,5
La₂O₃	0,1-1,5
CaO+MgO+SrO	более 14 и менее или равно 23
CaO	2-11
Li₂O	0,1-1,5
Li₂O+Na₂O+K₂O	менее 2
Fe₂O₃	менее 1,5
MgO	более 12 и менее или равно 14,

где

массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,6; и

массовое процентное отношение C2= (Li₂O+Na₂O+K₂O)/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет более 0,22.

14. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что массовое процентное отношение C1=Y₂O₃/(Y₂O₃+La₂O₃) составляет от 0,7 до 0,95.

15. Композиция по п. 1, содержащая от 0,1 до 1,5 мас. % SrO.

16. Стекловолокно, полученное с применением композиции по п. 1.

17. Композиционный материал, содержащий стекловолокно по п. 16.

Варианты осуществления изобретения относятся к химически и механически стойким композициям стекла и к изделиям из стекла, изготовленным из них, которые могут быть использованы для упаковки лекарственных средств.

Высокоэффективная стекловолоконная композиция, стекловолокно и композиционный материал из него // 2712988

В настоящем изобретении предложена стекловолоконная композиция, стекловолокно и композиционный материал из нее. Указанная стекловолоконная композиция содержит следующие компоненты, мас.%: 53-64 SiO2, более 19,1 и менее 25 Al2O3, 0,05-7 Y2O3+La2O3+Gd2O3, не более 1 Li2O+Na2O+K2O, 10-24 CaO+MgO+SrO, 1,5-12 СаО, менее 2 TiO2, менее 1,5 Fe2O3.

Защитное покрытие для внутренней поверхности стальных труб // 2698747

Изобретение относится к составам защитных покрытий для малоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей и может быть использовано для защиты внутренней поверхности трубопроводного транспорта, работающего в условиях химически агрессивных и абразивно-активных сред.

Синее стекло и способ его получения // 2696742

Изобретение относится к синему стеклу. Синее стекло содержит следующие компоненты, мас.

Стеклянный микрошарик для световозвращающих покрытий // 2692714

Изобретение относится к стеклянным микрошарикам, которые могут быть использованы при разметке поверхности дорог и при изготовлении световозвращающих устройств. Стеклянный микрошарик изготовлен из прозрачного бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла и сформирован со скоростью, предотвращающей появление кристаллической фазы.

Способ получения микрошариков для световозвращающих покрытий // 2692712

Изобретение относится к способу получения стеклянных микрошариков, которые могут быть использованы при разметке поверхности дорог и при изготовлении световозвращающих устройств.

Щелочноземельные алюмосиликатные стеклянные композиции с улучшенной химической и механической стойкостью // 2691186

Изобретение относится к алюмосиликатным стеклянным композициям, содержащим щелочноземельный металл, с улучшенной химической и механической стойкостью, которые используют, в частности, для изготовления фармацевтических упаковок.

Натрий-кальций-силикатное прозрачное бесцветное стекло // 2682279

Изобретение относится к стеклу для световозвращающих микрошариков. Стекло содержит следующие компоненты, мас.%: 54,0-70,0 SiO2, 17,0-30,0 CaO, 7,0-16,0 Na2O и/или K2O, 0-5,0 MgO, 0-5,0 Al2O3 и не более 0,1 Fe2O3.

Стойкие к расслаиванию стеклянные контейнеры // 2674269

Изобретение относится к стеклянным контейнерам. Стеклянный контейнер включает стеклянное изделие, имеющее стеклянный корпус, простирающийся между внутренней поверхностью и внешней поверхностью и определяющий внутренний объем.

Композиция стекловолокна, стекловолокно и содержащий его композиционный материал // 2667170

Настоящее изобретение относится к композиции стекловолокна, стекловолокну и композиционному материалу, содержащему указанное стекловолокно. Указанная композиция стекловолокна содержит следующие компоненты, выраженные в мас.%: 58-64 SiO2, 14-19 Al2O3, больше или равно 10 и меньше 11,8 СаО, 7,5-11 MgO, 0,2-2,7 SrO, 0,1-2 Na2O+K2O, 0,05-0,9 Li2O, 0,05-1 Fe2O3, 0,05-1,1 TiO2 и меньше 0,5 F2, при этом соотношение компонентов (в мас.%) C1=(MgO+SrO)/CaO) находится в диапазоне 0,75-1,1 и соотношение С2=CaO/MgO составляет менее 1,4.

Способ получения пористого стекла с магнитными свойствами // 2720259

Изобретение относится к технологии получения оксидных стеклообразных материалов, обладающих ферромагнитными свойствами, которые могут быть использованы в качестве матриц для введения сегнетоэлектриков с целью получения мультиферроиков.