[go: up one dir, main page]

RU2016853C1 - Process for manufacturing decorative glass-ceramics - Google Patents

Process for manufacturing decorative glass-ceramics Download PDF

Info

Publication number
RU2016853C1
RU2016853C1 SU5039085A RU2016853C1 RU 2016853 C1 RU2016853 C1 RU 2016853C1 SU 5039085 A SU5039085 A SU 5039085A RU 2016853 C1 RU2016853 C1 RU 2016853C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glass
crucible
composition
melts
ceramics
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лев Семенович Забродский
Original Assignee
Лев Семенович Забродский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лев Семенович Забродский filed Critical Лев Семенович Забродский
Priority to SU5039085 priority Critical patent/RU2016853C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2016853C1 publication Critical patent/RU2016853C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: novel materials for manufacture of decorated wares. SUBSTANCE: colorless high-fusible glass mass is prepared in one melting crucible, and colored low-fusible frit is melted in another crucible. Thereafter, the melts are poured simultaneously into a new crucible followed by pouring the combined melt into mold. The molded material is subjected to crystallization to give the end product. EFFECT: increased strength properties, thermal shock and chemical resistance. 3 tbl

Description

Изобретение относится к новым видам материалов из силикатных расплавов на основе минерального сырья и отходов производства горно-обогатительных и металлургических предприятий и может быть использовано в виде материалов декоративно-художественного назначения, в сувенирных и ювелирных изделиях. The invention relates to new types of materials from silicate melts based on mineral raw materials and waste from mining and processing and metallurgical enterprises and can be used in the form of materials for decorative and artistic purposes, in souvenir and jewelry.

Известен способ изготовления декоративного материала, включающий приготовление расплавов стекломассы одинакового состава в двух тиглях, отливку ее одновременно из двух тиглей в одну фоpму при разных температурах [1]. A known method of manufacturing a decorative material, including the preparation of molten glass melts of the same composition in two crucibles, casting it simultaneously from two crucibles in one mold at different temperatures [1].

Известный способ позволяет получать декоративный материал, имитирующий полудрагоценные камни (агат, яшму, и др.). Т.к. этот способ основан на использовании минерального сырья и отходов производства в составы шихты входят окислы железа. Наличие этих окислов в шихте не позволяет получать яркие сочные оттенки цветовой гаммы декоративного материала. Кроме того, для получения высококачественного декоративного материала с высокими механическими свойствами (особенно это важно для ювелирного производства) состав шихты требуется формировать в основном из тугоплавких окислов кремния. Однако при высоких температурах плавления и гомогенизации расплава происходит выжигание значительных количеств дорогостоящих красителей - Co, Cr, Ni, Ce, Pr, Nb, Sm, V, Se, Ag, Au, Cd, и т.д. The known method allows to obtain a decorative material that simulates semiprecious stones (agate, jasper, etc.). Because this method is based on the use of mineral raw materials and production wastes, iron oxides are included in the composition of the charge. The presence of these oxides in the mixture does not allow to obtain bright juicy shades of the color range of decorative material. In addition, to obtain a high-quality decorative material with high mechanical properties (this is especially important for jewelry production), the composition of the charge needs to be formed mainly from refractory silicon oxides. However, at high melting and homogenization temperatures of the melt, significant amounts of expensive dyes are burned out - Co, Cr, Ni, Ce, Pr, Nb, Sm, V, Se, Ag, Au, Cd, etc.

Наиболее близким к предложенному является способ получения декоративного материала, в котором готовят две стекольные шихты различных составов, плавят их, а затем смешивают путем отливки в одну форму и проводят термообработку [2]. Closest to the proposed is a method of obtaining a decorative material, in which two glass blends of various compositions are prepared, melted, and then mixed by casting into one mold and heat treated [2].

Данный способ предполагает лишь механическое взаимодействие обоих расплавов, что не позволяет получать материалы с высокотемпературными химическими соединениями, обладающими высокой механической твердостью, что не может явиться высококачественным материалом для ювелирной промышленности. Кроме того, известный способ предполагает использование химически очищенных от посторонних красителей шихтовых материалов, что ведет к увеличению их себестоимости. This method involves only the mechanical interaction of both melts, which does not allow to obtain materials with high-temperature chemical compounds with high mechanical hardness, which cannot be a high-quality material for the jewelry industry. In addition, the known method involves the use of chemically purified from extraneous dyes charge materials, which leads to an increase in their cost.

Технический результат заключается в повышении декоративных, прочностных качеств ситаллов, а также улучшении технико-экономических показателей процесса их изготовления. The technical result is to increase the decorative, strength properties of the glass, as well as improving the technical and economic indicators of the manufacturing process.

Достигается это тем, что в одном тигле готовят обесцвеченную тугоплавкую стекломассу, а в другом - стеклообразный легкоплавкий краситель, далее производят одновременный слив обоих расплавов в один тигель и заполнение из него форм, после чего отформованные изделия подвергают кристаллизации. This is achieved by the fact that in one crucible, bleached refractory glass melt is prepared, and in the other a glassy, low-melting dye is prepared, then both melts are simultaneously poured into one crucible and filled from it, after which the molded products are crystallized.

В состав стеклообразующей шихты включают полевошпатовое минеральное сырье: полевой шпат K/AlSi3O8/, Na/AlSi3O8/, нефелиновый концентрат KNa3[AlSiO4] , кианит Al2[SiO4]O, флагопит KMg3[AlSi3O10] (F ˙ OH)2, мусковит KAl2[AlSi3O10] (OH˙ F)2, лепидонит KLi2Al[AlSi3O10] (F ˙ OH), кварцевый песок SiO2, а также 20-30% водяной раствор виллионита NaF или поваренной соли NaCl, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кварцевый песок 2-70 Раствор NaCl или NaF 3-8
Полевошпатовое минеральное сырье Остальное
Варку этого состава осуществляют в тигельной эл.печи в окислительной атмосфере при температуре 1400-1700оС в течение 30-20 мин.
The composition of the glass-forming mixture includes feldspar mineral raw materials: feldspar K / AlSi 3 O 8 /, Na / AlSi 3 O 8 /, nepheline concentrate KNa 3 [AlSiO 4 ], kyanite Al 2 [SiO 4 ] O, flagopite KMg 3 [AlSi 3 O 10 ] (F ˙ OH) 2 , muscovite KAl 2 [AlSi 3 O 10 ] (OH ˙ F) 2 , lepidonite KLi 2 Al [AlSi 3 O 10 ] (F ˙ OH), silica sand SiO 2 , and 20-30% aqueous solution of Villionite NaF or sodium chloride NaCl, in the following ratio, wt.%: Quartz sand 2-70 A solution of NaCl or NaF 3-8
Feldspar mineral raw materials
Cooking of this composition is carried out in a crucible electric furnace in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1400-1700 about C for 30-20 minutes

При нагревании этого состава шихты происходят следующие химические реакции:
NaF+H2O __→ NaOH+HF
Fe2O3+6HF __→ 2FeF3+3H2O
или
NaCl+H2O __→ NaOH+HCl
Fe2O3+6HCl __→ 2FeCl3+3H2O
В процессе провара летучие соединения фторида или хлорида железа удаляются из шихты, а образовавшийся гидрат окиси натрия способствует ускорению процесса варки стекла. Введение в водный раствор NaF или NaCl перманганата калия в количестве 0,08-1,2% от массы NaF или NaCl обеспечивает равномерное распределение по объему шихты этих компонентов и создает окислительную атмосферу в процессе плавки.
When this mixture composition is heated, the following chemical reactions occur:
NaF + H 2 O __ → NaOH + HF
Fe 2 O 3 + 6HF __ → 2FeF 3 + 3H 2 O
or
NaCl + H 2 O __ → NaOH + HCl
Fe 2 O 3 + 6HCl __ → 2FeCl 3 + 3H 2 O
During the process of evaporation, volatile compounds of iron fluoride or chloride are removed from the charge, and the resulting sodium hydroxide helps accelerate the process of glass melting. The introduction of an aqueous solution of NaF or NaCl potassium permanganate in an amount of 0.08-1.2% by weight of NaF or NaCl provides a uniform distribution of the volume of the charge of these components and creates an oxidizing atmosphere during the melting process.

Все это позволяет получить обесцвеченную стекломассу без газовых включений. All this allows you to get bleached glass without gas inclusions.

В состав стеклообразного легкоплавкого красителя включают: стеклообразующие компоненты - апатитовый Ca5[PO3] (F, OH), эвдиалитовый Na4 Ca2 Zr Cl [Si3O9]2, лопаритовый (Na, Ce, Ca) (TiNb)O3, сфеновый CaTiO[SiO4] концентраты, ковдорскит Mg2(PO4) (OH) 3H2O флюорит CaF2, барит BaSO4 и т.п., а также один или несколько минеральных красителей: MuO, CoO, Cr2O3, Ni2O3, CuO, CeO2, Pr2O3, Sm, V, Se, Au, Ag, Cd и т.д. Причем все эти красители могут входить в состав шихты, как в чистом виде или в виде оксидов, так и в составе минералов.The composition of the glassy low-melting dye includes: glass-forming components — apatite Ca 5 [PO 3 ] (F, OH), eudialyte Na 4 Ca 2 Zr Cl [Si 3 O 9 ] 2 , loparite (Na, Ce, Ca) (TiNb) O 3 , sphenic CaTiO [SiO 4 ] concentrates, kovdorskite Mg 2 (PO 4 ) (OH) 3H 2 O fluorite CaF 2 , barite BaSO 4 , etc., as well as one or more mineral dyes: MuO, CoO, Cr 2 O 3 , Ni 2 O 3 , CuO, CeO 2 , Pr 2 O 3 , Sm, V, Se, Au, Ag, Cd, etc. Moreover, all these dyes can be part of the mixture, both in pure form or in the form of oxides, and as a part of minerals.

Варку этого состава осуществляют в тигельной печи при температуре 1200-1300оС в течение 5-30 мин.Cooking of this composition is carried out in a crucible furnace at a temperature of 1200-1300 about C for 5-30 minutes.

Температурный режим формирования изделий из стекла определяют исходя из того, чтобы вязкость стекла находилась в пределах от 1 ˙ 102до 4 ˙ 107 Па с.The temperature regime for the formation of glass products is determined on the basis that the viscosity of the glass is in the range from 1 ˙ 10 2 to 4 ˙ 10 7 Pa s.

Кристаллизацию стекла проводят при температуре, соответствующей вязкости 1˙1012-4 ˙ 1013 Па с.Glass crystallization is carried out at a temperature corresponding to a viscosity of 1 × 10 12 -4 × 10 13 Pa s.

Использование в качестве компонентов шихты отвальных хвостов горно-обогатительных и металлургических комбинатов позволяет резко снизить себестоимость готовой продукции, а кроме того, использовать ценнейшие химические элементы: Mn, Co, Se, Au, Ag, Ni, Cu, Cr, Ti, B, Pr, Zr, Ba, F, Nb, Ta, La, Nd, V, Y, No и др., находящиеся в отвальных хвостах. The use of the tailings of mining and processing and metallurgical plants as components of the charge makes it possible to sharply reduce the cost of finished products, and in addition, use the most valuable chemical elements: Mn, Co, Se, Au, Ag, Ni, Cu, Cr, Ti, B, Pr , Zr, Ba, F, Nb, Ta, La, Nd, V, Y, No, etc., located in dump tails.

Изменяя состав шихтовых материалов, температурный и временной режим термообработки сформованных изделий из стекла, регулируют кристаллизационные изменения в структуре с помощью того или иного химического элемента, входящего в состав стекла, от чего зависят его цвет и структура рисунка, так например: Mn дает фиолетовый оттенок; Co - синий, Cr - желто-зеленый, Ni - красновато-фиолетовый, Cu - от зеленовато-голубого до красного, Ce - золотисто-желтый, Pr - зеленовато-золотистый, B - пурпурно-фиолетовый, V, Ag, Cd - желтый, Au, Se - красный. By changing the composition of the charge materials, the temperature and time conditions for the heat treatment of molded glass products, crystallization changes in the structure are controlled with the help of a chemical element in the glass composition, which determines its color and pattern structure, for example: Mn gives a violet hue; Co - blue, Cr - yellow-green, Ni - reddish-violet, Cu - from greenish-blue to red, Ce - golden yellow, Pr - greenish-golden, B - purple-violet, V, Ag, Cd - yellow , Au, Se - red.

Такое закристаллизованное небьющееся стекло - ситалл - обладает высокой механической прочностью и значительной термической и химической стойкостью. Кроме того, широчайшая гамма ярких сочных окрасок и неповторимость рисунка позволяет использовать этот материал в качестве декоративно-художественного назначения, при изготовлении высококачественной посуды, светильников, в сувенирных и ювелирных изделиях, и т.д. Изготовленные по предложенному способу ситаллы могут имитировать агат, сердолик, яшму, опал, рубин, изумруд, топаз, аметист и т.п. Such a crystallized safety glass - glass - has high mechanical strength and significant thermal and chemical resistance. In addition, the widest range of bright juicy colors and the uniqueness of the drawing allows you to use this material as a decorative and artistic purpose, in the manufacture of high-quality tableware, lamps, in souvenir and jewelry, etc. Sittalls made by the proposed method can imitate agate, carnelian, jasper, opal, ruby, emerald, topaz, amethyst, etc.

Примеры приготовления стеклообразующего расплава приведены в табл. 1, примеры приготовления стеклообразного легкоплавкого красителя - в табл. 2, примеры изготовления декоративных ситаллов - в табл. 3. Examples of the preparation of glass-forming melt are given in table. 1, examples of the preparation of glassy fusible dye - in table. 2, examples of the manufacture of decorative sitalls - in table. 3.

Из состава шихты для приготовления стеклообразующего расплава целесообразно исключить окислы Ca, а из состава стеклообразного легкоплавкого красителя-окислы Al. Этим достигается снижение температур плавления каждой шихты, т.к. отсутствует в них тугоплавкое соединение 3CaO ˙ P2O5, что улучшает технико-экономические показатели процесса (снижает расход электроэнергии, повышает производительность оборудования и т.д.).It is advisable to exclude Ca oxides from the composition of the charge for preparing a glass-forming melt, and Al oxides from the composition of the glassy low-melting dye. This achieves a decrease in the melting temperature of each charge, because the 3CaO ˙ P 2 O 5 refractory compound is absent in them, which improves the technical and economic parameters of the process (reduces energy consumption, increases equipment productivity, etc.).

При смешивании обоих расплавов в промежуточном тигле происходит образование соединений 3CaO ˙ P2O5, что улучшает в последствии механические и термические свойства ситаллов.When both melts are mixed in an intermediate crucible, 3CaO ˙ P 2 O 5 compounds are formed, which subsequently improves the mechanical and thermal properties of the ceramic.

Исходя из сказанного, получение высокодекоративных ситаллов предложенным способом из недорогого минерального сырья и отходов производства горно-обогатительных и металлургических предприятий способствует организации массового производства изделий из этих материалов. Based on the foregoing, the production of highly decorative glass materials by the proposed method from inexpensive mineral raw materials and waste from mining and processing and metallurgical enterprises contributes to the organization of mass production of products from these materials.

Claims (1)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕКОРАТИВНОГО СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА, преимущественно ювелирного, путем раздельного плавления стекольных шихт двух составов, смешивания полученных расплавов в одном тигле формования и кристаллизации в процессе термообработки, отличающийся тем, что смешивают обесцвеченный тугоплавкий алюмосиликатный и стеклообразный кальциево-фосфорно-бариевый легкоплавкий краситель-кристаллизатор. METHOD FOR PRODUCING A DECORATIVE GLASS-CRYSTAL MATERIAL, mainly jewelry, by separately melting glass blends of two compositions, mixing the melts obtained in one crucible of molding and crystallization during heat treatment, characterized in that a decolorized refractory aluminosilicate-calcareous-red-glassy mixture is mixed.
SU5039085 1992-04-21 1992-04-21 Process for manufacturing decorative glass-ceramics RU2016853C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5039085 RU2016853C1 (en) 1992-04-21 1992-04-21 Process for manufacturing decorative glass-ceramics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5039085 RU2016853C1 (en) 1992-04-21 1992-04-21 Process for manufacturing decorative glass-ceramics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2016853C1 true RU2016853C1 (en) 1994-07-30

Family

ID=21602679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5039085 RU2016853C1 (en) 1992-04-21 1992-04-21 Process for manufacturing decorative glass-ceramics

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2016853C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2366623C1 (en) * 2008-06-16 2009-09-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Row material mixture for obtaining of artificial emeralds
RU2369570C1 (en) * 2008-06-16 2009-10-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Artificial opal producing method
RU2646118C1 (en) * 2017-04-27 2018-03-01 Юлия Алексеевна Щепочкина Mixture for producing coloured glass

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1650622, кл. C 03C 10/00, 1991. *
Авторское свидетельство СССР N 996359, кл. C 03B 32/00, 1983. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2366623C1 (en) * 2008-06-16 2009-09-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Row material mixture for obtaining of artificial emeralds
RU2369570C1 (en) * 2008-06-16 2009-10-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Artificial opal producing method
RU2646118C1 (en) * 2017-04-27 2018-03-01 Юлия Алексеевна Щепочкина Mixture for producing coloured glass

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102746029B (en) Preparation method of two-time phase-separation bright red fambe fancy glaze
JPH0155206B2 (en)
RU2046769C1 (en) Glass
RU2016853C1 (en) Process for manufacturing decorative glass-ceramics
US3811852A (en) Method of producing rolled porous glassceramic material
DE1901034B2 (en) METHOD OF MANUFACTURING DARK BROWN GLASS OBJECTS OF DARK BROWN GLASS AND ITS USE
RU2005102C1 (en) Method of decorative glass making
RO121023B1 (en) Vitroceramic composition for decorative items
JPS6224365B2 (en)
DE412156C (en) Process for the production of basic, crystallized glasses or stones
DE287394C (en)
SU1330096A1 (en) Decorative castable stone
SU1650622A1 (en) Method for making decorative material
KR920007014B1 (en) Preparation method of reddish crystalized glass
WO2006135049A1 (en) Natural marble like crystallized glass and process for production thereof
SU996359A1 (en) Method for making ornamental material
SU1126550A1 (en) Glass
RU2004509C1 (en) Glass for glass ceramic material "aurora"
SU779313A1 (en) Method of decorative glass production
CN1919766B (en) Red granite type glass-ceramic and manufacture method thereof
US1403752A (en) Glass and method of making the same
SU1497167A1 (en) Coloured opacified glass
US1724747A (en) Process of preparing vitrified material
JPH0573703B2 (en)
US3615765A (en) Glaze for ceramic parts and articles