RU2224725C1 - Method to produce one-phase vitreous material of a substance of a non-stoichiometric composition - Google Patents
Method to produce one-phase vitreous material of a substance of a non-stoichiometric composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2224725C1 RU2224725C1 RU2002114634/03A RU2002114634A RU2224725C1 RU 2224725 C1 RU2224725 C1 RU 2224725C1 RU 2002114634/03 A RU2002114634/03 A RU 2002114634/03A RU 2002114634 A RU2002114634 A RU 2002114634A RU 2224725 C1 RU2224725 C1 RU 2224725C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- conductor
- anode
- cathode
- electric
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 137
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 112
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 307
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 92
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 87
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 62
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 62
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 claims abstract 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 22
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 9
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 6
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims 7
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- -1 vapor Substances 0.000 claims 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 7
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 244000246386 Mentha pulegium Species 0.000 description 1
- 235000016257 Mentha pulegium Nutrition 0.000 description 1
- 235000004357 Mentha x piperita Nutrition 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical compound [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 235000001050 hortel pimenta Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical group [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JBJWASZNUJCEKT-UHFFFAOYSA-M sodium;hydroxide;hydrate Chemical compound O.[OH-].[Na+] JBJWASZNUJCEKT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Способ получения однофазового стеклообразного материала вещества нестехиометрического состава из расплава стеклообразующей многокомпонентной смеси в настоящее время известен под названием способ получения однофазового стеклообразного материала, изложенный в патенте № 5964913, США. Способы этого патента включают подготовку расплава, в котором имеются подвижные катионы стеклообразующей многокомпонентной смеси, компоненты которой есть химические соединения, выбранные из группы химических соединений, содержащих одновалентный металл, который в расплаве является подвижным катионом, из группы химических соединений, включающих двухвалентный металл, который в расплаве является подвижным катионом и их смесями, причём одно-двухвалентные металлы являются типичными (или переходной группы) металлами. Стеклообразующая многокомпонентная смесь также включает переходящие в расплав химические соединения, выбранные из группы химических соединений, которые включают трехвалентный металл, из группы химических соединений, которые включают металл с валентностью выше трех (3) и их смесями, причём эти химические соединения кристалло-химически подобны окиси кремния, такие как окись алюминия, окись железа, окись титана, диборит титана и т.д., и содержат химические элементы вещества материала, являющегося целью изобретения способа. Для получения материалов веществ с названными химическими составами, подвижные катионы удаляются из расплава в катодном процессе саморазряда, нетипичном для процесса электролиза в обычной электрохимической ячейке (в терминологии электрохимии – электролизер, электролитическая ячейка), так как анодный процесс способа патента имеет особенность, отличающую его от анодного процесса электролиза в обычной электрохимической ячейке, и характеризуется физическим процессом вырыва электронов из расплава, практически исключающим выделение массы на аноде, соответственно разложение химических соединений, кристалло-химически подобных окиси кремния, и приводящим к приобретению расплавом избыточного положительного заряда, который разряжается на катоде посредством подвижных катионов расплава. Процессы способа завершаются получением двух продуктов - стеклообразных материалов с тем химическим составом, как это указано выше, с геометрическими параметрами расплава, предшествующими его затвердеванию, и, кроме того, получением материалов – сопутствующих - типичных (или переходной группы) металлов, выделившихся на (в) катоде. Стеклообразный материал может содержать заданное количество химических элементов одно-двухвалентных типичных (или переходной группы) металлов в зависимости от времени проведения процессов способа. Система, в которой совокупным процессом названного способа электролиз реализуется одним катодным процессом, принято называть электрохимической колонкой в сопоставлении с практикуемой для электролиза электрохимической ячейкой, где совокупный электрохимический процесс принципиально отличается наличием и анодного, и катодного процессов выделения массы на электродах. В одном из способов этого патента получение материала происходит в электрохимической колонке с анодом, не имеющим непосредственного контакта и отделенным от расплава промежутком с диэлектрической средой, инертной относительно расплава, причем вещество, заполняющее среду, не рассматривается как абсолютно инертное, и таким образом расплав и среда комплектуют электрическую цепь электрохимической колонки, включающую также источник напряжения постоянного тока и устройства, среди которых имеется по крайней мере один анод (не контактирующий с расплавом) и по крайней мере один катод. Для создания анодом электрического поля и для возбуждения этим полем процесса вырыва электронов из расплава, напряжение в электрической цепи регулируется так, чтобы постоянный электрический ток создавался и пропускался через анод, катод, расплав и среду, и при этом в расплаве понижалась концентрация подвижных катионов с выделением на катоде металлов сорта подвижных катионов, что, по сути, является обеднением в расплаве концентрации (уменьшением количества) подвижных катионов металлов – селективным электрохимическим процессом – называемым "обеднение процесс" в отличие от процесса, называемого "электролиз", в обычной электрохимической ячейке. В другом варианте расплав пропускается в контактном отношении с и последовательно между устройствами, сделанными из материала низкого электрического сопротивления, от устройства к устройству. Эти устройства находятся в, и завершают с расплавом и источником напряжения постоянного тока электрическую цепь, в которой имеется, по крайней мере, одно устройство, служащее анодом, в контакте с расплавом и имеется, в контакте с расплавом, по крайней мере, одно устройство, служащее катодом. Напряжение в электрической цепи и скорость движущегося расплава регулируются так, чтобы в ней создавался постоянный электрический ток, практически не приводящий к разложению вещества расплава на аноде, и концентрация подвижных катионов в расплаве понижалась одновременно с понижением концентрации подвижных катионов в электрической цепи варианта с анодом, не контактирующим с расплавом, с восстановлением на катоде металлов сорта подвижных катионов. Оба варианта способа одинаково завершаются охлаждением расплава, имеющего, против исходной, пониженную концентрацию подвижных катионов, с получением материала, включая изготовление изделий, производимых в стекольной промышленности, в том числе изделий из стеклокристаллических материалов, и, кроме того, с получением типичных (или переходной группы) металлов, выделившихся на (в) катоде в обеднение процессе. Подробное описание вариантов изобретения излагается на примере силиката натрия, в котором (в примере), в переходе натрия "металл – ион – металл", вначале металл натрия вступает в реакцию с кислородом, затем окись натрия с окисью кремния образуют силикат натрия. Ионизация (переход в состояние заряженной частицы-иона) натрия и завершение перехода натрия "металл – ион – металл", выделением металла натрия на катоде, происходит под влиянием процесса вырыва электронов из расплава силиката натрия и катодного потенциала. В результате, в переходе натрия "металл – ион – металл", кремне-кислородное соединение расплава силиката натрия приобретает, в качестве структурного элемента, кислород окиси натрия, натрий которой выделяется на катоде, и количественное соотношение кремния, кислорода и натрия в расплаве изменяется. Это количественное соотношение нельзя, согласно закона постоянства состава, получить химической реакцией, непосредственно смешивая химические элементы. Вещество силиката натрия приобретает нестехиометрический состав, который характеризуется количественными отношениями, в которых вещества силиката натрия, с прекращением на любой стадии обеднение процесса, находятся против количественных отношений стехиометрического состава, в которых вещества вступают в химическое взаимодействие друг с другом с образованием силиката натрия.A method for producing a single-phase glassy material of a non-stoichiometric composition melt from a glass-forming multicomponent mixture is currently known as a method for producing a single-phase glassy material described in US Patent No. 5964913. The methods of this patent include preparing a melt in which there are mobile cations of a glass-forming multicomponent mixture, the components of which are chemical compounds selected from the group of chemical compounds containing a monovalent metal, which in the melt is a mobile cation, from the group of chemical compounds including a divalent metal, which The melt is a mobile cation and their mixtures, and the monovalent metals are typical (or transition group) metals. The glass-forming multicomponent mixture also includes melt-transferring chemical compounds selected from the group of chemical compounds that include a trivalent metal, from the group of chemical compounds that include a metal with a valence higher than three (3) and their mixtures, moreover, these chemical compounds are crystal-chemically similar to oxide silicon, such as aluminum oxide, iron oxide, titanium oxide, titanium diborite, etc., and contain chemical elements of the material substance, which is the aim of the invention of the method. To obtain materials of substances with the named chemical compositions, mobile cations are removed from the melt in the cathodic self-discharge process, which is not typical for the electrolysis process in a conventional electrochemical cell (in the terminology of electrochemistry, an electrolyzer, electrolytic cell), since the anode process of the patent method has a feature that distinguishes it from anodic process of electrolysis in a conventional electrochemical cell, and is characterized by a physical process of electron breakdown from the melt, which practically excludes the release of sy at the anode, the decomposition of chemical compounds, respectively, chemically similar crystalline-silicon oxide, and leads to the acquisition of a positive charge excess melt which is discharged at the cathode by the moving molten cations. The processes of the method end with the production of two products - glassy materials with the chemical composition, as described above, with the geometric parameters of the melt prior to its solidification, and, in addition, the production of materials - related - typical (or transition group) metals precipitated on (in ) cathode. The glassy material may contain a given number of chemical elements of monovalent typical (or transition group) metals, depending on the time of the process. A system in which the electrolysis is implemented by a single cathodic process by the combined process of the above method is called an electrochemical column in comparison with the electrochemical cell practiced for electrolysis, where the total electrochemical process is fundamentally different by the presence of both the anodic and cathodic processes of mass separation on the electrodes. In one of the methods of this patent, the material is obtained in an electrochemical column with an anode that does not have direct contact and is separated from the melt by a gap with a dielectric medium inert with respect to the melt, and the substance filling the medium is not considered as absolutely inert, and thus the melt and medium complete the electric circuit of the electrochemical column, which also includes a DC voltage source and devices, among which there is at least one anode (not contacting second melt) and at least one cathode. In order to create an electric field by the anode and to excite the process of ejection of electrons from the melt by this field, the voltage in the electric circuit is regulated so that a constant electric current is generated and passed through the anode, cathode, melt and the medium, while the concentration of mobile cations in the melt decreases at the cathode of metals, grades of mobile cations, which, in essence, is a depletion in the melt of the concentration (decrease in number) of mobile metal cations - a selective electrochemical process - the name emym "depletion process" as opposed to a process called "electrolysis" in a conventional electrochemical cell. In another embodiment, the melt is passed in contact with and sequentially between devices made of low electrical resistance material from device to device. These devices are located in, and complete with the melt and the DC voltage source an electric circuit in which there is at least one device serving as the anode, in contact with the melt and there is, in contact with the melt, at least one device, serving as a cathode. The voltage in the electric circuit and the speed of the moving melt are regulated so that a constant electric current is generated in it, which practically does not lead to decomposition of the melt substance on the anode, and the concentration of mobile cations in the melt decreases simultaneously with a decrease in the concentration of mobile cations in the electric circuit of the anode variant, in contact with the melt, with the restoration on the cathode of metals, a variety of mobile cations. Both variants of the method equally end by cooling the melt, which, against the initial one, has a reduced concentration of mobile cations, to obtain material, including the manufacture of products manufactured in the glass industry, including products from glass-crystalline materials, and, in addition, to obtain typical (or transition groups) of metals released on the (in) cathode in the depletion process. A detailed description of embodiments of the invention is set forth as an example of sodium silicate, in which (in the example), in the metal-ion-metal transition of sodium, the sodium metal first reacts with oxygen, then sodium oxide and silicon oxide form sodium silicate. Ionization (transition to the state of a charged particle-ion) of sodium and the completion of the metal-ion-metal transition of sodium, by the release of sodium metal at the cathode, occurs under the influence of the process of electron detachment from the sodium silicate melt and the cathode potential. As a result, in the metal-ion-metal sodium transition, the silicon-oxygen compound of the sodium silicate melt acquires, as a structural element, sodium oxide oxygen, the sodium of which is released at the cathode, and the quantitative ratio of silicon, oxygen and sodium in the melt changes. This quantitative ratio cannot be obtained, according to the law of constancy of composition, by a chemical reaction, directly mixing chemical elements. The sodium silicate substance acquires a non-stoichiometric composition, which is characterized by quantitative relations in which the sodium silicate substances, with the end of the depletion of the process at any stage, are opposed to the quantitative relations of the stoichiometric composition, in which the substances react chemically with each other to form sodium silicate.
Анод, в согласии с общепринятым понятием термина "анод", является электродом (в названном способе – устройством), соединенным проводящим конструкционным элементом или непосредственно с положительным полюсом источника электрического тока, соответственно этому электрод (анод) – проводник 1го рода. Материал низкого сопротивления, из которого в названном способе изготавливается анод (устройство), также проводник 1го рода, так как непосредственно указано соединение устройства (которое анод) с "источником напряжения постоянного тока", в том числе в этом способе есть указание на эквивалентность "материала низкого сопротивления" проводнику 1го рода в самом термине "анод". Общеизвестна способность заряженного проводника 1го рода к практически мгновенному перераспределению (и концентрации) его носителей отрицательного заряда (и соответственно заряда) – коллективизированных электронов - в сторону проводника, внесенного в пространство заряженного проводника 1го рода. Поэтому в вариантах способа патента, приведенного выше, для получения устойчивого процесса "температура, приложенное напряжение и геометрические размеры заданы так, чтобы не возникали электрические разряды между анодом и материалами печи, приготовленной для процесса изобретения и катодом, на котором находится расплав", что вызовет исполнимую, но со значительными трудностями, понятными специалистам, технологию производства материала в практике применения названого способа. Специалистам также понятно, что система, в которой пространственное положение коллективизированных электронов проводника 1го рода стабилизировано, их способность к перераспределению подавлена взаимодействием с другой подсистемой и в то же время функции анода сохраняются, упростит задачу организации устойчивого процесса при производстве материала. Подсистемой, пригодной для этих целей, является проводник 2го рода - электролит (в терминологии описания изобретения – расплав). Поле анода будет устойчиво и равновероятно действовать в электролите в любом направлении, так как носители заряда электролита (гомогенного), вызывающие перераспределение заряда на поверхности анода, равновероятно распределены с одинаковой плотностью в любом выбранном объеме (имеющим смысл для определения плотности) электролита. Действующий в электролите потенциал (и, следовательно, напряжённость поля) анода в этом случае равновероятно распределён в пространстве и изменение его значений (и значений напряженности поля) будет только в связи с падением потенциала в электрохимическом процессе.The anode, in accordance with the generally accepted concept of the term "anode", is an electrode (in the named method - a device) connected by a conductive structural element or directly to the positive pole of an electric current source, respectively, this electrode (anode) is a first- kind conductor. The low-resistance material from which the anode (device) is made in the above method is also a first- type conductor, since the connection of the device (which the anode) with the "DC voltage source" is directly indicated, including the equivalence indication in this method " material of low resistance "to the 1st type conductor in the very term" anode ". The well-known ability of a charged conductor of the first kind to practically instantly redistribute (and concentrate) its carriers of a negative charge (and, accordingly, charge) - collectivized electrons - towards the conductor introduced into the space of a charged conductor of the first kind. Therefore, in the variants of the method of the patent above, to obtain a stable process "temperature, applied voltage and geometric dimensions are set so that there are no electrical discharges between the anode and the materials of the furnace prepared for the process of the invention and the cathode on which the melt is located", which will cause feasible, but with significant difficulties, understandable to specialists, the production technology of the material in the practice of using the named method. Specialists also understand that a system in which the spatial position of collectivized electrons of a first- type conductor is stabilized, their ability to redistribute is suppressed by interaction with another subsystem, and at the same time, the anode functions are preserved, it will simplify the task of organizing a stable process in the production of material. A subsystem suitable for these purposes is a conductor of the second kind — an electrolyte (in the terminology of the description of the invention, a melt). The anode field will be stable and equally likely to act in the electrolyte in any direction, since the charge carriers of the electrolyte (homogeneous), causing the charge redistribution on the surface of the anode, are equally likely to be distributed with the same density in any selected volume (meaningful for determining the density) of the electrolyte. The potential (and, therefore, field strength) of the anode acting in the electrolyte in this case is equally probable distributed in space and a change in its values (and field strengths) will only be due to a decrease in potential in the electrochemical process.
Получение однофазового стеклообразного материала вещества нестехиометрического состава в настоящем изобретении достигается проведением обеднение процесса и согласно принятой терминологииObtaining a single-phase glassy material of a non-stoichiometric composition in the present invention is achieved by carrying out a lean process and in accordance with accepted terminology
РАСПЛАВ СТЕКЛООБРАЗУЮЩЕЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ – среда, заполненная связанными в структуру атомами вещества. Структура вещества, в свою очередь, состоит из непрерывно развивающейся в трех (двух, одном) направлениях матрицы с атомами (кристалло-химически подобными кремнию), конструктивно-химически связанными между собой (кислородом или химически подобными ему) в монолитное тело, определяемого с указанием на термин "мгновенная фотография" и из отдельных атомов (химически подобных натрию), находящихся в ограниченных матрицей объемах пространства. Химические элементы атомов, образующие матрицу и химические элементы атомов, не образующие матрицу, но находящиеся в химической связи с элементами матрицы в состоянии относительно подвижных катионов, вместе (химические элементы) определяют вещество – химическое соединение и его структуру и выбираются из химических элементов, составляющие химические соединения, применимые в практике приготовления расплавов для производства стекла и стеклокристаллических материалов.MELT OF A GLASS-FORMING MULTICOMPONENT MIXTURE - a medium filled with atoms of matter bound into a structure. The structure of a substance, in turn, consists of a matrix continuously developing in three (two, one) directions with atoms (crystal-chemically similar to silicon) structurally chemically bonded to each other (oxygen or chemically similar to it) into a monolithic body, defined by to the term "instant photography" and from individual atoms (chemically similar to sodium) located in matrix-limited volumes of space. Chemical elements of atoms that form a matrix and chemical elements of atoms that do not form a matrix, but are in chemical bonding with the matrix elements in a state of relatively mobile cations, together (chemical elements) define a substance - a chemical compound and its structure and are selected from chemical elements that make up the chemical compounds applicable in the practice of preparing melts for the production of glass and glass-crystalline materials.
СТЕКЛООБРАЗУЮЩЕЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ РАСПЛАВ СТЕХИОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА – химическое соединение, имеющее химический состав, на момент образования расплава, который (стехиометрический состав) характеризуется количественными отношениями, в которых вещества расплава вступают в химическое взаимодействие друг с другом с образованием вещества - целого.GLASS-FORMING MULTI-COMPONENT MIXTURE MELT OF STOCHIOMETRIC COMPOSITION - a chemical compound having a chemical composition at the time of formation of the melt, which (stoichiometric composition) is characterized by quantitative relations in which the melt substances enter into chemical interaction with each other with the formation of the whole substance.
СТЕКЛООБРАЗУЮЩЕЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ РАСПЛАВ НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА – химическое соединение, имеющее химический состав, в и по завершению обеднение процесса в электрохимической системе, который (нестехиометрический состав) характеризуется количественными отношениями, в которых находятся вещества расплава, образуя целое, против стехиометрических количественных отношений, в которых вещества расплава вступают в химическое взаимодействие друг с другом с образованием вещества-целого.GLASS-FORMING MULTI-COMPONENT MIXTURE MELT OF NON-STOCHIOMETRIC COMPOSITION - a chemical compound having a chemical composition, at and upon completion of the depletion of the process in an electrochemical system, which (non-stoichiometric composition) is characterized by quantitative relations, in which melt substances are formed, which are in whole and the melt enter into chemical interaction with each other with the formation of a substance-whole.
ОБЕДНЕНИЕ ПРОЦЕСС – совокупность процессов, происходящих в электрохимической колонке при наложении стационарного электрического поля на находящийся в сопряжении с проводником 1го рода расплав.IMPAIRMENT PROCESS - a set of processes that occur in an electrochemical column when a stationary electric field is applied to a melt in conjunction with a first- type conductor.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОЛОНКА– электрохимическая система, в которой, при наложении стационарного электрического поля на находящийся в сопряжении с проводником 1го рода, стеклообразующей многокомпонентной смеси расплав стехиометрического состава, происходит процесс вырыва электронов из расплава с необходимостью приводящего к приобретению расплавом избыточного положительного заряда и к возникновению в расплаве параллельного самостоятельного процесса, в котором носители избыточного положительного заряда, относительно подвижные (в расплаве) катионы (химически подобные натрию) удаляются к и саморазряжаются на (в) проводник 1го рода, и их концентрация обедняется с понижением до заданной величины, с выделением на (в) проводнике 1го рода массы веществ(а), включая металлы, сорта подвижных катионов и с изменением сочетания химических элементов, порождающего состояние вещества – химического соединения расплава, характеризуемое нестехиометрией химического состава.ELECTROCHEMICAL COLUMN - an electrochemical system in which, when a stationary electric field is applied to a melt of stoichiometric composition which is in conjunction with a first- order conductor of a first- order glass-forming multicomponent mixture, electrons are released from the melt with the need for the melt to acquire an excess positive charge and cause the melt of a parallel independent process in which the carriers of an excess positive charge are relatively mobile (in melt of) the cations (chemically similar to sodium) are removed to and self-discharge on (a) the
РАСПЛАВ ИСТОЧНИКОВ ЭДС – стеклообразующей многокомпонентной смеси расплав, содержащий упорядоченные структуры, излучающие изменяющийся магнитный поток во времени, характеризующий нестационарное магнитное поле и целое - расплав - источником электродвижущей силы (ЭДС).MELTING OF SOURCES OF EMF - a glass-forming multicomponent mixture melt containing ordered structures emitting a changing magnetic flux in time, characterizing an unsteady magnetic field and the whole - melt - a source of electromotive force (EMF).
Задача получения стеклообразного материала вещества нестехиометрического состава решается посредством проведения обеднение процесса в электрохимической колонке, схематично представленной на фиг.1. Электрохимическая колонка в настоящем изобретении представляет собой электрохимическую систему, в которой наложение электрического поля, в обеднение процессе, в присутствии среды газа, давление которого регулируют, создают электрическим полем объема расплава (1), ограниченного твердыми стенками (2), для определённости из кварцевого стекла, не препятствующих прохождению поля и электрическим полем анода (3), помещённого в расплав (1), составляющего с анодом (3) систему, в котором (в расплаве (1)), в текущее время анодного процесса, регулированием напряжения в электрической цепи анода (3), соединённого с источником напряжения, катод которого заземлён (на фиг.1 не показано), накапливают распределённые по объёмам положительные заряды, поля которых с полем заряда анода поляризуют – ориентируют, смещают – структурные элементы и частицы расплава, с подавлением, по мере накопления объёмного заряда, подвижности (поляризацией) целого – расплава и соответственно анодного процесса и сложением действующего потенциала заряда анода (3) с потенциалом заряда расплава (1) дополняют электрическое поле анода (3) и создают, электрическим полем заряда расплава (1) и электрическим полем анода (3), составляющего с расплавом названную систему, распределенное электрическое поле относительно стенок (2), ограничивающих эту систему, в том числе наложенное на расплав (4) стеклообразующей многокомпонентной смеси, находящийся в объеме, ограниченном твердыми стенками (2), для определённости из кварцевого стекла, в сопряжении с проводником 1го рода (5), и, как показано на фиг.1, эти два объема диэлектрически разделены пространственным промежутком (6). Наложением электрического поля системы, в которой анод (3), на расплав (4) стеклообразующей многокомпонентной смеси, производят вырыв электронов из этого расплава и потоком электронов замыкают электрическую цепь включающую названную систему, проводник 1го рода (5), расплав (4), с образованием в этой электрической цепи постоянного тока и с приобретением расплавом (4) положительного объемного заряда, который индуцирует в проводнике 1го рода (5) отрицательный заряд и таким образом создают разность потенциалов, действием которой подвижные катионы удаляют из расплава (4) на (в) проводник 1го рода (5), и их концентрацию в расплаве (4) обедняют с понижением до заданной величины, с выделением в обеднение процессе на (в) проводнике 1го рода (5) массы веществ(а), включая металлы, сорта подвижных катионов в присутствии газов, инертных относительно расплава и выделившейся массы, в температуре, выбираемой из температур твердоподобного, жидкоподобного, пароподобного и газоподобного агрегатного состояния веществ(а) выделившейся массы и с приобретением веществом расплава сочетания химических элементов, характеризуемого нестехиометрией химического состава или с выделением в обеднение процессе на (в) проводнике 1го рода (5) массы веществ(а), включая металлы, сорта подвижных катионов, в присутствии газов, химически инертных относительно расплава и выделившейся массы, смешанной с этими газами, включающими химические элементы, образующие с веществом выделившейся массы химические соединения, вступающие в химическое взаимодействие с веществом расплава, с переходом в этом процессе веществ(а) выделившейся массы и прореагировавших с этим веществом химических элементов газов в состояние подвижных катионов расплава и структурных элементов матрицы расплава соответственно и созданием цикла прямого, из расплава, посредством обеднение процесса и обратного, посредством химических превращений, в расплав, переходов веществ(а) подвижных катионов насыщают (в цикле) химическое соединение расплава химическими элементами газов, вступающих (подобно кислороду) в химическое взаимодействие с веществом(ами) сорта подвижных катионов и (подобно кислороду), находящихся в химическом соединении расплава в состоянии структурного элемента, с приобретением веществом (химическим соединением) этого расплава сочетания химических элементов, характеризуемого нестехиометрией химического состава. Затем расплав (4) охлаждают с получением однофазового стеклообразного материала вещества нестехиометрического состава и в зависимости от скорости охлаждения, в аморфном (стекло) или кристаллическом состоянии (стеклокристаллические материалы) с желаемыми геометрическими параметрами и формой расплава, предшествующего затвердеванию или с разрушением отвердевшего расплава на макрочастицы заданных размеров и с получением материала – сопутствующего – веществ(а) массы, выделившейся из расплава в обеднение процессе, включая металлы, сорта подвижных катионов, в агрегатном состоянии веществ(а) выделившейся массы согласно температуре, выбранной из названных температур. В случае пароподобного или газоподобного агрегатного состояния вещества выделившейся из расплава (4) массы на (в) проводнике 1го рода (5), расплав (4) насыщают распределяющимся в расплаве паром или газом выделившейся массы с получением материала (вещества нестехиометрического состава), содержащего распределённую, выделившуюся в обеднение процессе из расплава этого материала на (в) проводник 1го рода, массу веществ(а), включая металлы, сорта подвижных катионов, в интервале температур, предшествующих и включающих температуру пароподобного и газоподобного агрегатного состояния вещества выделившейся массы. Термин “геометрические параметры и форма расплава, предшествующего затвердеванию” не является упрощённым и включает здесь и в последующем геометрические параметры и формы изделий, изготавливаемых в стекольной промышленности, в том числе изделий из стеклокристаллических материалов, так как в практике стекольной промышленности изделие, на момент его изготовления, с его геометрическими параметрами и формой, находится в состоянии расплава, предшествующем его затвердеванию. Термин(ы), термином(ами) в этом описании используются в словах не обязательно в состоянии множественного числа.The task of obtaining a glassy material of a non-stoichiometric composition is solved by carrying out the depletion of the process in an electrochemical column, schematically shown in figure 1. The electrochemical column in the present invention is an electrochemical system in which the application of an electric field, in a lean process, in the presence of a controlled gas medium, creates an electric field of the volume of the melt (1) bounded by solid walls (2), for definiteness, from quartz glass that do not interfere with the passage of the field and the electric field of the anode (3), placed in the melt (1), comprising the system with the anode (3), in which (in the melt (1)), at the current time of the anode process, by regulation voltage in the electrical circuit of the anode (3) connected to a voltage source whose cathode is grounded (not shown in Fig. 1), accumulate positive charges distributed in volumes, the fields of which polarize with the anode charge field — orient, displace — the structural elements and particles of the melt , with the suppression, as the space charge accumulates, the mobility (polarization) of the whole - the melt and, accordingly, the anode process and the addition of the effective charge potential of the anode (3) with the charge potential of the melt (1) supplement the electric ole anode (3) and create, by the electric field of the charge of the melt (1) and the electric field of the anode (3), comprising the system with the melt, a distributed electric field relative to the walls (2) that bound this system, including the one superimposed on the melt (4 ) a glass-forming multicomponent mixture located in a volume bounded by hard walls (2), for definiteness, from quartz glass, in conjunction with a first- type conductor (5), and, as shown in Fig. 1, these two volumes are dielectric separated by a spatial gap ( 6). By applying an electric field to a system in which the anode (3), on a melt (4) of a glass-forming multicomponent mixture, electrons are pulled out of this melt and an electron flow closes the electric circuit including the named system, a first- type conductor (5), melt (4), with the formation of this electric circuit DC and to the acquisition of the melt (4) positive space charge which induces the
Наложение электрического поля дополняют нестационарным магнитным полем, характеризуемым возникновением электродвижущей силы (ЭДС), в одном случае, когда в системе с анодом (3) находится расплав источников ЭДС – стеклообразующей многокомпонентной смеси расплав (1), поляризованный собственными, накапливаемыми в анодном процессе, распределёнными по объемам положительными электрическими зарядами, поля которых поляризуют – ориентируют, смещают - структурные элементы и частицы расплава с образованием, в процессе поляризации, структур, создающих нестационарное магнитное поле расплава, характеризуемое возникновением электродвижущей силы (ЭДС), с приобретением веществом расплава, в анодном процессе выделения массы сорта химических элементов матрицы расплава, сочетания химических элементов, характеризуемого нестехиометрией химического состава, и расплав (1) выдерживают в интервале температур накопления распределённых по объёмам в этом расплаве положительных электрических зарядов для получения в расплаве (1) названных структур и накапливают в расплаве (1), соответственно накоплению распределённых по объёмам в этом расплаве положительных электрических зарядов, названные структуры до заданной величины, соответствующей выбранной температуре, в которой электрические поля зарядов поляризуют целое – расплав и анодный процесс, в текущее время поляризации, подавляется и подавляется накопление в расплаве объемного положительного электрического заряда и названных структур, с получением материала, содержащего структуры, создающие нестационарное магнитное поле, характеризуемое электродвижущей силой (ЭДС), вещества нестехиометрического состава в интервале температур, предшествующих и включающих температуру подавления, в текущее время поляризации расплава полями электрических зарядов, анодного процесса и наложенное на расплав (4) электрическое поле дополняют нестационарным магнитным полем, с возникновением ЭДС в не контактирующим с системой расплаве (4), так, что в замкнутой потоком вырываемых электронов из расплава (4) электрической цепи, включающей систему анода (3) и расплава (1) с названными структурами, проводник 1го рода (5), расплав (4), пропусканием постоянного тока в этой электрической цепи удаляют подвижные катионы из расплава (4) на (в) проводник 1го рода (5) и их концентрацию обедняют с понижением до заданной величины, с выделением в обеднение процессе на (в) проводнике 1го рода (5) массы, включая металлы, веществ(а) сорта подвижных катионов расплава (4). В другом случае наложение электрического поля дополняют нестационарным магнитным полем, характеризуемым возникновением электродвижущей силы (ЭДС), когда в сопряжении с проводником 1го рода (5) находится расплав источников ЭДС – стеклообразующей многокомпонентной смеси расплав (4), поляризованный собственными, накапливаемыми в процессе вырыва электронов из расплава (4) наложенным электрическим полем, распределёнными по объемам положительными электрическими зарядами, поля которых поляризуют – ориентируют, смещают - структурные элементы и частицы расплава с образованием, в процессе поляризации, структур, создающих нестационарное магнитное поле расплава, характеризуемое возникновением электродвижущей силы (ЭДС), с приобретением веществом расплава, в обеднение процессе выделения на(в) проводнике 1го рода массы веществ(а) сорта подвижных катионов расплава, сочетания химических элементов, характеризуемого нестехиометрией химического состава, и расплав (4) выдерживают в интервале температур накопления распределённых по объёмам в этом расплаве положительных электрических зарядов для получения в расплаве (4) названных структур и накапливают в расплаве (4), соответственно накоплению распределённых по объёмам в этом расплаве положительных электрических зарядов, названные структуры до заданной величины, соответствующей выбранной температуре, в которой электрические поля зарядов поляризуют целое – расплав и процесс вырыва электронов из расплава (4), в текущее время поляризации, подавляется и подавляется накопление в расплаве объемного положительного электрического заряда и названных структур, с получением материала, содержащего структуры, создающие нестационарное магнитное поле, характеризуемое электродвижущей силой (ЭДС), вещества нестехиометрического состава в интервале температур, предшествующих и включающих температуру подавления, в текущее время поляризации расплава полями электрических зарядов, вырыва электронов из расплава, и наложенное на расплав (4) электрическое поле дополняют нестационарным магнитным полем, с возникновением ЭДС в проводнике 1го рода (5), так, что в замкнутой потоком вырываемых электронов из расплава (4) электрической цепи, включающей систему анода (3) и расплава (1), проводник 1го рода (5), расплав (4), пропусканием постоянного тока в этой электрической цепи удаляют подвижные катионы из расплава (4) на (в) проводник 1го рода (5), и их концентрацию обедняют с понижением до заданной величины, с выделением в обеднение процессе на (в) проводнике 1го рода (5) массы веществ(а), включая металлы, сорта подвижных катионов расплава (4). На фиг.1 проводники (3) и (5) снабжены стержнями, соответственно (7) и (8), для эффективности изменения концентрации подвижных катионов магнитным и электрическим полями.The application of an electric field is supplemented by an unsteady magnetic field, characterized by the appearance of an electromotive force (EMF), in one case when the melt of an EMF source is a system with an anode (3) - a glass-forming multicomponent mixture melt (1) polarized by its own, distributed in the anode process, distributed in terms of positive electric charges polarize fields which - are oriented displaced - the structural elements to the melt to form particles in the process of polarization structures CPNS unsteady magnetic field of the melt, characterized by the emergence of an electromotive force (EMF), with the acquisition of a melt substance, in the anode process of isolating the mass of a variety of chemical elements of the melt matrix, a combination of chemical elements characterized by non-stoichiometry of the chemical composition, and the melt (1) is kept in the accumulated temperature range by volume in this melt of positive electric charges to obtain the above structures in the melt (1) and accumulate in the melt (1), respectively, the accumulation of positive electric charges distributed over the volumes in this melt, the named structures to a predetermined value corresponding to the selected temperature, in which the electric fields of the charges polarize the whole — the melt and the anode process, at the current time of polarization, the accumulation of the volumetric positive electric charge in the melt is suppressed and named structures, to obtain a material containing structures that create an unsteady magnetic field characterized by an electromotive force (EMF), material of non-stoichiometric composition in the temperature range preceding and including the suppression temperature, at the current time, the polarization of the melt by the fields of electric charges, the anode process and the electric field superimposed on the melt (4) are supplemented by an unsteady magnetic field, with the emergence of an EMF in the melt not in contact with the system (4) , so that in a closed circuit with a stream of electrons being pulled out from the melt (4), the electric circuit includes the anode system (3) and the melt (1) with the above structures, a first- type conductor (5), melt (4), pass aniem DC removed mobile cations from a melt in the electric circuit (4) to (c)
На фиг.2 изображено поперечное сечение группы ограниченных объемов расплава, различающихся симметрией расположения электродов (9), являющихся анодами в расплаве и предназначенных для получения электрического заряда в заданном объеме расплава с заданной формой этого объема и его пространственного положения. Сконцентрированным таким образом объемным зарядом, в том числе электродами (10) экрана, создают увеличенное электрическое поле, в том числе создают увеличенное нестационарное магнитное поле, действующие в сторону расплава, приготовленного для изменения концентрации подвижных катионов. Концентрация объемного заряда и эффективность его действия также улучшаются подбором геометрической формы нижней стенки, ограничивающей расплав, в котором находятся электроды (9). Возможные варианты изменения геометрической формы нижней стенки (11) демонстрируются на фиг.3 продольным сечением низа ограниченных объемов расплава.Figure 2 shows a cross section of a group of limited volumes of the melt, differing in the symmetry of the location of the electrodes (9), which are anodes in the melt and designed to receive an electric charge in a given volume of the melt with a given shape of this volume and its spatial position. The space charge thus concentrated, including the electrodes (10) of the screen, creates an increased electric field, including creating an increased unsteady magnetic field acting in the direction of the melt prepared to change the concentration of mobile cations. The concentration of the space charge and the efficiency of its action are also improved by the selection of the geometric shape of the lower wall bounding the melt in which the electrodes are located (9). Possible variations in the geometric shape of the lower wall (11) are shown in FIG. 3 by a longitudinal section of the bottom of the limited volumes of the melt.
Эффективность обеднение процесса, кроме того, достигают заземлением проводника 1го рода, находящегося в сопряжении с расплавом, приготовленным для изменения концентрации подвижных катионов, и проводник, в общепринятом понимании, в этом случае является электродом или соединением проводника 1го рода в электрической цепи с источником напряжения, анод которого заземляют, и тогда проводник, в общепринятом понимании, в этом случае является катодом. В случае, когда в электрическую цепь включают участок электрической цепи катода, где катод, соединённый проводник 1го рода (5) с источником напряжения (на фиг.1 не показано), анодный полюс которого заземлён, наложение электрического поля системы анода (3) и расплава (1) дополняют нестационарным магнитным полем, характеризуемым возникновением электродвижущей силы (ЭДС), когда в сопряжении с проводником 1го рода (5) – с катодом (5) - находится расплав источников ЭДС – стеклообразующей многокомпонентной смеси расплав (4), поляризованный собственными, накапливаемыми в катодном процессе выделения на катоде массы веществ(а) сорта подвижных катионов наложенным электрическим полем катода (5), распределёнными по объемам отрицательными электрическими зарядами, поля которых поляризуют – ориентируют, смещают - структурные элементы и частицы расплава с образованием, в процессе поляризации, структур, создающих нестационарное магнитное поле расплава, характеризуемое возникновением электродвижущей силы (ЭДС), с приобретением веществом расплава, в обеднение процессе выделения на (в) катоде (5), действием электрического поля катода (5), массы веществ(а) сорта подвижных катионов расплава, сочетания химических элементов, характеризуемого нестехиометрией химического состава, и расплав (4) выдерживают в интервале температур накопления распределённых по объёмам в этом расплаве отрицательных электрических зарядов для получения в расплаве (4) названных структур и накапливают, соответственно накоплению в расплаве (4) распределённых по объёмам расплава отрицательных электрических зарядов, названные структуры до заданной величины, соответствующей выбранной температуре, в которой электрические поля зарядов поляризуют целое – расплав и катодный процесс, в текущее время поляризации, подавляется и подавляется накопление в расплаве объемного отрицательного электрического заряда и названных структур, с получением материала, содержащего структуры, создающие нестационарное магнитное поле, характеризуемое электродвижущей силой (ЭДС), вещества нестехиометрического состава в интервале температур, предшествующих и включающих температуру подавления, в текущее время поляризации расплава полями электрических зарядов, катодного процесса, и наложенное на расплав (4) электрическое поле, регулируемое напряжением в электрической цепи анода (3) и электрическое поле, регулируемое, для получения названных структур, опережающим значение напряжения в электрической цепи анода (3) напряжением в электрической цепи катода (5), дополняют нестационарным магнитным полем, с возникновением ЭДС в катоде(5), так, что в замкнутой потоком вырываемых электронов из расплава (4) электрической цепи, включающей электрическую цепь анода (3), систему анода (3) и расплава (1), расплав (4), катод (5), электрическую цепь катода (5), пропусканием постоянного тока в этой электрической цепи удаляют подвижные катионы из расплава (4) на (в) катод (5) и их концентрацию понижают до заданной величины, с выделением на (в) катоде (5) массы веществ(а), включая металлы, сорта подвижных катионов расплава (4).Efficiency depletion of the process, in addition, is achieved by grounding a first- order conductor, which is in conjunction with a melt prepared to change the concentration of mobile cations, and the conductor, in the conventional sense, in this case is an electrode or a connection of a first- kind conductor in an electric circuit with a source voltage, the anode of which is grounded, and then the conductor, in the conventional sense, in this case is the cathode. In the case where the section of the cathode’s electric circuit is included in the electric circuit, where the cathode, a connected first- type conductor (5) with a voltage source (not shown in FIG. 1), whose anode pole is grounded, is the superposition of the electric field of the anode system (3) and the melt (1) is supplemented by an unsteady magnetic field, characterized by the appearance of an electromotive force (EMF), when in conjunction with a first- type conductor (5) - with the cathode (5) - there is a melt of EMF sources - a glass-forming multicomponent mixture melt (4) polarized by its own and, during the cathodic process, the masses of substances (a) of the mobile cation type are accumulated on the cathode by the superimposed electric field of the cathode (5), distributed by volumes of negative electric charges, the fields of which polarize - orient, displace - the structural elements and particles of the melt with formation, in the process polarization, structures that create an unsteady magnetic field of the melt, characterized by the emergence of an electromotive force (EMF), with the acquisition of a substance by the melt, in the depletion of the process of separation at (c) the cathode (5), by the action of the electric field of the cathode (5), the mass of substances (a) a variety of mobile cations of the melt, a combination of chemical elements characterized by non-stoichiometry of the chemical composition, and the melt (4) are kept in the range of accumulation of negative electric charges distributed over the volumes in this melt to obtain in the melt (4) these structures and accumulate respectively the accumulation of the melt (4) distributed on the volume of the melt negative electric charge, called the structure to a predetermined value, soot etstvuyuschey selected temperature, wherein the electrical field charges polarize the whole - the melt and the cathode process in the current time of the polarization is suppressed and inhibited the accumulation of the melt volume of a negative electric charge, and these structures to obtain a material comprising the structure, creating non-stationary magnetic field, characterized electromotive force (EMF), substances of non-stoichiometric composition in the temperature range preceding and including the suppression temperature, at the current time, polarization the melt by fields of electric charges, the cathode process, and the electric field superimposed on the melt (4), regulated by the voltage in the electric circuit of the anode (3) and the electric field, regulated, to obtain the named structures, ahead of the voltage value in the electric circuit of the anode (3) by voltage in the electric circuit of the cathode (5), supplemented by an unsteady magnetic field, with the emergence of an EMF in the cathode (5), so that in a closed circuit with a stream of electrons from the melt (4), the electric circuit including the electric circuit of the anode (3), with Stem anode (3) and the melt (1), the melt (4), a cathode (5), an electrical cathode circuit (5) passing the DC removed mobile cations from a melt in the electric circuit (4) to (c) a cathode (5 ) and their concentration is reduced to a predetermined value, with the release on the (c) cathode (5) of the mass of substances (a), including metals, types of mobile melt cations (4).
Так как химический состав вещества меняется в соответствии с желаемой конечной целью получения физико-химических свойств материала (изделия) настоящего изобретения, невыполнимо дать точные химические составы для всех веществ материалов (соответственно, невыполнимо дать точные химические составы всех стеклообразующих многокомпонентных смесей, для которых применим способ настоящего изобретения). По названной причине, невыполнимо дать точные значения температур и других параметров (например, приложенное напряжение) изготовления материалов (изделий) изобретения. Параметры будут изменяться в соответствии с выбранным оборудованием, параметрами электрохимической колонки и конкретным химическим составом материала изобретения. Настоящее изобретение может быть осуществлено и не представленными здесь вариантами, но оно может быть улучшено, например так, как показано на фиг. 2, различным размещением электродов, или изменением формы электродов, как показано на фиг. 1, где анод (3) имеет плоскую форму в виде диска со стержнями (7), или например, заменой электродов (10) экрана (фиг.2), создающего электрическое поле, поперечное относительно оси колонки, устройством (например, соленоидом), создающим магнитное поле внешнего источника, или например, ограничением объема расплава (4) стеклообразующей многокомпонентной смеси, в котором на фиг. 1 – катод (5), твердыми стенками так, чтобы эти стенки не препятствовали движению расплава (4), который может предварительно пропускаться через (сквозь) анод (на фиг.1 не показано), кроме того со скоростью, выбираемой для получения материала в виде пленки с геометрическими параметрами, и формой, имеющими практическое значение, или например, заполнением показанного на фиг.1 пространственного промежутка (6) расплавом (на фиг.1 не показано) стеклообразующей смеси, ограниченного твёрдыми стенками, не препятствующих прохождению поля, с приобретением этим расплавом распределённых по объёмам расплава положительных электрических зарядов соответственно вырыву электронов из этого расплава наложенными электрическим и нестационарным магнитным (или только электрическим) полями системы, состоящей из расплава (1) и анода (3) и выдерживанием этого расплава в интервале температур накопления объёмного положительного электрического заряда для получения в этом расплаве, поляризацией полями распределенных по объёмам положительных электрических зарядов, структур, создающих нестационарное магнитное поле, до заданной величины, соответствующей выбранной температуре, в которой электрические поля зарядов поляризуют целое – расплав и процесс вырыва электронов из расплава, в текущее время поляризации, подавляется и подавляется накопление в этом расплаве объёмного положительного электрического заряда и названных структур, с получением материала, содержащего структуры, создающие нестационарное магнитное поле, характеризуемое электродвижущей силой (ЭДС), вещества, имеющего стехиометрический состав, в интервале температур, предшествующих и включающих температуру подавления, в текущее время поляризации расплава полями электрических зарядов, вырыва электронов из расплава, и в этом случае действие полей системы, состоящей из расплава (1) и анода (3), на расплав (4), дополняют действием нестационарного магнитного поля расплава, имеющего стехиометрический состав, заполняющего, как это описано выше, промежуток (6), с возникновением электродвижущей силы (ЭДС) в расплаве (4). Но в любом случае, в практике осуществления обеднение процесса с применением настоящего изобретения, электрические (и/или магнитные) поля внешних источников дополняются электрическими и/или магнитными полями источников расплава, получаемых или в электродных процессах, проводимых в расплаве или в процессе вырыва электронов из расплава.Since the chemical composition of the substance changes in accordance with the desired ultimate goal of obtaining the physicochemical properties of the material (product) of the present invention, it is impossible to give the exact chemical compositions for all substances of the materials (accordingly, it is impossible to give the exact chemical compositions of all glass-forming multicomponent mixtures for which the method is applicable of the present invention). For the above reason, it is impossible to give the exact values of temperatures and other parameters (for example, the applied voltage) of the manufacture of materials (products) of the invention. The parameters will vary in accordance with the selected equipment, the parameters of the electrochemical column and the specific chemical composition of the material of the invention. The present invention may be practiced and not shown here, but it can be improved, for example as shown in FIG. 2, by varying the placement of the electrodes, or by changing the shape of the electrodes, as shown in FIG. 1, where the anode (3) has a flat shape in the form of a disk with rods (7), or, for example, replacing the electrodes (10) of the screen (FIG. 2), creating an electric field transverse to the column axis with a device (for example, a solenoid), creating a magnetic field of an external source, or for example, limiting the volume of the melt (4) of the glass-forming multicomponent mixture, in which in FIG. 1 - cathode (5), with solid walls so that these walls do not impede the movement of the melt (4), which can be preliminarily passed through (through) the anode (not shown in Fig. 1), in addition, at a speed chosen to obtain the material in in the form of a film with geometric parameters, and a shape of practical importance, or for example, filling the space gap (6) shown in FIG. 1 with a melt (not shown in FIG. 1) of a glass-forming mixture bounded by solid walls that do not impede the passage of the field, with the acquisition tim melt distributed by the volume of the melt of positive electrical charges respectively broken away of electrons from the melt superimposed electric and nonsteady magnetic (or only electrical) system fields consisting of melt (1) and the anode (3) and holding the melt at temperatures ranging accumulation volumetric positive electric charge for the melt polarization fields distributed by the volume of positive electric charges, the structures that create transient magn peppermint field to a predetermined value corresponding to a selected temperature, wherein the electrical field charges polarize the whole - the melt and the process of tear-out of electrons from the melt, the currently polarization inhibited and suppressed the accumulation of the melt volume of a positive electric charge, and these structures to obtain material containing structures that create an unsteady magnetic field characterized by an electromotive force (EMF), a substance having a stoichiometric composition, in the temperature range, before which include and suppress the suppression temperature, at the current time, the polarization of the melt by the fields of electric charges, the breakdown of electrons from the melt, and in this case, the action of the fields of the system consisting of the melt (1) and the anode (3) on the melt (4) is supplemented by the action of unsteady magnetic field melt having a stoichiometric composition, filling, as described above, the gap (6), with the emergence of an electromotive force (EMF) in the melt (4). But in any case, in the practice of implementing a depletion of the process using the present invention, the electric (and / or magnetic) fields of external sources are supplemented by the electric and / or magnetic fields of the melt sources obtained either in electrode processes carried out in the melt or in the process of electrons being pulled out of melt.
Claims (30)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002114634/03A RU2224725C1 (en) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | Method to produce one-phase vitreous material of a substance of a non-stoichiometric composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002114634/03A RU2224725C1 (en) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | Method to produce one-phase vitreous material of a substance of a non-stoichiometric composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002114634A RU2002114634A (en) | 2003-12-20 |
| RU2224725C1 true RU2224725C1 (en) | 2004-02-27 |
Family
ID=32172775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002114634/03A RU2224725C1 (en) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | Method to produce one-phase vitreous material of a substance of a non-stoichiometric composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2224725C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2503627C2 (en) * | 2012-01-11 | 2014-01-10 | Виталий Николаевич Старов | Column of electrochemical process with coaxial work zones |
| RU2520106C2 (en) * | 2012-01-11 | 2014-06-20 | Виталий Николаевич Старов | Method of controlling process depletion intensity when producing substance with non-stoichiometric composition |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1955451A (en) * | 1932-08-08 | 1934-04-17 | Macbeth Evans Glass Co | Method of controlling the composition of glass |
| US5964913A (en) * | 1996-03-18 | 1999-10-12 | Dynelec Corporation | Method of making a vitreous material |
-
2002
- 2002-06-04 RU RU2002114634/03A patent/RU2224725C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1955451A (en) * | 1932-08-08 | 1934-04-17 | Macbeth Evans Glass Co | Method of controlling the composition of glass |
| US5964913A (en) * | 1996-03-18 | 1999-10-12 | Dynelec Corporation | Method of making a vitreous material |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2503627C2 (en) * | 2012-01-11 | 2014-01-10 | Виталий Николаевич Старов | Column of electrochemical process with coaxial work zones |
| RU2520106C2 (en) * | 2012-01-11 | 2014-06-20 | Виталий Николаевич Старов | Method of controlling process depletion intensity when producing substance with non-stoichiometric composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Solid state reactions: an electrochemical approach in molten salts | |
| CN103572329B (en) | A kind of fusion electrolysis prepares the method for rare earth alloys | |
| US5024737A (en) | Process for producing a reactive metal-magnesium alloy | |
| Li et al. | Constructing metal-anode rechargeable batteries utilizing concomitant intercalation of Li–Mg dual cations into Mo 6 S 8 | |
| JPS6120639B2 (en) | ||
| Nohira et al. | Electrochemical formation of RE-Ni (RE= Pr, Nd, Dy) alloys in molten halides | |
| RU2224725C1 (en) | Method to produce one-phase vitreous material of a substance of a non-stoichiometric composition | |
| EP4170066B1 (en) | Method and system for extracting metal and oxygen from powdered metal oxides | |
| KR20180005215A (en) | Additives for flow batteries | |
| RU2010129916A (en) | DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING METALS OR METAL COMPOUNDS | |
| US4875985A (en) | Method and appparatus for producing titanium | |
| CN1837411B (en) | A kind of preparation method of refractory active metal or alloy | |
| Yanase et al. | Observation of lithium isotope effect accompanying electrochemical insertion of lithium into tin | |
| WO2006037999A2 (en) | Electro-reduction process | |
| RU2692759C1 (en) | Lead-carbon metal composite material for electrodes of lead-acid batteries and a method for synthesis thereof | |
| CN1040399A (en) | The preparation technology's method and the device thereof of dy-nd alloys | |
| US3341437A (en) | Method of producing rare earth oxyfluoride | |
| JPH0559199B2 (en) | ||
| Kamaludeen et al. | LaB6 crystals from fused salt electrolysis | |
| Wu et al. | Preparation of Pb-Ca Master Alloy by Molten Salt Electrolysis | |
| González et al. | Transition between two dendritic growth mechanisms in electrodeposition | |
| KR100379912B1 (en) | Apparatus for continuous elimination of Fe in Al alloy using an electromagnetic field | |
| JPH0688280A (en) | Electrolytic method for producing alloy of rare earth and other metal | |
| JP2013028843A (en) | Method for producing transition metal sulfide | |
| Adrian et al. | Method and system for extractin metal and oxygen from powdered metal oxides (EP000004170066A2) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040605 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |