RU2832900C1 - Charge for producing glass light-reflecting spherical materials - Google Patents
Charge for producing glass light-reflecting spherical materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2832900C1 RU2832900C1 RU2024115380A RU2024115380A RU2832900C1 RU 2832900 C1 RU2832900 C1 RU 2832900C1 RU 2024115380 A RU2024115380 A RU 2024115380A RU 2024115380 A RU2024115380 A RU 2024115380A RU 2832900 C1 RU2832900 C1 RU 2832900C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- metal
- spherical materials
- charge
- reflecting spherical
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000006063 cullet Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 23
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 abstract description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000005337 ground glass Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000005322 wire mesh glass Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к разработке и производству шихты для получения стеклянных светоотражающих сферических материалов (стеклометаллических микрошариков) и может быть использовано в строительстве дорог, электронике, биотехнологии, а также в ювелирной промышленности.The invention relates to the development and production of a batch for obtaining glass reflective spherical materials (glass-metal microspheres) and can be used in road construction, electronics, biotechnology, and also in the jewelry industry.
Известны составы шихты для получения стеклянных светоотражающих сферических материалов (стеклометаллических микрошариков), недостатком которых является низкое качество готового продукта.The compositions of the batch for obtaining glass reflective spherical materials (glass-metal microspheres) are known, the disadvantage of which is the low quality of the finished product.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является состав шихты для получения стеклометаллических микрошариков, описанный в патенте (Патент РФ №2455118), который включает металлический компонент из меди и алюминия в виде проволоки, измельченное стекло и связующую добавку. Недостатком данного состава является низкое качество готового продукта.The closest technical solution adopted as a prototype is the composition of the batch for obtaining glass-metal microspheres, described in the patent (Patent of the Russian Federation No. 2455118), which includes a metal component of copper and aluminum in the form of wire, crushed glass and a binding additive. The disadvantage of this composition is the low quality of the finished product.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в улучшении показателей качества светоотражающих сферических материалов (стеклометаллических микрошариков).The technical result of the proposed invention consists in improving the quality indicators of reflective spherical materials (glass-metal microspheres).
Технический результат достигается тем, что шихта для получения стеклянных светоотражающих сферических материалов включает металлический и стеклосодержащий компоненты, причем в качестве металлического компонента используют порошок алюминия, а в качестве стеклосодержащего компонента - тонкодисперсный порошок стеклобоя при соотношении 1:3 вес. ч. соответственно, кроме того, смесь дополнительно содержит воду до влажности 7-9%.The technical result is achieved in that the batch for obtaining glass reflective spherical materials includes metallic and glass-containing components, wherein aluminum powder is used as the metallic component, and finely dispersed glass cullet powder is used as the glass-containing component in a ratio of 1:3 parts by weight, respectively, in addition, the mixture additionally contains water to a humidity of 7-9%.
Предложенная шихта отличается от прототипа тем, что в качестве металлического компонента используют порошок алюминия, а в качестве стеклосодержащего компонента - тонкодисперсный порошок стеклобоя при соотношении 1:3 вес. ч. соответственно, кроме того, смесь дополнительно содержит воду до влажности 7-9%. The proposed batch differs from the prototype in that aluminum powder is used as the metal component, and finely dispersed cullet powder is used as the glass-containing component in a ratio of 1:3 parts by weight, respectively; in addition, the mixture additionally contains water to a humidity of 7-9%.
Сопоставительный анализ предлагаемого и известного способов представлен в таблице 1.A comparative analysis of the proposed and known methods is presented in Table 1.
Таблица 1Table 1
Сопоставительный анализ известного и предлагаемого способов и показателей качестваComparative analysis of the known and proposed methods and quality indicators
(Патент РФ №2455118
«Стеклометаллические микрошарики и способ их получения»)Well-known raw material mixture,
(Patent of the Russian Federation No. 2455118
"Glass-metal microspheres and the method for their production")
Смешение стеклопорошка со связующей добавкой в соотношении 10:1 и совместное измельчение
Нанесение пасты стеклопорошка со связующей добавкой на поверхность металлической проволоки с последующей сушкой
Распыление стержней в плазменной горелке
Получение стеклометаллических микрошариков ∅ 0,3-1,1 ммThe raw material mixture consists of a metal component of copper and aluminum in the form of wire, crushed glass, and a binding additive.
Mixing glass powder with a binding additive in a ratio of 10:1 and grinding together
Application of glass powder paste with a binding additive to the surface of a metal wire, followed by drying
Spraying rods in a plasma torch
Production of glass-metal microspheres ∅ 0.3-1.1 mm
Смешение компонентов смеси и усреднение
Гранулирование шихты до размера
гранул 2-4 мм
Плавление шихты в плазменной горелке с образованием сферических расплавленных частиц
Получение стеклометаллических микрошариков
∅ 0,4-3.0 ммThe raw material mixture consists of aluminum powder and finely dispersed broken glass powder in a ratio of 1:3, respectively.
Mixing of mixture components and averaging
Granulation of the batch to the size
granules 2-4 mm
Melting of the charge in a plasma torch with the formation of spherical molten particles
Obtaining glass-metal microspheres
∅ 0.4-3.0 mm
72-75%Diffuse reflectance coefficient
72-75%
8-10%Percentage of defects
8-10%
1,4%Percentage of defects
1.4%
Как видно из таблицы 1, в прототипе при вводе в плазменную горелку стержней на основе металлической проволоки и пасты из молотого стекла и связующей добавки происходит интенсивное плавление композита, что способствует образованию до 10% брака в виде «корольков», характеристики известной из литературных источников, в частности Демиденко, Л.М. Высокоогнеупорные композиционные покрытия: монография. - М.: Металлургия, 1979. - 216 с. Кроме того, известная сырьевая смесь и технология получения стеклометаллических микрошариков (прототип, Патент РФ №2455118) не позволяет равномерного распределения частиц металла в расплаве стекла, что снижает по сравнению с предлагаемой технологией показатели качества готовой продукции. В предлагаемой технологии в процессе подготовки гранулированной шихты происходит равномерное распределение частиц металла по всему объёму, что повышает коэффициент диффузного отражения до 84% и, как следствие, увеличивает показатели качества стеклометаллических микрошариков.As can be seen from Table 1, in the prototype, when rods based on metal wire and ground glass paste and a binding additive are introduced into the plasma torch, intensive melting of the composite occurs, which contributes to the formation of up to 10% of defects in the form of "beads", a characteristic known from literary sources, in particular Demidenko, L.M. Highly refractory composite coatings: monograph. - M .: Metallurgy, 1979. - 216 p. In addition, the known raw material mixture and technology for producing glass-metal microspheres (prototype, Russian Federation Patent No. 2455118) does not allow for uniform distribution of metal particles in the glass melt, which reduces the quality indicators of the finished product compared to the proposed technology. In the proposed technology, during the preparation of the granulated batch, metal particles are uniformly distributed throughout the volume, which increases the diffuse reflection coefficient to 84% and, as a result, increases the quality indicators of the glass-metal microspheres.
Характеристика компонентовCharacteristics of components
1. Бой листового стекла следующего химического состава (масс.%): SiO2 - 72,0; Na2O - 14,5; CaO - 6,8; Al2O3 - 3,2; MgO - 3,4; Fe2O3 - 0,05; SO3 - 0,5.1. Crushed sheet glass of the following chemical composition (mass%): SiO2 - 72.0 ; Na2O - 14.5; CaO - 6.8; Al2O3 - 3.2; MgO - 3.4; Fe2O3 - 0.05 ; SO3 - 0.5.
2. Порошок алюминиевый (ГОСТ - 6058-2022).2. Aluminum powder (GOST - 6058-2022).
3. Вода (ГОСТ 17.1.1.04-80).3. Water (GOST 17.1.1.04-80).
Порошок алюминия 25% и тонкодисперсный порошок стекла влажностью 7-9% усредняли в смесителе при в течение 10 минут. Шихту гранулировали в лабораторном грануляторе с получением гранул 2-4 мм. Гранулы помещали в порошковый питатель электродугового плазмотрона УПУ-8м. Зажигали дугу и подавали в плазменную горелку плазмообразующий газ аргон и шихту с расходом 3,5 г/с.Aluminum powder 25% and finely dispersed glass powder with a humidity of 7-9% were averaged in a mixer for 10 minutes. The charge was granulated in a laboratory granulator to obtain granules of 2-4 mm. The granules were placed in a powder feeder of an electric arc plasma torch UPU-8m. The arc was ignited and the plasma-forming gas argon and charge were fed into the plasma torch at a flow rate of 3.5 g/s.
В плазменной горелке со средней массовой температурой плазменного факела 6500°С происходит мгновенное плавление шихты с образованием сферических расплавленных частиц. Под действием отходящего плазмообразующего газа аргона частицы трансформировались в зону накопителя, где охлаждались и накапливались в приемном сборнике.In a plasma torch with an average mass temperature of the plasma torch of 6500°C, instantaneous melting of the charge occurs with the formation of spherical molten particles. Under the influence of the outgoing plasma-forming gas argon, the particles were transformed into the accumulator zone, where they were cooled and accumulated in the receiving collector.
Затем производился анализ полученных образцов. Результаты исследований представлены в таблице 2.The obtained samples were then analyzed. The results of the studies are presented in Table 2.
Таблица 2Table 2
Качественные характеристики полученных образцов стеклометаллических микрошариковQualitative characteristics of the obtained samples of glass-metal microspheres
Количество идеально сферических частиц стеклометаллических микрошариков размером 0,4-3 мм мкм составили 98,6%.The amount of perfectly spherical particles of glass-metal microspheres with a size of 0.4-3 mm µm was 98.6%.
Коэффициент диффузного отражения, проводимый на приборе ПОС-1 по стандартной методике, составил 84%.The diffuse reflection coefficient, carried out on the POS-1 device using the standard method, was 84%.
ПримерExample
Порошок алюминия 0,25 кг и тонкоизмельченный в шаровой мельнице порошок стекла 0,75 кг увлажняли до 6%, усредняли в лабораторном смесителе в течение 10 минут. Шихту гранулировали в лабораторном грануляторе до получения гранул 2-4 мм. Гранулы помещали в порошковый питатель электродугового плазмотрона УПУ-8м. Зажигали дугу и подавали в плазменную горелку плазмообразующий газ аргон и шихту с расходом 3,5 г/с.Aluminum powder 0.25 kg and glass powder finely ground in a ball mill 0.75 kg were moistened to 6%, averaged in a laboratory mixer for 10 minutes. The charge was granulated in a laboratory granulator to obtain granules of 2-4 mm. Granules were placed in a powder feeder of the electric arc plasma torch UPU-8m. The arc was ignited and plasma-forming gas argon and charge were fed into the plasma torch at a flow rate of 3.5 g/s.
В плазменной горелке со средней массовой температурой плазменного факела 6500°С происходило мгновенное плавление шихты с образованием сферических расплавленных частиц. Под действием отходящего плазмообразующего газа аргона частицы трансформировались в зону накопителя, где охлаждались и накапливались в сборнике.In a plasma torch with an average mass temperature of the plasma torch of 6500°C, instantaneous melting of the charge occurred with the formation of spherical molten particles. Under the influence of the outgoing plasma-forming gas argon, the particles were transformed into the accumulator zone, where they were cooled and accumulated in the collector.
Количество идеальных сферических частиц стеклометаллических микрошариков размером 0,4-30 мм составили 98,6%, количество брака – 1,4%.The number of ideal spherical particles of glass-metal microspheres measuring 0.4-30 mm was 98.6%, the number of defects was 1.4%.
Коэффициент диффузного отражения, проводимый на приборе ПОС-1 по стандартной методике, составил 84%.The diffuse reflection coefficient, carried out on the POS-1 device using the standard method, was 84%.
Таким образом, при разработанном составе шихты для получения стеклометаллических микрошариков были получены стеклометаллические микрошарики высокого качества, с низким количеством брака, без использования каких-либо дополнительных связующих компонентов. Thus, with the developed composition of the batch for obtaining glass-metal microspheres, high-quality glass-metal microspheres were obtained, with a low amount of defects, without the use of any additional binding components.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2832900C1 true RU2832900C1 (en) | 2025-01-09 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2513071C2 (en) * | 2012-08-13 | 2014-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Mixture for making composite microspheres and method for production thereof |
| RU2542066C1 (en) * | 2013-12-12 | 2015-02-20 | Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Composition of charge for obtaining composite glass-metal microballs |
| RU2595074C2 (en) * | 2015-01-20 | 2016-08-20 | Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Method for producing decorative coatings on glass kremnezite |
| RU2749769C1 (en) * | 2020-12-25 | 2021-06-16 | Автономная некоммерческая организация высшего образования «Белгородский университет кооперации, экономики и права» | Method for producing glass reflective spherical materials |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2513071C2 (en) * | 2012-08-13 | 2014-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Mixture for making composite microspheres and method for production thereof |
| RU2542066C1 (en) * | 2013-12-12 | 2015-02-20 | Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Composition of charge for obtaining composite glass-metal microballs |
| RU2595074C2 (en) * | 2015-01-20 | 2016-08-20 | Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Method for producing decorative coatings on glass kremnezite |
| RU2749769C1 (en) * | 2020-12-25 | 2021-06-16 | Автономная некоммерческая организация высшего образования «Белгородский университет кооперации, экономики и права» | Method for producing glass reflective spherical materials |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КРОХИН В.П. и др. Синтез алюмоиттриевых стекол и минералов, "Стекло и керамика", 1997. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4983550A (en) | Hollow glass spheres | |
| US4336338A (en) | Hollow microspheres of silica glass and method of manufacture | |
| US4767726A (en) | Glass microbubbles | |
| US5217928A (en) | Hollow glass spheres | |
| JP2926164B2 (en) | Novel glass bubble with low alkali elution and glass frit composition therefor | |
| US4313747A (en) | Process for making glass with agglomerated refining agents | |
| RU2832900C1 (en) | Charge for producing glass light-reflecting spherical materials | |
| US7708935B2 (en) | Float bath bottom refractory brick and process for its production | |
| DE69306169T2 (en) | Process for producing a refractory sintered silica glass article | |
| US2600525A (en) | Cellular glass of increased durability | |
| CA1232759A (en) | Method for forming compacted bodies of glassmaking raw materials | |
| CN1540011A (en) | Lowmelting intermadiate alloy of copper and phosphor base and preparation method | |
| RU2805240C1 (en) | Charge for producing glass-metal microballoons | |
| CN114349333A (en) | Binder, high-aluminosilicate glass, and preparation method and application thereof | |
| RU2798526C1 (en) | Charge for producing glass-metal beads | |
| EP4488241A1 (en) | Opaque quartz glass and production method therefor | |
| RU2833256C1 (en) | Method of producing glass microspheres | |
| US4395291A (en) | Process for making non-dusting high lead oxide-low silica additive | |
| US3623897A (en) | Novel foamable glass compositions comprising copper | |
| US4339254A (en) | Glass manufacture employing a silicon carbide refining agent | |
| RU2285680C2 (en) | Heat-insulating composition | |
| JPS6168349A (en) | Wear resistant glass bead | |
| RU2832897C1 (en) | Mixture for producing glass microspheres | |
| CN117222603A (en) | Method for manufacturing E-glass fibers from unprocessed mineral materials | |
| RU2081860C1 (en) | Method for preparing gas-generating agent used to make porous cellular concrete mixes |