[go: up one dir, main page]

RU2832900C1 - Charge for producing glass light-reflecting spherical materials - Google Patents

Charge for producing glass light-reflecting spherical materials Download PDF

Info

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
Application number
RU2024115380A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Василий Степанович Бессмертный
Наталья Михайловна Здоренко
Ираида Алексеевна Изотова
Александр Игоревич Казачек
Original Assignee
Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права"
Filing date
Publication date
Application filed by Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" filed Critical Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права"
Application granted granted Critical
Publication of RU2832900C1 publication Critical patent/RU2832900C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: proposed invention relates to development and production of mixture for obtaining glass light-reflecting spherical materials (glass-metal microspheres) and can be used in road construction, electronics, biotechnology, as well as in jewellery industry. Mixture for producing glass light-reflecting spherical materials includes metal and glass-containing components. Aluminium powder is used as metal component. Glass-containing component is represented by finely dispersed scrap glass powder at ratio of 1:3 wt.pts. respectively, the mixture additionally contains water to moisture content of 7-9%.
EFFECT: improved quality of light-reflecting spherical materials (glass-metal microspheres).
1 cl, 2 tbl, 1 ex

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

Известная сырьевая смесь,
(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")
Предлагаемая сырьевая смесьThe proposed raw material mixture
Сырьевая смесь состоит из металлического компонента из меди и алюминия в виде проволоки, измельченного стекла, связующей добавки

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 мм
The 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
Сырьевая смесь состоит из порошка алюминия и тонкодисперсного порошка стеклобоя при соотношении 1:3 соответственно

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 мм
The 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
Коэффициент диффузного отражения
72-75%
Diffuse reflectance coefficient
72-75%
Коэффициент диффузного отражения 84%Diffuse reflectance coefficient 84%
Процент брака
8-10%
Percentage of defects
8-10%
Процент брака
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

Соотношение порошка меди и стеклобоя, %Ratio of copper powder to cullet, % Коэффициент диффузного отражения (КДО), %Diffuse reflectance coefficient (DRC), % Процент брака, %Percentage of defects, % алюминийaluminum стеклобойbroken glass 3535 6565 7878 2,32,3 25*25* 75*75* 84*84* 1,4*1.4* 2020 8080 7979 2,62.6 * - оптимальный вариант* - the best option

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)

Шихта для получения стеклянных светоотражающих сферических материалов, включающая металлический и стеклосодержащий компоненты, отличающаяся 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%.A charge for obtaining glass reflective spherical materials, including metallic and glass-containing components, characterized in that 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 moisture content of 7-9%.
RU2024115380A 2024-06-05 Charge for producing glass light-reflecting spherical materials RU2832900C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2832900C1 true RU2832900C1 (en) 2025-01-09

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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