CS210047B1 - Machinable glass crystallic substance containing the the mica - Google Patents
Machinable glass crystallic substance containing the the mica Download PDFInfo
- Publication number
- CS210047B1 CS210047B1 CS333576A CS333576A CS210047B1 CS 210047 B1 CS210047 B1 CS 210047B1 CS 333576 A CS333576 A CS 333576A CS 333576 A CS333576 A CS 333576A CS 210047 B1 CS210047 B1 CS 210047B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- crystalline
- oxide
- glass
- mica
- strength
- Prior art date
Links
- 239000010445 mica Substances 0.000 title claims description 12
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 title claims description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 title abstract description 36
- 239000000126 substance Substances 0.000 title description 8
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 4
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 21
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 19
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 13
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000002585 base Substances 0.000 description 5
- 239000006121 base glass Substances 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- WSNJABVSHLCCOX-UHFFFAOYSA-J trilithium;trimagnesium;trisodium;dioxido(oxo)silane;tetrafluoride Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[F-].[F-].[F-].[F-].[Na+].[Na+].[Na+].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O WSNJABVSHLCCOX-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052626 biotite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 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 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003573 SiAlFe Inorganic materials 0.000 description 1
- CIAXFBVXQWOYPA-UHFFFAOYSA-N [C].[K] Chemical compound [C].[K] CIAXFBVXQWOYPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 229940062993 ferrous oxalate Drugs 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000006066 glass batch Substances 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- OWZIYWAUNZMLRT-UHFFFAOYSA-L iron(2+);oxalate Chemical compound [Fe+2].[O-]C(=O)C([O-])=O OWZIYWAUNZMLRT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000005296 rasotherm Substances 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/16—Halogen containing crystalline phase
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
Vynález se týká strojně obrobitelné skelně krystalické hmoty obsahující slídu s odstupňovanou obrobítelností a pevností. Volba složení základních skel pro tyto skelně krystalické hmoty umožňuje, že nestejným dodatečným tepelným zpracováním lze pevnost a obrobítelnost skelně krystalických hmot upravit na žádané hodnoty plynule v širokém rozmezí.
Je známé, že základní .skla pro výrobu třískově obrob itelných skelně krystalických hmot mají složení spočívající na so us tavách
R2O-MgO-R2O3-SÍO7-F RO-MgO-A1203-Si 02~F R2O-MgO-Sí02-F přičemž
R 2 0 značí N a2 0, К O, R b 2 O nebo C s 2 O RO značí SrO nebo BaO «1 R2O3 značí Α12θ3 nebo B2O3
Při tepelném zpracování vzorků skel tohoto složení se vylučuje krystalická fáze fluorovaných slíd, která má podobné složení jako flogopity, vyskytující se v přírodě. Obecný vzorec těchto fluorových slíd je x0.5-I-2~3Z4°10F2 >
| přičemž X, Y | a Σ'. | jsou kationty, | její chž po- |
| loměry mohou | mít | tyto hodnoty | |
| X = | 1 ,0 | až 1,6 . 10~10 | rn, |
| Y « | 0,6 | až 0,9 . 10“10 | m a |
| 2 - | 0,3 | až 0,5 . 101ΰ | m. |
Sklářské kmeny tohoto složení musí být taveny a zpracovány za vysokých teplot a výrobu skelně krystalické hmoty z nich lze provádět jen velmi nákladně opětným zahříváním. Byly proto vyvinuty skelně krystalické hmoty na basi sklářských kmenů, které mají takové složení, že jejích tavení a zpracování probíhá za nižších teplot a při výrobě skelně krystalické hmoty z nich není zapotřebí provádět výše uvedené nákladné temporování. Nedostatkem těchto skelně krystalických hmot je však to, že nelze při výrobě odstupňovat jejich vlastnosti v tomto širokém rozmezí, jako vlastnosti kovových materiálů. Dosud známé skelně krystalické hmoty neumožňují splnění tohoto požadavku v dostatečné míře.
Je již známé, že lze ob rob iteInost skelně krystalických hmot zlepšit zvýšením obsahu kysličníku boritého v základním skle. Naopak je známé, že se strojní ob rob itelnost skelně krystalických hmot zhoršuje zvýšením obsahu kysličníků alkalických kovů v základním skle a že lze i jinými přísadami změnit vlastnosti skelně krystalické hmoty.
Dále je známé, že strojní ob rob ite lnost je v příčinné souvislosti s vylučováním krystalů fluorových slíd, к némuž dochází zejména při teplotách mezi 1 050 °C až 1 200 °C, takže je při výrobě skelně krystalických hmot nutné přivést skla ke krystal i sací za těchto teplot.
Všechny tyto známé návrhy sledují cíl, vyrobit skelně krystalické hmoty, které jsou co nejlépe, strojně obrobitelné. V žádném případě nebyl však vyvinut způsob, který by umožňoval výrobu mnoha variant skelně krystalických hmot s různými mechanickými vlastnostmi. Dosud navržené možnosti měnění určitých vlastností skelně krystalických hmot měněním složení základních skel použitých к jejich výrobě, nestačí к tomu, aby byly vyvinuty skelně krystalické hmoty plně nahrazující různé kovy. К tomu je zapotřebí skelně krystalických hmot, jejichž hodnoty pevnosti a obrobítelností jsou odstupňovány v širokých mezích.
Technickým problémem, který řeší předložený vynález, je proto vyvinutí skelně krystalické hmoty s odstupňovanými hodnotami pevností a obrob itelnosti a současně zlepšení jejich strojní obrobítelnosti měněním j ej ich složení.
Výše uvedené nevýhody jsou podle předloženého vynálezu odstraněny vyrobením strojně obrobitelné a slídu obsahující skelně krystalí.čké hmoty s odstupňovanými hodnotami obrobítelností a pevností. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tato hmota sestává z kysličníku hlinitého o hmotnostní koncentraci v rozmetl 10 až 25 2, kysličníku draselného o hmotnostní koncentraci v rozmezí 5 až 17 2, fluoru o hmotnostní koncentraci v rozmezí 1 až 15 % a z kysličníku hořečnatého a/nebo kysličníku železnatého v hmotnostní koncentraci v rozmezí 5 až 22 2, přičemž maximální hmotnostní koncentrace kysličníku hořečnatého je 15 Z. Spolu s těmito složkami obsahuje hmota kysličník křemičitý o hmotnostní koncentraci v rozmezí 35 až 65 Dalším znakem předloženého vynálezu je, že strojně obrobitelná skelně krystalická hmota výhodně obsahuje kysličník sodný a/nebo kysličník draselný v hmotnostní koncentraci maximálně 1 5 70 , přičemž obsah kysličníku sodného je v rozmezí stopy až 10 Z a případně obsahuje kysličník lithný v hmotnostní koncentraci v rozmezí stopy až 5 % a/nebo kysličník titaničitý v hmotnostní koncentraci v7 rozmezí stopy až 2 Z a kysličník manganatý v hmotnostní koncentraci v rozmezí stopy až 3 % a/nebo kysličník železitý v hmotnostní koncentraci v rozmezí stopy až 9 7o.
Bylo zjištěno, že nahradí-li se ve shora uvedené směsi až 15 % kysličníku Železnatého ekvivalentním množstvím kysličníku hořečnatého, zlepší se tím strojní obrobitelnost a dosáhne se tím vetší možnosti měnit hodnoty obrob ite1 nosti a pevnosti vyrobené skelně krystalické hmoty. Také je možné při zachování výhodných vlastností skelně krystalické hmoty nahradit v základním skle až 15 Z kysličníku hlinitého lacinější složkou kysličníkem železítým. Dobré chemické a fyzikální vlastnosti skelně krystalické hmoty se tím nijak podstatně nezmění, přičemž se podporuje vylučování krystalické fáze vrstevnatých křemičitanů, které podmiňují strojní obrobítelnost, takže lze jíž dostatečně zpomaleným ochla-, zováním z taveniny dosáhnout vytvoření vrstevnaté krystalické struktury skla, výhodné pro strojní ob rob iteInost. Kromě toho lze zachovat výhodné tavící a zpracovací teploty pro tato skla.
Přidání kysličníku hořečnatého snižuje soustavně krystalisační tendenci tavenin obsahujících kysličník železnatý, Čímž je umožněno řídit průběh кrystalisасе. Působení kysličníku hořečnatého v soustavě
R20-/MgO,Fe0/-/Al203,Fe2O3/-SiO9-F spočívá jednak na tvorbě jemně lístkových, navzájem zesítěných biotitů obecného vzorce /K,Na//MgFe/3/SiAlFe/4O1oF2 kde kationty Mg2+, mající stejný poloměr jako kationty Fe2+, zaujímají polohu těchto kationtů v oktaedrických mezerách mezi tetraedrickými vrstvami. Kromě toho zvyšuje přidání kysličníku hořečnatého viskositu základních skel. Tím způsobené zvýšení aktivační energie pro vylučování krystalů znemožňuje příliš rychlou talizaci , která je příznačná pro skla, obsahující kysličník žzlzzeatý, takže kryataliaační proces je lépe ovladatelný.
Na tomto působeni kysličníku horečnatého spočívá způsob výroby skelně krystalických hmot podle vynálezu, který se provádí řízeným ochlazováním pro vyykysstaisováni taveniny skla, pří němž se tavenina udržuje po dobu 0,5 až 3 hodiny v oblasti teplot mezi 1 050 až 850 dC.
Je známé, že na obrobitennost a pevnost skelně krystaickkých hmot má vliv velikost krystalů slídy, poměr jejich průměru ktlouštce, na němž závisí stupeň zesítění a pom^r hrnuty krystalů slídy ke hmotě zbývající struktury skla. Strukturu skelně krystalické a tím i její ob rol) btelnost a pevnost lze proto menét změnou průběhu ochlazování v předepsaných mezích.
Průběh ochlazování je nutné vooit s ohledem na žádané mechanické vlastno o s i.. Průběh závisí nimo jiné na poměru FeO:MgO ve skle, lze jej však ovlivnit také přidáním segregačnícU složek, nap p í.kl ad kyssičníku l^hného. Přidáním až 5 · Umotnotsi kysličníku l-ainého do. základního skla lze dosáhnout toho, že se ’ žádaná struktura skelně krystalické hmoty vytvoří rychUezi.
Jeden z výhodných způsobů provádění výroby strojně obrobbtelných skelně krystalických hmot podle vynálezu s pouužtím skla schopného krystalime, ochlazeného nejméně do oblasti ' transformační teploty, spočívá v jednosuupňovém nebo dvoustupňovém řízeném tepelném zpracování. .
Odstupňování hodnot obsotSteletsti vyráběných skelně krystalických maateiálů se provádí tak, že se těleso ze skla, schopného termické krystalisace, které bylo ochlazeno nejméně do (^bassí transformační teploty, podrobí podle volby buň jeSntstupňovému ·nebo dvoustupňovému ' řízenému tepelnému zpracování za účelem krystalisace.
Při jeSetatupňo>vém tepelném zpracování se těleso zahřeje z Zbašti transformační teploty гу^^з^ 0,5 až 10 °C/min na teplotu v Шл. 950 až 1 030 °C, ponechá se při této teplotě po dobu 1 až 8 hodin a pak se ochladí na teplotu mísSnotSí. Při tom bylo zjištěno, že se při malých rychlostech ohřevu zlepší zejména mechanécká pevnost skelně krystalické hmooy, zatímco pří větších rychlostech ohřevu základních skel dochází ke zlepšení strojní obboobie1ícosí, takže volbou určitých rychlostí ohřevu lze dosáhnout žádaného odstupňování vlastností.
Při ponužií dvoustupňového řízeného tepelného zpracováni skla, které je schopné termické krystalisace a bylo ochlazeno nejméně do ^bassí transformační teploty, se toto sklo zahřeje řízeným ohřevem na teplotu v ob^s í. 700 'až 920 °C, ponechá se na této teplotě 1 až 8 Uodde, pak se řízzenym ohřevem dále zahřeje na teplotu ,v ob basti 950 až 1 030 °C, ponechá se pří této teplotě po dobu 1 až 8 hodin a potom·se ochladí na teplotu míssnoost. Při tomto způsobu řízeného dvoustupňového tepelného zpracování lze vhodnou volbou teplot ohřevu, a dob jejich udržování rovněž dosáhnout žádaného odstupňování vlhsteoosí. Bylo zjištěno, že se prodloužením doby udržování teplot v oblasti 700 až 920 °C zvýší zejména mechaněcká pevnost skelně krystalické Umooy.
Jak pouužtím jednostupňového, tak pouužtím dvoustupňového řízeného tepelného zpracování lze vyrábět řadu skelně krystalických Umot s odstupňovanou mechanickou pevnoosí a obboobieZooosi, přičemž zvýšení mechanické pevno o si j*z vždy spojeno se zhoršením strojní obboobieleoosi.
Způsob výroby, jímž lze získat strojně obbobbtzlné skelně krystalické hmoty s šibokým rozmezím odstupňovaných hodnot mechanické pevnoosí a obsotStzlitsti spočívá na objevu, že tvorba slídové krys falcké fáze není vázána na vylučování sejlaitu MgF£, jako zárodku krystalásacz a že tedy pro tvorbu krystalů fluorových slíd nebo biotítu není zapoořzbí přednostního vylučování seZlaitu jako zárodku. Tento objev byl jednoznačně potvrzen elektoonovou mikboskoopi a reitgenžgrafckým vyšetřením. Samoořejmě je vylučováni sejlaitu vázáno na ρřítomntst Cysličoíku horečnatého MgO ve skle podle vynálezu, přičemž příoomnost kysličníku železnatéUt ve skle · není pro toto vylučování nutná, takže •vylučování probíhá i za úplné nepříoomeoosi kysličníku železnatéUt.
U s ke lnň . krystalek ýcU maateiálů složení podle vynálezu, tЪsaaujj.cícU kysSičiík hořečnatý, bylo zjištěno, že zejména · při říenném tepelném zpractváni, prováděném nízkou oychUtssí ohřevu 0,5 až 3 °C/min, stoupá obsah sejlaitu s ClesaJíií rychltssí ohřevu. Totéž bylo zíišěёot pro prodloužení doby udržování teploty v Zbašti 700 až 920 °C během dvoustupňového tepelného zpracování. Vzhledem k tomu, Že v·obou případech mechanická pevnost skelně CrystalickýcU hmot stoupá, jz nutné předppokádat, že vylučování sejlaitu přímo souvisí s žádaným odstupňováním této vlhstiotsi. Dále bylo zjištěno, že sejlait má přímý vliv nejen na technickou pe^i^ť^os, alz i na obrooStZlitat skelně krystalických Umou Vylučováním sejlaitu ve sklz se snižuje m^nožst^ií · volných iontů Mg2+ a F” ktzré jsou nezbytné pro vytvořz ní· a sta^bli^saci krystalů slídy a botítu. Kromě toho se zmenšením obsahu fluoru · ve zbytkové skleněné fázi zvyšuje viskosita a tm také aktivační energie pro vylučování dalších koysthOovýcU fází, v daném · případě pro vylučování fluorových slíd. Těmito činiteli je při vylučování sejlaitu způsobeno zmenšení růstu krystalů slídy a vylučování křemičitanů s vrstevni vazbou, j*ejícUž krystaly jsou tím menš, čím větší jz Conceníoace seZlaitu. Zmenšení velikosti těchto krystalů vede ke zvýšení mechanické pevnoosi za cenu toho, že se zhoršuje strojní ob roblnlo o s , aniž by vsak tato vlastnost byla úplně ztracena. Je · tedy možné vylučováním zcela určitých konect^rací sejlaitu upravovat pevnost a obrobitelotst skelně krystalckých hmot na žádané hodne^y, a to plynule a v Širokých meeích.
Tímto způsobem lze za základních skel vyrobbt pouhou volbou řízeného tepelného zpracování každý mezistupeň mezi skelně krystalickou h^ot:ov, která má výbornou <эЬьоobielooos , ale mechanickou · pevnost pouze obvyklých technických skel, a skelně krystalickou Umooou, která má vysokou pevnoos, alz jz obstoobrnlná jen speciálními nástcji. Tím lzz získat Široký výběr skelně krystalických hmot s odstupňovanými vlastnostmi. Vyrobené strojně obhohbízlié skelně krystalické hmoty o složení podle vynálezu ma í dobrou chemickou stálost a ve srovnání s obyčejným sklem mají podstatně větší pevnost v·lomu ohybem a poměrně malý souuinítel teplotní roztažnoosí. Výhodou proti doznámému stavu ^^nity jz ío, že jnjicu meehanické vlhatiotsí, zejména mechanick.ápevnost se strojní obrobie Žnout, jsou v šibokýcU mezích odstupňovaaelné, čímž se podstatně zvyšuje pouUžtelitsí těchto skelně krystalckých hmot jako náhradního maateiálu msto kovů, .
Příklady pooaed^l^ií vynálezu jsou objasněny v připojených tabulkách. Tabulky 1 a 2 udávahí ve hrnoUn^ηί ^η«η^^ chemické složení některých vybraných základních skel, s
z nichž lze vyrobit skeLně krystalické hmoty podle vynálezu s odstupňovanou strojní obrobítelností a mechanickou pevností. Jednotlivé složky byly vneseny do sklářského kmene v podobě kysličníků nebo uhličitanů, s výjimkou fluoru, který byl vnesen jako fluorid hlinitý nebo fluorid hořečnntý a s výjimkou kysličníku železnatého, který byl vnesen ve formě štavelanu železnatého. Přitom je nutné mít na zřeteli, že se pří vnesení železa do vsázky ustálí obvykle určitý rovnovážný poměr kysličníku železnatého a železítého, že však při podmínkách tavby,, zvolených podle vynálezu, nebylo tohoto rovnovážného stavu dosaženo, takže poměr kysličníku železnatého a železítého byl posunut směrem к původnímu stupni oxidace vneseného železa. To bylo prokázáno rozborem skla.
Tabulky 3 a 4 ukazují, jak dalece lze vlastnosti skelně krystalických hmot podle vynálezu modifikovat měněním dodatečného tepelného zpracování nebo změnou podmínek ochlazování.
Pevnost v lomu ohybem byla měřena vždy na 25 pečlivě chlazených tyčinkách o průměru 3 aŽ 5 mm a délce 60 mm. Obdobně jako při způsobech zkoušení skel bylo zjištěno rovnoměrné poškození povrchu tím, že zkušební tyčinky byly zpracovávány v omíla cím bubnu karbidem křemíku o zrnitosti 0,06 až 0,10 mm po dobu 30 minut při frekvenci otáčení 50 min“’. Tyto tyčinky byly potom lámány na tříbodové podložce se vzdáleností břitů 50 mm. Časový gradient zatížení byl konstantně 2 Ns’1. Takto stanovená mez pevnosti v lomu ohybem byla v rozmezí 120 až 280 MPa. Pro porovnání byla měřena za stejných podmínek mez pevnosti v lomu ohybem u tyčinek ze skla Rasotherm”, přičemž naměřená hodnota byla 80 MPa.
Chemická odolnost, vyjádřená začleněním do hydrolytických a vyluhovacích tříd, byla stanovena podle norem platných pro zkoušky technického skla. Z těchto měření vyplynulo, že skelně krystalické hmoty podle předloženého vynálezu mají hmotnostní ztráty nad 250 mg.dm“^ a patří většinou do vyluhovací třídy 2, zatímco spotřeba kyseliny je 0,1 ml,g~1 při použití 0,01 N roztoku kyseliny chlorovodíkové, takže většinou patří do hydrolytické třídy 1. Mají tedy dobrou až velmi dobrou chemickou odolnost.
Lineární součinitel teplotní roztažnosti byl měřen optickým dilatometrem a pro skelně krystalické hmoty podle předloženého vynálezu byly v oblasti teplot od 200 °C .do 500 °C naměřeny s nemnoha výjimkami hodnoty mezi 50.10“' až 70.10? K“1.
Tabulka 1
Složení základních skel
Číslo skla
| Složka 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| SÍO2 | 55,9 | 56,0 | 56,3 | 50,4 | 49,7 | 54,6 | 56,0 | 49,0 |
| А120з | 15,6 | 15,1 | 10,3 | 16,1 | 1 1 ,2 | 12,0 | 14,3 | 17,1 |
| MgO | 12,2 | 12,5 | 10,8 | - | 10,8 | - | 11,5 | - |
| FeO | - | 3,0 | 0,6 | 14,1 | 2,0 | 16,3 | 0,8 | 15,8 |
| FeaOq | 2,3 | - | 5,0 | 5,2 | 7,6 | 3,0 | 6 ,0 | 5,0 |
| I^O | 17,0 | 6,0 | 6,7 | 8,0 | 12,2 | 8,0 | 6,8 | 4,1 |
| NaoO | - | 1 >0 | - | - | - | - | - | 4,2 |
| F 2 | 7,0 | 5,2 | 10,3 | 5,2 | 6,5 | 6,1 | 4,6 | 4,8 |
| Li20 | - | - | - | 1,0 | - | - | - | - |
| MnO | - | - | - | - | - | - | - | - |
| CaO | — | — | ||||||
| Vysvětlen í: | Čísla v | tabulce | udávají hmotnostní | koncentraci | /v Z/ | 8ložek, | uvedených v | p rvním |
sloupci tabulky
Tabulka 2
Složení základních skel /pokračování/
Číslo skla
| Složka | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| S iO2 AI2O3 MgO | 53,6 | 61,4 | 54,6 | 38,2 | 40,1 | 53,0 | 58,1 | 53,0 | 57,8 |
| 14,0 5,5 | 11,8 | 17,6 10,0 | 24,8 | 22,0 | 16,8 8,2 | 1 1 ,5 12,6 | 10,1 1 1 ,8 | 18,6 9,3 | |
| FeO | 11,1 | 7,5 | 3,0 | 16,3 | 1 7 ,0 | 8,4 | - | 1 ,5 | 1 , 1 0,2 6,6 |
| Fe 2О3 κ2ο | 2.5 6.5 | 0,5 4,5 | 0,8 6,6 | 2,2 2,0 | 1 ,2 8,7 | 1,5 6 ,0 | 2,8 7,4 | 8,6 6,8 | |
| Na20 | 0,8 | 2,1 | - | 8,0 | 0,5 | - | - | - | — |
| F | 6,0 | 5 ,0 | 6,6 | 6,5 | 5,5 | 6,1 | 7,6 | 8,2 | 6,4 |
| L1O2 | - | 4,2 | 0,8 | 2,0 | 2,1 0,8 | — | — | ||
| MnO | - | - | - | — | |||||
| CaO | - | 1,0 | - | - | 1,0 | - | — | ||
| tío2 | - | 1,0 | - | — | 1,1 | ||||
| Vysvětlení: | Čísla v | tabulce | udáváj í | hmotnostní | koncentraci | /v 7<J složek, uvedených v | prvním |
sloupci tabulky
Tabulka 3
Vlastnosti skelně krystalikkých hmot v závislosti na tepelném zpracováni
Číslo skla
1
4
7
7
7
| Tepelné A | zpracování | ObbobiteLeott D | Pevnost E | Roztažnost F | |
| B | C | ||||
| 770 | U | 3,0 | 3 | 26,8 | 67,1 |
| 1070 | U | 3.5 | |||
| 1070 770 | U U | 3,5 3.0 | * 2 3 | 18,2 22,2 | 47,4 62,1 |
| 1070 | U | 3,5 | |||
| 770 | U | 3,0 | 2 | 19,8 | 53 ,5 |
| 1070 | U | 3,5 | |||
| 1 100 | 0 | 1 | 15,4 | 70,2 | |
| 1 100 | 0 | - | 1 | 14,7 | 48,7 |
| 1 100 | 0 | - | 1 | 17,6 | 63,7 |
| 770 | u | 3,0 | 2 | 19,7 | 67,9 |
| 1070 | u | 3,5 | |||
| 1 100 | u | 2,0 | 2 | 21,1 ‘ | 65,4 |
| 1100 | 0 | - | 1 | 49,4 | |
| 970 | u | 3,0 | 2 | ||
| 1100 | u | 2,0 | 2 | ||
| 850 | u | 2,0 | 4 | ||
| 970 | u | 3,0 | |||
| 970 | X | 4 | 24,8 | ||
| 970 | u | 3,0 |
Vysvitlivky k tabulce 3
Sloupec A: Teplota ve °C.
Sloupec B: značky maáí náásedující významy
U-udržováno na teplotě ve sloupci A po dobu uvedenou ve sloupci C 0-pom^l.u ochlazováno od teploty uvedené ve sloupci A
X-ochlazeno na teplotu uvedenou ve sloupci A rychlostí 1 °C . min“1
Sloupec C: Doba udržování teploty uvedené ve sloupci A v hodinách
Sloupec . D: obrobbtelnost ohodnocená podle stupnice
- vť^lm. dolbá
- dolbá
- dooSatečná
- needoSatečná /nbobrbbitelbott/
Sloupec E: mez pevnost v lomu ohybem vMPa . 10“' Sloupec F: ^uuinétel tepLotní roztahoeH v K1 . 10*7
Tabulka 4
Chemické vlastnosti skelně krystalických hmot
| Číslo | Ztráty | Třída | Krys Italy |
| skla | G | H K | L |
| 1 | 26 7 | 1 1 | fb /se |
| 3 | 225 | 1 2 | fb |
| 5 | 237 | 1 2 | fb/se |
| 7 | 152 | 1 2 | fb/se |
| 9 | 420 | 2 2 | fb |
| 1 1 | 330 | 1 2 | fb |
| 14 | 316 | 1 2 | fb |
| 1 5 | 238 | 1 2 | fb |
| 16 | 276 | 1 2 | fb |
| 1 7 | 310 | 1 2 | fb |
k tabulce 4:
Vysvvěleeí Sloupec G:
Sloupec H: Sloupec K: Sloupec L:
Vyluhovaní ztráty, v mg/dm‘ ^ο^υ^Μ třída Vyluhovací třída KrysSalická fáze, vyjádřené fb « se = seHa^t
Claims (3)
- P R E D M É T1. Strojně ob rob^telná skelně krystaHeká hmota obssauujcí slídu, vyгneXčjjeí se tím, že sestává z kysličníku křemičitého v htnoUneuSní Concceeraci 35 až 65 Z, СузН^ níku hlinitého v hmobneuSní ^πο^Ογχ^ 10 až 25 Z, ' fluoru v hmobnobVní koncemraci 1 až 15 Z, kysličníku draselného v hradno s toí kbnceeeraeí 5 až 17 Z a z kysličníku žeLezeatthb a/nebo Cy8liieíCu hořečnatéhoVYNÁLEZU v h^onnoSní. ^π^πο^ϊ 5 až 22 Z, přičemž maximíání hiadnosSní koncentrace kysličníku hořečnatého je 15 Z.
- 2, Strojně bbrobitllná skelně krystal^ká hmbta ub8vaujjcí slídu podle bodu 1, vyznaiujíií se tím, že obsahuje.kysličník draselný a/nebo kysličník sodný v ^^η^tni koncce0гх(:1 maximálně 15 Z, přičemž obsah kysličníku sodného- je v rozmezí stopy až 10 Z.
- 3. Strojně obrobitelná skelně krystalická hmota obsahující slídu podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím, že obsahuje kysličník lithný v hmotnostní koncentraci v rozmezí stopy až 5 Z a/nebo kysličník titaničitý v hmotnostní koncentraci v rozmezí 9topy až 2 Z a kysličník manganatý v hmotnostní koncentraci v rozmezí stopy až 3 Z a/nebo kysličník železitý v hmotnostní koncentraci v rozmezí stopy až 9 Z.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD18616775A DD122062A1 (cs) | 1975-05-21 | 1975-05-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS210047B1 true CS210047B1 (en) | 1982-01-29 |
Family
ID=5500359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS333576A CS210047B1 (en) | 1975-05-21 | 1976-05-19 | Machinable glass crystallic substance containing the the mica |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS210047B1 (cs) |
| DD (1) | DD122062A1 (cs) |
| DE (1) | DE2621440A1 (cs) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3139645A1 (de) * | 1981-10-06 | 1983-05-19 | VEB Werk für Technisches Glas, DDR 6300 Ilmenau | Zusammensetzung fuer maschinell bearbeitbare vitrokerame |
| DD218253A3 (de) * | 1982-02-26 | 1985-01-30 | Univ Schiller Jena | Maschinell bearbeitbare magnetische glaskeramik |
| US8048816B2 (en) * | 2008-05-01 | 2011-11-01 | Corning Incorporated | Colored machinable glass-ceramics |
-
1975
- 1975-05-21 DD DD18616775A patent/DD122062A1/xx unknown
-
1976
- 1976-05-14 DE DE19762621440 patent/DE2621440A1/de not_active Withdrawn
- 1976-05-19 CS CS333576A patent/CS210047B1/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD122062A1 (cs) | 1976-09-12 |
| DE2621440A1 (de) | 1976-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6778290B2 (ja) | 二ケイ酸リチウム及びβ‐スポジュメン構造を有する高強度ガラスセラミック | |
| US20220009819A1 (en) | Zircon compatible, ion exchangeble glass with high damage resistance | |
| EP0536479B1 (en) | Self-glazing lithium disilicate-containing glass-ceramics | |
| EP0205262A1 (en) | Strengthened glass articles and method for making | |
| US4192689A (en) | Ion exchange strengthening of soda-lime-silica glass | |
| US4438210A (en) | Transparent colorless glass-ceramics especially suitable for use as stove windows | |
| US3597179A (en) | Glass treatment and glass-ceramic article therefrom | |
| US20210371326A1 (en) | Glass-ceramics with high elastic modulus and hardness | |
| EP0222478A1 (en) | Glass-ceramics containing cristobalite and potassium fluorrichterite | |
| EP3573934B1 (en) | High refractive index titanium-niobium phosphate glass | |
| JP2018523624A (ja) | 改良した微細構造および熱膨張性を有し透明で本質的に無色でスズで清澄化したｌａｓガラスセラミック | |
| EP2601148A1 (en) | Lithium aluminosilicate glasses; glass-ceramics of -quartz and/or -spodumene; articles in said glasses and glass-ceramics; methods for obtaining the same | |
| CN103958426A (zh) | 玻璃-陶瓷材料及其生产方法 | |
| JP7528177B2 (ja) | ガラスセラミック製品のためのリチウムアルミノケイ酸塩ガラス製品製造方法 | |
| CZ295021B6 (cs) | Minerální vlna, vykazující schopnost rozpouštět se ve fyziologickém médiu, a její použití | |
| US11905208B2 (en) | Glass and glass-ceramic compositions | |
| Duke et al. | Strengthening glass‐ceramics by application of compressive glazes | |
| US4786617A (en) | Glass-ceramic article, process for its production and thermally crystallizable glass | |
| US6706653B2 (en) | Glass-ceramic and a process for obtaining it | |
| RU2169712C1 (ru) | Высокопрочный ситалл и способ его получения | |
| CS210047B1 (en) | Machinable glass crystallic substance containing the the mica | |
| US4022627A (en) | Crystallizable glasses and nephetine glass-ceramics containing ZrO2 and ZnO | |
| US3489577A (en) | Thermally crystallizable glasses and glass-ceramic products | |
| WO2000009456A1 (en) | Lead-free glasses | |
| US3528828A (en) | Glass,ceramics,and method |