CZ307684B6 - Materiál pro výrobu bižuterních a šperkových kamenů s vysokým indexem lomu a vysokou tepelnou odolností - Google Patents
Materiál pro výrobu bižuterních a šperkových kamenů s vysokým indexem lomu a vysokou tepelnou odolností Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307684B6 CZ307684B6 CZ2016-830A CZ2016830A CZ307684B6 CZ 307684 B6 CZ307684 B6 CZ 307684B6 CZ 2016830 A CZ2016830 A CZ 2016830A CZ 307684 B6 CZ307684 B6 CZ 307684B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- glass
- jewelery
- refractive index
- heat resistance
- stones
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000004575 stone Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000006112 glass ceramic composition Substances 0.000 claims description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 6
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims description 2
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 claims description 2
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 abstract description 6
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Inorganic materials O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 5
- 229910001751 gemstone Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000010987 cubic zirconia Substances 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolanthaniooxy)lanthanum Chemical compound O=[La]O[La]=O KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910011255 B2O3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002969 artificial stone Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229940093920 gynecological arsenic compound Drugs 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000579895 Chlorostilbon Species 0.000 description 1
- 229910017356 Fe2C Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017493 Nd 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 Rare-earth aluminosilicate Chemical class 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007928 ZrCl2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001495 arsenic compounds Chemical class 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940065285 cadmium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001662 cadmium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N gallium(III) oxide Inorganic materials O=[Ga]O[Ga]=O QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002611 lead compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- FOKWMWSOTUZOPN-UHFFFAOYSA-N octamagnesium;iron(2+);pentasilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Fe+2].[Fe+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] FOKWMWSOTUZOPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011025 peridot Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000011010 synthetic spinel Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 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
-
- 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
-
- 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
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/02—Compositions for glass with special properties for coloured glass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
Popisuje se skleněný materiál pro výrobu bižuterních a šperkových kamenů s vysokým indexem lomu a vysokou tepelnou odolností, který je tvořen hlinito-křemičitým sklem s přídavkem oxidů vzácných zemin a oxidu niobičného s indexem lomu minimálně 1,65 a disperzí vyšší než 0,012 obsahující: 0 až 30 % hmotn. SiO, 10 až 50 % hmotn. AlO, 20 až 70 % hmotn. YO+ LaO, 0,1 až 20 % hmotn. NbO.
Description
Materiál pro výrobu bižuterních a šperkových kamenů s vysokým indexem lomu a vysokou tepelnou odolností
Oblast techniky
Předložený vynález se týká nového materiálu pro výrobu syntetických kamenů v bižutemím a šperkařském průmyslu. Jde o hlinito-křemičitanové sklo nebo sklokeramiku s oxidy vzácných zemin RE2O3 a dalšími dopanty, jehož index lomu je vyšší než 1,65, optická disperse vyšší než 0,012, hustota vyšší než 3,3 g.cm 3 a Youngův modul pružnosti vyšší než 110 GPa. Materiál neobsahuje sloučeniny olova, kadmia, arsenu a díky vhodným aditivům jej lze připravit v široké škále barev. Utavené sklo je možné dalším tepelným zpracováním krystalizovat a získat sklokeramický materiál s vyšší tepelnou stabilitou a modifikovanými optickými vlastnostmi.
Dosavadní stav techniky
Hlavním materiálem používaným pro výrobu bižuterních kamenuje sklo například vynález WO 2010/142256, nebo vynález CZ 2010-575. Jeho výhodou je tvarovatelnost za tepla a velmi široká paleta barevných odstínů, jeho nevýhodou je nízký index lomu, kvůli kterému je nutné kámen opatřit reflexní vrstvou a nízká teplotní odolnost, kvůli které není možné jeho zpracování šperkařskou technologií zalití roztaveným kovem - metodou ztraceného vosku například vynález US 4154282. Ve šperkařském průmyslu je dominantním syntetickým materiálem monokrystalický yttriem stabilizovaný oxid zirkoničitý, kubická zirkonie, CZ. Jeho výhodou je vysoký index lomu, disperze a tepelná stabilita, nevýhodou je omezená barvitelnost a velmi malá materiálová výtěžnost zpracování do finálního kamene daná nepravidelným tvarem výchozích krystalů. Vedle toho jsou pro barevné kameny používány monokrystalický syntetický spinel, korund a některé sklokeramické materiály na bázi lithných, horečnatých a zinečnatých hlinitokřemičitanů, případně jejich směsí například vynález US 2016/0113363. Hlinitokřemičitanová skla, nebo sklokeramiky s oxidy vzácných zemin (RE2O3), zejm. Y2O3, jsou kvůli vysokému indexu lomu, mechanické, chemické a tepelné odolnosti využívány v optice. Patent US 4 530 909 popisuje hlinito-křemičitanové sklo a způsob jeho přípravy obsahující 30 až 60 % mol. S1O2, 20 až 35 % mol. AI2O3, 10 až 30 % mol. koncentrátu RE2O3 ,zejména Y2O3 a do 8 % mol. ZrCh. Výsledné sklo je díky směsi vzácných zemin nahnědlé. Patent JP 04-119941 popisuje přípravu krystalizovaného skla s vysokou tvrdostí a tepelnou odolností o složení 5 až 50 % hmotn. SiO, 5 až 70 % hmotn. AI2O3, 10 až 70 % hmotn. Y2O3 s přídavkem 0,1 až 30 % hmotn. některého z oxidů MgO, T1O2, ZrC>2 a La2O3, nebo jejich směsi, jako nukleačního činidla. Krystalizace utaveného skla probíhala při teplotách 900 až 1250 °C méně než 100 h. Hlavními krystalickými fázemi jsou AI2O3 a Y3AI5O12. U materiálu není vyžadována transparentnost. Patent US 6 482 758 popisuje sklo ze systému RE2O3 - AI2O3 - S1O2, které je vhodné pro použití v optice jako lasery, nebo optické zesilovače. Složení skla je 1 až 50 % mol. RE2O3, 0 až 71 % mol. AI2O3, 0 až 35 % mol. S1O2 a 0 až 15 % mol. ostatních oxidů. Obsah RE2O3 s AI2O3 je minimálně 55 % mol. Patent US 2004/0 233 514 popisuje fluorescenční hlinito-křemičitanového skla použitelné v optických komunikačních komponentech (vlnovodech, zesilovačích). Složení skla je 15 až 30 % mol. AI2O3, 0 až 80 % mol. S1O2, v součtu 5 až 85 % mol. některého z oxidů B2O3, Ga2O3, Y2O3, Ta2O5, Sb2O3, Nd2()5, La2O3 a YIWV a Er3+ ionty v množství minimálně 2000 ppm. hmotn. Patent US 7799444 popisuje skelný / sklokeramický materiál použitelný v optice zejména díky svým scintilačním vlastnostem. Sklo je taveno v platinovém kelímku při teplotách do 1600 °C a poté krystalizováno při teplotách 850 až 1150 °C. Velikost krystalů je 20 až 1000 nm. Složení skla je 5 až 50 % hmotn. S1O2, 5 až 50 % hmotn. AI2O3, 10 až 80 % hmotn. Y2O3, 0 až 20 % hmotn. B2O3 a 0,1 až 30 % hmotn. RE2O3. Jako aditiva mohou být přidány SrO, BaO, CaO, P2O5, Ga2C>3, Na2O, K2O, L12O, T1O2, ZrC>2 nebo Ta20s. Hlinito-křemičitanová skla / sklokeramiky s oxidy vzácných zemin jsou obecně díky svým mechanickým, tepelným a optickým vlastnostem použitelná ve šperkařském průmyslu. Předložené patenty se nezabývají možností cílenou úpravou složení imitovat vzhled a vlastnosti přírodních drahých kamenů. Žádný
- 1 CZ 307684 B6 materiál z předložených patentů rovněž není optimalizován pro vysokou optickou disperzi, která jev bižutemím a šperkařském průmyslu oproti použití v optice žádoucí.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je materiál pro bižutemí kámen - hlinito-křemičitanové sklo s přídavkem oxidů kovů vzácných zemin, s indexem lomu minimálně 1,65, disperzí vyšší než 0,012, s vysokou mechanickou pevností a velmi dobrou teplotní odolností, neobsahující sloučeniny olova, arzenu a kadmia, zaručující maximální zdravotní bezpečnost. Toto sklo lze přídavkem různých oxidů barvit tak, aby dobře imitovalo barvy přírodních drahých kamenů. Sklo je možné dalším tepelným zpracováním krystalizovat a získat sklokeramický materiál a tím dosáhnout lepších mechanických tepelných i optických vlastností. Vynález se týká materiálu pro bižutemí kámen, který se hmotnostně skládá (v % hmotn.) z:
až 30 % S1O2, až 50% AI2O3, až 70 % Y2O3 + La2O3,
0,1 až 20 % dopantů zlepšujících opticko-estetické, chemické a mechanické vlastnosti ve formě Nb2O5, ZrO2 a TiO2, SrO, BaO a až 20 % barvicích příměsí ve formě Fe2C>3, CoO, PuCh, CeC>2, NiO, CuO, Nd2C>3, E^Ch, SnC>2, ZnO, CnCh, MnCh, AgO a Au.
Podstatu tohoto vynálezu tedy tvoří složení skla /sklokeramiky s vysokým indexem lomu, vysokou optickou disperzí a vysokou teplotní a mechanickou odolností.
Parametry skla podle vynálezu jsou uvedeny v Tabulce 1.
Tabulka 1 - Vybrané vlastnosti nového materiálu pro bižutemí kámen
| Název parametru | Jednotka | Hodnota |
| Index lomu | > 1.65 | |
| Optická disperze | >0,0.12 | |
| Hustota | ||
| Youngův modul pružnosti | [GPa] | >110 |
| Tvrdost dle Vickerse | > 600 | |
| Teplota tavení | [°C] | > 1550 |
| Teplota skelného přechodu | l°C] | 2 890 |
Skla byla připravena pečlivou homogenizací vstupních surovin a utavením v kelímku z S1O2 při teplotách mezi 1500 až 1700 °C. Roztavená sklovina byla homogenizována pomocí Pt míchadla a následně odlita do předehřáté formy a přemístěna do chladicí pece, kde byla vhodným programem (nastavení dle analýzy DSC - viz obr. 1) zbavena vnitřního pnutí a vychlazena na pokojovou teplotu. Takto zpracovaný materiál je možné zpracovávat řezáním, broušením a leštěním do požadovaného tvaru bižutemího nebo šperkového kamene.
-2CZ 307684 B6
Sklo-keramickými materiály se rozumí materiály obsahující skelnou i krystalickou fázi, připravené následným tepelným zpracováním utaveného skla při teplotách vyšších než Tg (volba teplot krystalizace opět dle analýzy DSC - viz obr. 1). Volbou teploty krystalizace (Tc), rychlosti ohřevu a doby výdrže na teplotě lze kontrolovat průběh krystalizace ve smyslu velikosti a množství krystalické fáze. Pro zachování transparentnosti materiálu je nutné, aby velikost krystalických částic byla do cca 50 nm. Při velikostech krystalitů přesahujících dříve uvedenou hodnotu dochází ke vzniku opalescentního zbarvení materiálu a následně k úplné ztrátě transparentnosti. Mezi možné krystalické fáze v představeném systému patří: Y3AI5O12, Y2S12O7, Y2S1O5, La2Si2O7, ZrTiO4.
Základ nového materiálu tvoří hlinito-křemičitanové sklo s obsahem Y2O3 a La2O3, které je toxicky neškodné. Tento základ má vhodné mechanické vlastnosti, kterými se rozumí tvrdost větší než 6,5 dle Mohsovy stupnice (> 900 dle Vickerse), zaručující dobrou odolnost proti poškození prachovými částicemi, a zároveň je stále dobře zpracovatelný klasickými brusnými materiály. Základ má rovněž vhodné tepelné vlastnosti, kterými se rozumí především odolnost při šperkařském zpracování metodou ztraceného vosku. Pro použití materiálu v bižutemím nebo šperkařském průmyslu je nutné u tohoto základního materiálu zlepšit jeho optické vlastnosti konkrétně zvýšit index lomu a zejména disperzi, která je pro použití v optice nežádoucí. Pro zvýšení indexu lomu a optické disperze je nutné základní skelet materiálu modifikovat vhodnými dopanty. Pro tyto účely se nejčastěji používá oxidů T1O2 a ZrCE, které zároveň plní funkci nukleačních činidel při řízené krystalizaci a dále zvyšují mechanickou pevnost materiálu. T1O2 lze pro zvýšení indexu lomu použít pouze do určité míry. Jeho zásadní nevýhodou je, že při vyšších koncentracích nepříznivě ovlivňuje barvu materiálu - barví jej do hnědá. V předkládaném vynálezu byl tento problém vyřešen přídavkem Nb2Os. Jeho přídavek nebyl v žádném z předložených patentů použit, právě kvůli již zmiňovanému vlivu na optickou disperzi, kterou výrazně zvyšuje. Tento efekt, je na rozdíl od použití materiálu v optice, při použití ve šperkařství či bižuterii žádoucí. Např. přídavkem celkem 10,5 % hmotn. Nb20s, ZrC>2 a T1O2 se podařilo oproti základnímu materiálu zvýšit disperzi na hodnotu 0,019 a index lomu o 0,05.
Modifikovaný základní skelet s dostatečným indexem lomu a disperzí lze obarvit do odstínů barev imitujících barvu přírodních drahých kamenů, např. safírů, ametystů, smaragdů, rubínů apod., přídavkem jedné nebo více složek ze skupiny oxidů Fe2C>3, CoO, P^Ch, CeCE, NiO, CuO, Nd2O3, E^Ch, SnCE, ZnO, CnCh, MnCE, AgO a/nebo Au v množství 0 až 20 % hmotn.. Sklo/sklokeramika podle předloženého vynálezu obsahuje určité minimální množství MgO, který je do něj vnesený jako nečistota z použitých surovin, především sklářského písku. Sklo/sklokeramika podle předloženého vynálezu obsahuje určité minimální množství Fe2C>3, které je do něj vnesené nečistotami z použitých vstupních surovin. V některých případech je Fe2C>3 do kmene přidán cíleně za účelem zabarvení výsledného materiálu.
Objasnění výkresu
Na obr. 1 je znázorněný příklad grafu DFC analýzy materiálu podle vynálezu.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklady provedení vynálezu spolu s vybranými zjištěnými parametry skel / sklokeramik jsou uvedeny v Tabulce 2. Složení podle příkladu provedení 1 popisuje sklo, které je bezbarvé, transparentní, s indexem lomu 1,71 a disperzí 0,019. Složení podle příkladů provedení 2 a 3 popisuje skla transparentní, barevná - zelená, imitující zbarvení peridotu a modrá imitující zbarvení safíru, s indexem lomu v rozmezí 1,66 až 1,67 a disperzí 0,014 až 0,017. Všechna tato uvedená skla mají vysokou tepelnou odolnost (barevná a tvarová stálost) a jsou vhodná pro použití zpracování metodou ztraceného vosku.
-3CZ 307684 B6
Tabulka 2 - Příklady provedení vynálezu a vybrané zjištěné parametry
| Oxid/Příkiad | 1 | 2 | 3 |
| SiO> | 21.73 | 22.69 | 24.46 |
| AhO: | 26.84 | 30.19 | 29.36 |
| Y/.K | 36.18 | 34,76 | 39.14 |
| I,a?O5 | 4,77 | 4,09 | 4.90 |
| Nb>0< | 7.00 | 0,8 | 0,50 |
| ZrO? | 2.12 | 0.22 | |
| '110? | 1.37 | 0,15 | |
| ΓοΌ3 | 0.44 | 0.03 | |
| CoO | 0.07 | ||
| P.r2O, | 7.03 | ||
| CeO? | 0,70 | ||
| CuO | 0,10 | ||
| Nd?O; | 0.05 | ||
| ΙΥΌ3 | 0.03 | ||
| ZnO | 0.30 | ||
| SnO:! | |||
| NiO | |||
| Cr?O? | |||
| MnO? | |||
| AgO | |||
| Au | |||
| Vybrané zjištěné parametry | |||
| Index lomu tí,:j | i 1,71 | 1,67 | 1,66 |
| Disperze | 0.019 | 0,017 | 0.014 |
| Barva | bezbarvý | zelená (peridol) | modrá (satir) |
| S k li >k 1 okeramika | sklo / sklokeramika | sklo | sklo |
| U | 896 | 892 | 894 |
-4CZ 307684 B6
Průmyslová využitelnost
Předložený skelný nebo sklokeramický materiál je zdravotně nezávadný, protože neobsahuje sloučeniny Pb, Cd ani As a je určený pro použití především jako syntetického kamene v bižutemím a šperkařském průmyslu. Díky dobré variabilitě jeho složení a optickým vlastnostem velmi dobře imituje barevnost a opticko-estetické vlastnosti přírodních vzácných a drahých kamenů. Díky jeho výborným tepelným vlastnostem, s výhodou tvarové i barevné stálosti jej lze použít pro výrobu šperků zalitím roztaveným kovem - metodou ztraceného vosku. Je samozřejmě možné jej použít kdekoliv jinde, kde to bude vhodné díky jeho vlastnostem.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (5)
1. Skleněný materiál pro výrobu bižutemích a šperkových kamenů s vysokým indexem lomu a vysokou tepelnou odolností, vyznačující se tím, že je tvořen hlinito křemičitanovým sklem s přídavkem oxidů vzácných zemin a oxidu niobičného s indexem lomu minimálně 1,65, disperzí vyšší než 0,012 skládající se v hmotnostních % z:
0 až 30 % S1O2,
10 až 50% AI2O3,
20 až 70 % Y2O3 + La2O3,
0,1 až 20 % Nb2O5
2. Skleněný materiál pro výrobu bižutemích a šperkových kamenů s vysokým indexem lomu a vysokou tepelnou odolností podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro zlepšení optických, chemických a mechanických vlastností a dále jako nukleační činidla pro řízenou objemovou krystalizaci obsahuje 0 až 20 % ZrC>2 a T1O2.
3. Skleněný materiál pro výrobu bižutemích a šperkových kamenů s vysokým indexem lomu a vysokou tepelnou odolností podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro zlepšení optických vlastností dále obsahuje 0 až 20 % SrO, BaO.
4. Skleněný materiál pro výrobu bižutemích a šperkových kamenů s vysokým indexem lomu a vysokou tepelnou odolností podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje 0 až 20 % barvicích příměsí ve formě Fe2C>3, CoO, PuCh, CeC>2, NiO, CuO, Nd2C>3, FuCF, SnC>2, ZnO, CnCh, MnCF, AgO a Au.
5. Sklokeramický materiál vzniklý krystalizaci ze skla podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že společně se skelnou fází navíc obsahuje < 100 % alespoň jedné z krystalických fází Y3AI5O12, Y2S12O7, Y2S1O5, La2SÍ2C>7, ZrTiCfi s definovanou velikostí částic 10 až 1000 nm.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-830A CZ307684B6 (cs) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Materiál pro výrobu bižuterních a šperkových kamenů s vysokým indexem lomu a vysokou tepelnou odolností |
| EP17209486.4A EP3339262A1 (en) | 2016-12-23 | 2017-12-21 | Material for the production of fashion jewellery and jewellery stones with high refractive index and high thermal resistance |
| RU2017145338A RU2758310C2 (ru) | 2016-12-23 | 2017-12-22 | Материал для изготовления ювелирных изделий и ювелирных камней с высоким показателем преломления и высокой термостойкостью |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-830A CZ307684B6 (cs) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Materiál pro výrobu bižuterních a šperkových kamenů s vysokým indexem lomu a vysokou tepelnou odolností |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2016830A3 CZ2016830A3 (cs) | 2018-07-04 |
| CZ307684B6 true CZ307684B6 (cs) | 2019-02-13 |
Family
ID=67002486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2016-830A CZ307684B6 (cs) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Materiál pro výrobu bižuterních a šperkových kamenů s vysokým indexem lomu a vysokou tepelnou odolností |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3339262A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ307684B6 (cs) |
| RU (1) | RU2758310C2 (cs) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308079B6 (cs) | 2019-02-18 | 2019-12-18 | Preciosa, A.S. | Sklokeramický materiál spinelového typu pro výrobu bižuterních a šperkových kamenů |
| CN109734303B (zh) * | 2019-03-26 | 2022-03-18 | 成都奇彩珠宝有限公司 | 高折射无色透明人工合成宝石 |
| JP7488508B2 (ja) * | 2019-07-17 | 2024-05-22 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品 |
| JP7688321B2 (ja) * | 2019-10-23 | 2025-06-04 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス物品 |
| JPWO2021095622A1 (cs) * | 2019-11-14 | 2021-05-20 | ||
| CN113816605B (zh) * | 2021-09-01 | 2022-09-13 | 北京科技大学 | 一种仿彩色蓝宝石玻璃及其制备方法和应用 |
| CN116477941B (zh) * | 2023-04-19 | 2024-02-23 | 中物院成都科学技术发展中心 | 一种人工玉陶及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4530909A (en) * | 1982-10-14 | 1985-07-23 | National Institute For Researches In Inorganic Materials | Aluminosilicate glass containing Y2 O3 concentrate and ZrO2 |
| CZ62093A3 (en) * | 1992-04-10 | 1994-04-13 | Schott Glaswerke | Crystal glass with high transparency for light, free of lead and barium |
| CZ181697A3 (en) * | 1994-12-13 | 1997-11-12 | Calp Spa | Glass batch for high-quality glasses |
| DE10245233B3 (de) * | 2002-09-27 | 2004-02-12 | Schott Glas | Kristallisierbares Glas und seine Verwendung zur Herstellung einer hochsteifen, bruchfesten Glaskeramik |
| DE102006024805A1 (de) * | 2006-05-27 | 2007-11-29 | Schott Ag | Optisches Glas |
| CN104386913A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-03-04 | 乐山东承新材料有限公司 | 氧化镧有色玻璃及其制备方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2623192B2 (de) | 1976-05-24 | 1980-01-31 | J.E. Hammer & Soehne, 7530 Pforzheim | Verfahren zum Fassen von Edelsteinen in Schmuckkörpern aus Edelmetall |
| JPH04119941A (ja) | 1990-09-06 | 1992-04-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 結晶化ガラスの製造方法 |
| CZ281030B6 (cs) * | 1994-08-04 | 1996-05-15 | Preciosa A.S. | Bezolovnaté křišťálové sklo |
| US6482758B1 (en) | 1999-10-14 | 2002-11-19 | Containerless Research, Inc. | Single phase rare earth oxide-aluminum oxide glasses |
| US6984261B2 (en) * | 2003-02-05 | 2006-01-10 | 3M Innovative Properties Company | Use of ceramics in dental and orthodontic applications |
| JP2004250251A (ja) | 2003-02-18 | 2004-09-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 蛍光性ガラス、光増幅用導波路および光増幅モジュール |
| DE102004048041B4 (de) | 2004-09-29 | 2013-03-07 | Schott Ag | Verwendung eines Glases oder einer Glaskeramik zur Lichtwellenkonversion |
| WO2008141188A1 (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | 3M Innovative Properties Company | Method of making ceramic articles from glass |
| CZ302100B6 (cs) | 2009-06-10 | 2010-10-13 | Preciosa, A. S. | Vysoceolovnaté sklo |
| CZ2010575A3 (cs) | 2010-07-26 | 2011-09-21 | Preciosa, A.S. | Krištálové sklo s indexem lomu vyšším než 1,53 bez obsahu sloucenin olova, barya a arzénu |
| RU2545380C2 (ru) | 2013-05-13 | 2015-03-27 | Авакян Карен Хоренович | Термостойкий синтетический ювелирный материал |
-
2016
- 2016-12-23 CZ CZ2016-830A patent/CZ307684B6/cs unknown
-
2017
- 2017-12-21 EP EP17209486.4A patent/EP3339262A1/en active Pending
- 2017-12-22 RU RU2017145338A patent/RU2758310C2/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4530909A (en) * | 1982-10-14 | 1985-07-23 | National Institute For Researches In Inorganic Materials | Aluminosilicate glass containing Y2 O3 concentrate and ZrO2 |
| CZ62093A3 (en) * | 1992-04-10 | 1994-04-13 | Schott Glaswerke | Crystal glass with high transparency for light, free of lead and barium |
| CZ181697A3 (en) * | 1994-12-13 | 1997-11-12 | Calp Spa | Glass batch for high-quality glasses |
| DE10245233B3 (de) * | 2002-09-27 | 2004-02-12 | Schott Glas | Kristallisierbares Glas und seine Verwendung zur Herstellung einer hochsteifen, bruchfesten Glaskeramik |
| DE102006024805A1 (de) * | 2006-05-27 | 2007-11-29 | Schott Ag | Optisches Glas |
| CN104386913A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-03-04 | 乐山东承新材料有限公司 | 氧化镧有色玻璃及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3339262A1 (en) | 2018-06-27 |
| RU2758310C2 (ru) | 2021-10-28 |
| CZ2016830A3 (cs) | 2018-07-04 |
| RU2017145338A (ru) | 2019-06-24 |
| RU2017145338A3 (cs) | 2021-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ307684B6 (cs) | Materiál pro výrobu bižuterních a šperkových kamenů s vysokým indexem lomu a vysokou tepelnou odolností | |
| US9801435B2 (en) | Heat-resistant synthetic jewelry material | |
| US10150694B2 (en) | Opaque colored glass-ceramics comprising nepheline crystal phases | |
| CN105347685B (zh) | 微晶玻璃及其制备方法 | |
| RU2645687C1 (ru) | Прозрачный ситалл и способ его получения | |
| JPH05208846A (ja) | 表面模様付着色ガラスセラミック品およびその製造方法 | |
| US5070044A (en) | Brightly colored canasite glass-ceramics | |
| CN116332517A (zh) | 一种低膨胀系数透明微晶玻璃及其制备方法 | |
| RU2426488C1 (ru) | Синтетический материал для ювелирной промышленности и способ его получения | |
| EP0436806B1 (en) | Beige-tinted glass-ceramics | |
| US6531420B1 (en) | Transparent lithium zinc magnesium orthosilicate glass-ceramics | |
| US11987519B2 (en) | Glass ceramic material of a spinel type for the production of fashion jewellery and jewellery stones | |
| RU2811701C2 (ru) | Стеклокерамический материал типа шпинели для производства бижутерии и ювелирных камней | |
| CN113698101A (zh) | 一种颜色渐变的玻璃陶瓷成品、制备方法及其应用 | |
| HK1218240B (zh) | 耐热合成珠宝材料 | |
| TW202511209A (zh) | 包含結晶相之玻璃 | |
| TW202413297A (zh) | 結晶化玻璃 | |
| WO2024162064A1 (ja) | 結晶相を含むガラス | |
| CN119894838A (zh) | 无铅水晶组合物、基于该组合物的玻璃及玻璃制品 |