RU2036171C1 - Раствор для изготовления полых стеклянных микросфер - Google Patents
Раствор для изготовления полых стеклянных микросфер Download PDFInfo
- Publication number
- RU2036171C1 RU2036171C1 SU925050105A SU5050105A RU2036171C1 RU 2036171 C1 RU2036171 C1 RU 2036171C1 SU 925050105 A SU925050105 A SU 925050105A SU 5050105 A SU5050105 A SU 5050105A RU 2036171 C1 RU2036171 C1 RU 2036171C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- microspheres
- hollow glass
- glass microspheres
- sio
- Prior art date
Links
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 title claims description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- 229910014230 BO 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 3
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 claims 2
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910003641 H2SiO3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 abstract 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 3-aminoazetidine-1-carboxylate;hydrochloride Chemical compound Cl.CC(C)(C)OC(=O)N1CC(N)C1 RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 2
- 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 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N trilithium borate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-] RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WUUHFRRPHJEEKV-UHFFFAOYSA-N tripotassium borate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]B([O-])[O-] WUUHFRRPHJEEKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018071 Li 2 O 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 235000010338 boric acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000005619 boric acid group Chemical class 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 125000005624 silicic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Использование: для лазерного термоядерного синтеза. Сущность изобретения: раствор для изготовления полых стеклянных микросфер содержит 8,21-8,31 мас.% борной кислоты, БФ H3BO3; 27,6-27,72 мас.% гидроксида натрия, БФ NaOH; 11,01-11,14 мас. % гидроксида калия, БФ KOH; 0,07-0,70 мас.% углекислого лития, БФ Li2SO4 ; остальное - кремниевая кислота, БФ H2SiO3 . Раствор разбавляют дистиллированной водой до плотности 1,1·103 кг/м3 . 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии стекла, конкретно к изделиям из стекла, изготовляемым по жидкофазному методу и используемым в лазерном термоядерном синтезе для диагностических исследований.
Известен рабочий раствор, содержащий кремний, бор и щелочные металлы: литий, натрий, калий в виде их соединений, а также агент-газообразователь карбамид. Изготовление полых стеклянных микросфер на основе данного раствора осуществляется по жидкофазному методу в корпусе электропечи с вертикальным каналом в зонах с переменным тепловым режимом.
Недостатком этого раствора является отсутствие возможности изготовления микросфер, отвечающих условиям кондиционности за счет отсутствия в составе рабочего раствора компонентов, предотвращающих коллапс формируемых микросфер при переходе частиц раствора в стеклообразное состояние [1]
Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности и техническому результату является раствор для изготовления микросфер, содержащий H2SiO3, H3BO3, NaOH, KOH, борат лития [2] Изготовление микросфер с использованием указанного раствора производится по жидкофазному методу.
Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности и техническому результату является раствор для изготовления микросфер, содержащий H2SiO3, H3BO3, NaOH, KOH, борат лития [2] Изготовление микросфер с использованием указанного раствора производится по жидкофазному методу.
Недостатком данного раствора является недостаточно высокий выход кондиционных микросфер, пригодных для исследований в лазерном термоядерном синтезе (ЛТС), поскольку не предложен эффективный агент газообразователь для компенсирования коллапса.
Кондиционные микросферы должны отвечать следующим требованиям:
диаметр микросфер D, мкм 100-200
толщина оболочки d, мкм 0,5-3,0
разнотолщинность Δ d/d, 2-10
проницаемость
оболочки К, моль˙м/м2˙с˙Па 5˙10-22
Технический результат изобретения заключается в повышении выхода микросфер, пригодных для исследования в экспериментах по ЛТС, снижении газовой проницаемости готовых изделий.
диаметр микросфер D, мкм 100-200
толщина оболочки d, мкм 0,5-3,0
разнотолщинность Δ d/d, 2-10
проницаемость
оболочки К, моль˙м/м2˙с˙Па 5˙10-22
Технический результат изобретения заключается в повышении выхода микросфер, пригодных для исследования в экспериментах по ЛТС, снижении газовой проницаемости готовых изделий.
Раствор для изготовления микросфер имеет следующий состав, мас. H3BO3 8,21-8,31 NaOH 27,60-27,72 KOH 11,01-11,14 Li2SO4 0,07-0,70 H2SiO3 Остальное
Предварительно готовят раствор бората калия и раствор сернокислого лития, которые затем последовательно вводят в раствор силиката натрия, соблюдая указанные выше соотношения между компонентами. Приготовленный рабочий раствор подвергают термообработке в электропечи с вертикальным каналом в зонах с переменным тепловым режимом. Перед проведением термообработки производится контроль плотности рабочего раствора, при этом, в случае необходимости, корректируют плотность рабочего раствора до 1,1˙103 кг/м3 добавлением дистиллированной воды. В процессе термообработки рабочего раствора в зонах электропечи силикаты натрия, бората калия, сульфат лития и находящиеся в несвязанном состоянии кремневая и борная кислоты, находящиеся в составе рабочего раствора, разлагаются с образованием оксидов SiO2, B2O3, Na2O, K2O, Li2O и O2˙SiO2 и В2O3 в дальнейшем образуют структурную решетку стекла, а оксиды щелочных металлов заполняют поры решетки, модифицируя ее, тем самым снижают газовую проницаемость стекла.
Предварительно готовят раствор бората калия и раствор сернокислого лития, которые затем последовательно вводят в раствор силиката натрия, соблюдая указанные выше соотношения между компонентами. Приготовленный рабочий раствор подвергают термообработке в электропечи с вертикальным каналом в зонах с переменным тепловым режимом. Перед проведением термообработки производится контроль плотности рабочего раствора, при этом, в случае необходимости, корректируют плотность рабочего раствора до 1,1˙103 кг/м3 добавлением дистиллированной воды. В процессе термообработки рабочего раствора в зонах электропечи силикаты натрия, бората калия, сульфат лития и находящиеся в несвязанном состоянии кремневая и борная кислоты, находящиеся в составе рабочего раствора, разлагаются с образованием оксидов SiO2, B2O3, Na2O, K2O, Li2O и O2˙SiO2 и В2O3 в дальнейшем образуют структурную решетку стекла, а оксиды щелочных металлов заполняют поры решетки, модифицируя ее, тем самым снижают газовую проницаемость стекла.
Переменный тепловой режим в зонах электропечи, где происходит термообработка капель рабочего раствора, устанавливается в зависимости от изменений его физико-химического состояния, и подобен тепловому режиму, используемому в прототипе. Так, в зоне I печи температура 250-350оС, что необходимо для преобразования капель рабочего раствора в гелеобразные шарики и удаления воды в виде пара. В зоне II печи температура 150-250оС, происходит уплотнение геля. В конце зоны III, где температура 500-800оС, происходит подготовка к разложению газообразователя, в качестве которого в предлагаемом растворе содержится сернокислый литий. Температура разложения сернокислого лития 860оС достигается при переходе из зоны III в зону IY, где температура 500-800оС, 1100-1300оС. В зоне IY происходит плавление геля и образование полых стеклянных микросфер, которые после термообработки охлаждают.
Конкретные составы растворов и их свойства представлены в таблице.
Использование сернокислого лития в составе рабочего раствора основано на проявлении как его газообразующих, так и модифицирующих свойств. При термическом разложении Li2SO4 выделяются газообразные оксиды серы. Экспериментально подтверждено, что это препятствует коллапсу микросфер, и при указанном выше содержании сернокислого лития в составе рабочего раствора, снижается вероятность образования монолитных микрошариков и разрушения оболочек формируемых изделий. Кроме того, показано в экспериментах и снижение газовой проницаемости оболочек формируемых микросфер, что положительно влияет на увеличение времени сохранения специальной газовой смеси в полостях микроизделий. В конечном итоге все это приводит к увеличению выхода кондиционных микросфер до 80% по сравнению с прототипом.
Использование изобретения позволит компенсировать коллапс, повысить выход полых стеклянных микросфер до 80% пригодных для исследований в ЛТС, и отвечающих требованиям кондиционности, указанным выше, в том числе и по газовой проницаемости. Кроме того, в составе раствора используют дешевые, недефицитные реактивы, а изготавливаемые из него микроизделия можно использовать для хранения газовых сред в различных областях науки и техники, что обеспечивает расширение области использования их.
Из таблицы видно, что использование рабочего раствора заявляемого состава позволяет повысить выход кондиционных микросфер до 80% Экспериментально подтверждено, что при использовании рабочего раствора с включением компонентов вне указанного диапазона соотношений не обеспечивается технический результат, указанный выше.
Claims (1)
- РАСТВОР ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ СТЕКЛЯННЫХ МИКРОСФЕР для лазерного термоядерного синтеза по жидкофазному методу, включающий H3BO3, NaOH, KOH, H2SiO3 и соединение лития, отличающийся тем, что в качестве соединения лития он содержит Li2SO4 при следующем соотношении компонентов, мас.H3BO3 8,21 8,31
NaOH 27,60 27,72
КОН 11,01 11,14
Li2SO4 0,07 0,70
H2SiO3 Остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU925050105A RU2036171C1 (ru) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Раствор для изготовления полых стеклянных микросфер |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU925050105A RU2036171C1 (ru) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Раствор для изготовления полых стеклянных микросфер |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2036171C1 true RU2036171C1 (ru) | 1995-05-27 |
Family
ID=21608222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU925050105A RU2036171C1 (ru) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Раствор для изготовления полых стеклянных микросфер |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2036171C1 (ru) |
-
1992
- 1992-07-14 RU SU925050105A patent/RU2036171C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Материалы конференции в Сан-Франциско (США), 1978, Fabrication of Glass, Jne. Ann Arbor. * |
| 2. Патент США N 4257799, кл. 65-21.4, 1981 - прототип. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5176732A (en) | Method for making low sodium hollow glass microspheres | |
| US3792136A (en) | Method for preparing hollow metal oxide microsphere | |
| CA1278688C (en) | Manufacturing vitreous beads | |
| Sasmal et al. | Preparation and characterization of novel foamed porous glass-ceramics | |
| US4871693A (en) | Porous cordierite ceramics | |
| CN111411250B (zh) | 一种可膨胀微球发泡剂、其制备方法与发泡材料 | |
| ES2164470T3 (es) | Proceso para producir un pigmento de tio2 usando co-oxidacion para proporcionar recubrimientos de hidroxido. | |
| US4221775A (en) | Method of producing porous lithium oxide | |
| US3945816A (en) | Method for forming a refractory cellular product | |
| RU2036171C1 (ru) | Раствор для изготовления полых стеклянных микросфер | |
| KR100464703B1 (ko) | 붕규산유리조성물 및 이를 이용한 발포유리제조방법 | |
| US4016229A (en) | Closed-cell ceramic foam material | |
| Hendricks et al. | Fabrication of glass sphere laser fusion targets | |
| KR100917969B1 (ko) | 초음파분무법을 이용한 세라믹 중공구 제조방법 | |
| Nogami et al. | Fabrication of hollow glass microspheres in the Na 2 OB 2 O 3-SiO 2 system from metal alkoxides | |
| US7788949B2 (en) | Closed-cell foam silica | |
| US3059997A (en) | Method for preparing siliceous aerogels | |
| RU2203252C1 (ru) | Способ получения пенокерамики из металлургических шлаков | |
| US4853204A (en) | Method for production of oxidation-resistant silicon nitride material | |
| CN102815856A (zh) | 一种使用玻璃粉的多孔玻璃材料的制备方法 | |
| US5147630A (en) | Method of producing alumina foams | |
| RU2036856C1 (ru) | Раствор для изготовления полых стеклянных микросфер | |
| CN101838109A (zh) | 软模板法制备的空心玻璃微珠及其制备方法 | |
| RU2205802C2 (ru) | Раствор для изготовления стеклянных микросфер | |
| JPH0360422A (ja) | シリカバルーンの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070701 |