RU2314272C1 - Стеклокристаллический материал - Google Patents
Стеклокристаллический материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2314272C1 RU2314272C1 RU2006123382/03A RU2006123382A RU2314272C1 RU 2314272 C1 RU2314272 C1 RU 2314272C1 RU 2006123382/03 A RU2006123382/03 A RU 2006123382/03A RU 2006123382 A RU2006123382 A RU 2006123382A RU 2314272 C1 RU2314272 C1 RU 2314272C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- enhanced
- glass
- vitrocrystalline
- thermal
- Prior art date
Links
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
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству прозрачных в видимой области спектра стеклокристаллических материалов (ситаллов). Техническая задача изобретения - получение ситалла с ультранизким ТКЛР, повышенными значениями светопропускания, термо- и химической стойкости, термостабильностью основных свойств и линейных размеров при изменении температуры. Стеклокристаллический материал имеет следующий состав, мас.%: SiO2 45,0-65,0, Al2О3 20,0-35,0, Li2O 3,2-5,0, Р2О5 4,0-10,0, TiO2 3,0-4,0, ZrO2 1,0-2,8, СаО 1,0-3,0, MgO 0,5-2,8, As2O3 0,5-1,5, Sb2O3-0,3-1,0. Варку осуществляют при температуре 1570±10°С. Максимальная температура кристаллизации 760-800°С. Полученные при этом ситаллы характеризуются тонкодисперсной структурой с размерами кристаллов 25-30 нм, повышенной прозрачностью и кислотостойкостью. ТКЛР ситалла в интервале от минус 20 до плюс 40°С практически равен 0. Стеклокристаллический материал предназначен для изделий прецизионной оптики, требующих сохранения линейных размеров при работе в условиях резкого изменения температуры. 2 табл.
Description
Изобретение относится к производству прозрачных в видимой области спектра стеклокристаллических материалов (ситаллов) с ультранизким ТКЛР, повышенными значениями светопропускания, термо- и химической стойкости, термостабильностью основных свойств и линейных размеров при изменении температуры для изделий прецизионной оптики.
Известен состав прозрачного стеклокристаллического материала (авторское свидетельство СССР 695156, опубл. 27.06.05), включающий следующие компоненты, мас.%:
SiO2 | 46,0-57,0 |
Al2O3 | 24,0-30,0 |
Р2O5 | 4,0-16,0 |
L2O | 3,5-5,0 |
TiO2 | 3,5-6,0 |
As2O3 | 0,5-1,0 |
CaO | 1,5-3,5 |
Недостатками данного материала являются:
- низкая кислотостойкость, что значительно снижает качество оптической обработки и соединения изделий методом оптического контакта;
- невысокая прозрачность в видимой области спектра (порядка 70%).
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стеклокристаллический материал (патент США 4707458 от 17.11.1987 г), содержащий следующие компоненты, мас.%:
SiO2 | 64,0-67,0 |
MgO | 0,8-1,5 |
ZnO | 0,7-4,2 |
Al2O3 | 21,0-24,0 |
Li2O | 2,6-3,7 |
TiO2 | 2,0-3,25 |
ZrO2 | 1,25-2,5 |
As2O3 | 0-1,0 |
Sb2O3 | 0-1,0 |
ВаО | 0-2,0 |
CeO2 | 0-1,0 |
Данный стеклокристаллический материал характеризуется размерами кристаллов порядка 50 нм и низким ТКЛР в диапазоне температур от минус 50 до плюс 100°С - (минус 1,0 до плюс 1,0) 10-7, К-1.
Однако температура варки этих стекол составляет 1650°С, что затрудняет получение однородного материала.
Целью изобретения является снижение и стабилизация ТКЛР в области рабочих температур, повышение химической стойкости, улучшение технологических параметров, в частности, снижение температуры варки, выработки и ситаллизации стекол.
Это достигается тем, что стеклокристаллический материал, включающий SiO2, Al2О3, Li2O, TiO2, ZrO2, As2O3, Sb2О3, дополнительно содержит P2O5 и СаО в следующем соотношении, мас.%:
SiO2 | 45,0-65,0 |
Al2O3 | 20,0-35,0 |
Li2O | 3,2-5,0 |
Р2O5 | 4,0-10,0 |
TiO2 | 3,0-4,0 |
ZrO2 | 1,0-2,8 |
СаО | 1,0-3,0 |
MgO | 0,5-2,8 |
As2O3 | 0,5-1,5 |
Sb2O3 | 0,3-1,0 |
Авторы экспериментально установили, что введение комбинированного катализатора (TiO2+ZrO2+P2O5) в указанных количествах приводит к повышению светопропускания и изменению соотношения кристаллической и стеклофазы. Совместное присутствие оксидов фосфора, магния и кальция в выбранном соотношении улучшает технологические свойства и позволяет получать качественное стекло на существующих промышленных печах при температурах 1570±10°С. Кроме того, для данного ситалла характерно незначительное увеличение теплового расширения вплоть до температуры 700-800°С, а в интервале температур от минус 20 до плюс 40°С ТКЛР практически равен нулю.
В таблице 1 приведены следующие примеры конкретного выполнения составов стеклокристаллического материала, мас.%.
Таблица 1 | |||
Наименование компонента | Номер стекла | ||
1 | 2 | 3 | |
1 | 2 | 3 | 4 |
SiO2 | 60,6 | 45,5 | 53,0 |
Al2O3 | 21,5 | 32,1 | 27,2 |
Р2O5 | 5,4 | 8,0 | 6,2 |
Li2O | 4,0 | 3,2 | 4,3 |
TiO2 | 3,3 | 3,0 | 3,9 |
ZrO2 | 1,5 | 2,2 | 1,8 |
CaO | 1,0 | 2,8 | 1,2 |
MgO | 0,6 | 2,2 | 0,9 |
As2О3 | 1,3 | 0,7 | 1,0 |
Sb2O3 | 0,8 | 0,3 | 0,5 |
Авторы считают, что по полученному результату и для практического применения состав 3 является оптимальным.
Сочетание приведенного состава и выбранного режима кристаллизации с максимальной температурой термообработки 760-800°С позволило получить наноструктурированный ситалл с уменьшенными по сравнению с прототипом размерами кристаллов в два раза - 25-30 нм и содержанием в качестве основной кристаллической фазы твердых растворов β-эвкриптита со структурой высокотемпературного кварца. Уменьшение размеров кристаллов также способствует повышению прозрачности ситалла.
В таблице 2 приведены свойства синтезированных стеклокристаллических материалов.
Таблица 2 | |||||
Наименование свойств | Единицы измерен. | Номера стекол | Прототип | ||
1 | 2 | 3 | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Температура варки | °С | 1580 | 1560 | 1570 | 1650 |
Температура кристаллизации | °С | 700-800 | 750-800 | 700-800 | 800-900 |
Размер кристаллов | нм | 25-30 | 25-30 | 25-30 | 50 |
ТКЛР в диапазоне температур, °С: | |||||
минус 50 плюс 100 | α 107, К-1 | 0,1-0,6 | 0,2-0,6 | 0,02-0,6 | -1 - +1 |
20-300 | 5-6 | 5-6 | 4-6 | - | |
20-500 | 5-6 | 5-6 | 4-6 | - | |
20-700 | 5-6 | 5-6 | 4-6 | - | |
Интегральное светопропускание в видимой области спектра | % | 80-82 | 82-85 | 80-85 | - |
Кислотостойкость | гидролит. класс | 1 | 1 | 1 | - |
Из приведенных данных видно, что предлагаемый состав стеклокристаллического материала позволяет существенно снизить температуру варки, уменьшить температурный коэффициент термического расширения, получить тонкодисперсную структуру и увеличить светопропускание.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 695156, опубл. 27.06.05.
2. Патент США 4707458 от 17.11.1987 г.
Claims (1)
- Стеклокристаллический материал, включающий SiO2, Al2О3, Li2О, TiO2, ZrO2, AS2O3, Sb2O3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит Р2О5 и СаО в следующем соотношении, мас.%:
SiO2 45,0-65,0 Al2О3 20,0-35,0 Li2O 3,2-5,0 Р2О5 4,0-10,0 TiO2 3,0-4,0 ZrO2 1,0-2,8 СаО 1,0-3,0 MgO 0,5-2,8 As2O3 0,5-1,5 Sb2O3 0,3-1,0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006123382/03A RU2314272C1 (ru) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Стеклокристаллический материал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006123382/03A RU2314272C1 (ru) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Стеклокристаллический материал |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2314272C1 true RU2314272C1 (ru) | 2008-01-10 |
Family
ID=39020146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006123382/03A RU2314272C1 (ru) | 2006-06-30 | 2006-06-30 | Стеклокристаллический материал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2314272C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2597905C1 (ru) * | 2015-08-12 | 2016-09-20 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Стеклокристаллический материал |
US10626046B2 (en) | 2016-10-12 | 2020-04-21 | Corning Incorporated | Glass ceramics |
-
2006
- 2006-06-30 RU RU2006123382/03A patent/RU2314272C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2597905C1 (ru) * | 2015-08-12 | 2016-09-20 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Стеклокристаллический материал |
US10626046B2 (en) | 2016-10-12 | 2020-04-21 | Corning Incorporated | Glass ceramics |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2668057B2 (ja) | 低膨張透明ガラスセラミックス | |
KR100590346B1 (ko) | 저팽창 유리-세라믹 | |
JP2516537B2 (ja) | 低膨張透明結晶化ガラス | |
ES2344267T3 (es) | Vidrio de litio, alumina y silicato con unos cortos periodos de tiempo de ceramizacion. | |
ES2695049T3 (es) | Material vitrocerámico de beta-cuarzo incoloro, transparente | |
Berthier et al. | New large grain, highly crystalline, transparent glass–ceramics | |
ES2404281T3 (es) | Materiales de vidrio y vitrocerámicos, artículos y procedimiento de preparación correspondientes | |
JPH0798673B2 (ja) | 相分離ガラスおよびその製造方法 | |
JPH0255243A (ja) | 有色の低膨張透明結晶化ガラス | |
JP2010013346A (ja) | 黒い色調のlasガラスセラミック | |
BR0305089B1 (pt) | vitrocerámica opalescente, e seu processo de preparação. | |
JP5656772B2 (ja) | 透明なガラスセラミックス | |
RU2314272C1 (ru) | Стеклокристаллический материал | |
WO2006080557A1 (en) | Glass-ceramics and method for manufacturing the same | |
FR2844261A1 (fr) | Verre mineral ceramisable, fabrication d'articles en vitroceramique, lesdits articles | |
JPH04275948A (ja) | キャナサイトガラスセラミック製品 | |
JPS61286237A (ja) | リングレ−ザ−ジヤイロに適するガラスセラミツク体およびその製造方法 | |
JPS61261232A (ja) | 耐火・耐熱性ガラス | |
JP4287119B2 (ja) | ガラスセラミックおよびその製造方法 | |
JP2011073935A (ja) | 結晶化ガラス | |
US4786617A (en) | Glass-ceramic article, process for its production and thermally crystallizable glass | |
JP2012051786A (ja) | 透明なガラスセラミックス | |
JP5701500B2 (ja) | 低い密度を有する透明なガラスセラミック | |
CN115893834A (zh) | 一种棕色中性硼硅玻璃管及其制备方法和应用 | |
TWI803559B (zh) | 光學硼鋁酸鹽玻璃 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120926 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |