RU2712885C1 - Method of producing diopside glass (versions) - Google Patents

Method of producing diopside glass (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2712885C1
RU2712885C1 RU2019131322A RU2019131322A RU2712885C1 RU 2712885 C1 RU2712885 C1 RU 2712885C1 RU 2019131322 A RU2019131322 A RU 2019131322A RU 2019131322 A RU2019131322 A RU 2019131322A RU 2712885 C1 RU2712885 C1 RU 2712885C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diopside
melt
glass
mixture
heating
Prior art date
Application number
RU2019131322A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Егорович Кох
Надежда Георгиевна Кононова
Владимир Васильевич Соколов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН)
Priority to RU2019131322A priority Critical patent/RU2712885C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2712885C1 publication Critical patent/RU2712885C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing mineral material-based dolomite (CaMg(CO3)2) and silicon dioxide (pure quartz sand) of diopside glass, close to composition of MgCaSi2O6, with different functional properties, in particular, for production of luminescent and colored diopside glass with additives of rare-earth oxides, which can be used for production of industrial, jewelry and decorative-art products. Method comprises preparation of a charge by heat treatment of a mixture of mineral material dolomite and silicon dioxide in molar ratio of 1:2 in an open alundum crucible by heating to 1,200 °C, melting of the prepared charge in a glass-carbon crucible in an inert atmosphere using high-frequency heating with melt overheating to 1,600–1,700 °C till clarification of melt and hardening of melt in mode of switched off furnace. Rare-earth oxides, such as praseodymium, neodymium, samarium, europium, terbium or dysprosium, are added to prepared charge in amount of 1–30 wt%.
EFFECT: use of dolomite simplifies preparation of charge, since dolomite contains a calcium and magnesium ratio close to both in diopside and required for production of diopside glass.
4 cl, 3 tbl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способу получения на основе минерального сырья доломита (CaMg(CO3)2) и диоксида кремния (чистого кварцевого песка) диопсидного стекла, близкого к составу MgCaSi2O6, с различными функциональными свойствами, в частности, для получения люминесцентных и окрашенных диопсидных стекол с добавками редкоземельных оксидов, которые могут быть использованы для изготовления изделий промышленного, ювелирного и декоративно-художественного назначения, а также в производстве стекло - керамических изделий.The invention relates to a method for producing dolomite (CaMg (CO 3 ) 2 ) and silicon dioxide (pure quartz sand) diopside glass, based on mineral raw materials, close to the composition of MgCaSi 2 O 6 , with various functional properties, in particular, to obtain luminescent and colored diopside glasses with additives of rare-earth oxides, which can be used for the manufacture of industrial, jewelry and decorative-artistic products, as well as in the manufacture of glass - ceramic products.

Чистый беспримесный диопсид имеет химическую формулу MgCaSi2O6, представляет собой кристаллический порошок белого цвета, в виде кристаллов - это бесцветные прозрачные образцы.Pure pure diopside has the chemical formula MgCaSi 2 O 6 , is a white crystalline powder, in the form of crystals it is colorless transparent samples.

Использование доломита в стекольной промышленности широко известно и обусловлено введением в состав шихты для промышленных стекол оксида магния в концентрациях, не превышающих 5 масс. % для повышения прочности и химической стойкости стекол [Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. Часть I, раздел 7 Стекло, 7.3. Состав промышленных стекол различного назначения - СПб: "Мир и Семья", 2002, 988 с.]. Поэтому в состав шихты для стекол доломит, как источник оксида магния, вводится в малых концентрациях, содержание оксида кальция регулируется добавками извести. Качество доломита для промышленных стекол определено ГОСТом 23672-79* Доломит для стекольной промышленности. Технические условия.The use of dolomite in the glass industry is widely known and is due to the introduction of magnesium oxide in concentrations not exceeding 5 wt. % to increase the strength and chemical resistance of glasses [New reference chemist and technologist. Raw materials and products of the industry of organic and inorganic substances. Part I, section 7 Glass, 7.3. The composition of industrial glasses for various purposes - St. Petersburg: "Peace and Family", 2002, 988 S.]. Therefore, dolomite, as a source of magnesium oxide, is introduced into the mixture for glasses in low concentrations, the content of calcium oxide is regulated by lime additives. The quality of dolomite for industrial glasses is determined by GOST 23672-79 * Dolomite for the glass industry. Technical conditions

При получении специальных стекол доломит в состав шихты вводится в больших концентрациях. Так, например, в патенте [US 2961328 Refractory glass composition, опубл. 22.11.1960, МПК: С03С 3/076, С03С 3/102] для получения специальных многокомпонентных тугоплавких стекол, предназначенных для использования при высоких рабочих температурах и устойчивых к повреждению от ядерного излучения, вводят в состав шихты до 7-30% кальция и магния оксидов в форме доломита. Известен состав шихты для цветного стекла, включающий в состав шихты применение порядка 25 масс. % доломита (магний-кальциевого карбоната) наряду с песком и известью и добавок, понижающих температуру плавления шихты и окрашивающих [RU 2569942, Шихта для получения цветного стекла, опубл. 10.12.2015, МПК: С03С 6/04]. Известен также состав, включающий доломит, песок и известь и добавки, содержащие железо, для получения зеленого стекла для автомобильных и архитектурных остеклений, поглощающего инфракрасное и ультрафиолетовое излучения [ЕР 465645 BATCH COMPOSITION FOR MAKING INFRARED AND ULTRAVIOLET RADIATION ABSORBING GREEN GLASS, опубл. 15.01.1992, МПК: C03C 3/087, C03C 3/095, С03С 4/02, С03С 4/08, С03 6/04].Upon receipt of special glasses, dolomite is introduced into the mixture in high concentrations. So, for example, in the patent [US 2961328 Refractory glass composition, publ. 11.22.1960, IPC: С03С 3/076, С03С 3/102] to obtain special multicomponent refractory glasses intended for use at high operating temperatures and resistant to damage from nuclear radiation, up to 7-30% of calcium and magnesium are introduced into the mixture oxides in the form of dolomite. Known composition of the charge for colored glass, which includes the use of the order of the order of 25 mass. % dolomite (magnesium-calcium carbonate) along with sand and lime and additives that lower the melting point of the mixture and color [RU 2569942, Batch for colored glass, publ. 12/10/2015, IPC: С03С 6/04]. Also known composition, including dolomite, sand and lime and additives containing iron, to obtain green glass for automotive and architectural glazing, absorbing infrared and ultraviolet radiation [EP 465645 BATCH COMPOSITION FOR MAKING INFRARED AND ULTRAVIOLET RADIATION ABSORBING GREEN GLASS, publ. 01/15/1992, IPC: C03C 3/087, C03C 3/095, C03C 4/02, C03C 4/08, C03 6/04].

Чистый доломит с кремневой кислотой используют для получения гидротермальным способом кристаллического порошка диопсида, пригодного для использования как сырье в керамической промышленности [US 3652207 PROCESS FOR THE PRODUCTION OF SYNTHETIC DIOPSIDE, опубл. 28.03.1972, МПК: C04B 35/16, C04B 35/20, C01B 33/00, C01B 33/24, C04B 33/26]. Применение же таким образом приготовленного диопсида для получения диопсидного стекла экономически невыгодно из-за сложности гидротермального процесса, включающего предварительную декарбонизацию с превращением доломита в порошковую смесь оксидов магния и кальция.Pure dolomite with silicic acid is used to hydrothermally obtain a crystalline diopside powder suitable for use as a raw material in the ceramic industry [US 3652207 PROCESS FOR THE PRODUCTION OF SYNTHETIC DIOPSIDE, publ. 03/28/1972, IPC: C04B 35/16, C04B 35/20, C01B 33/00, C01B 33/24, C04B 33/26]. The use of diopside prepared in such a way to obtain diopside glass is economically disadvantageous due to the complexity of the hydrothermal process, including preliminary decarbonization with the conversion of dolomite into a powder mixture of magnesium and calcium oxides.

Люминесценция на порошках синтезированного MgCaSi2O6:Ln (допированного диопсида) изучена в работе [Sahu Ishwar Prasad // J Mater Sci: Mater Electron, 2016, V. 27, P. 10353-10363] для редкоземельных ионов (Се3+, Sm3+, Eu3+, Eu2+, Dy3+, Tb3+) излучающих в видимой области спектра. Высказана перспективность применения люминофоров на основе диопсида для диодных источников света.Luminescence on powders of synthesized MgCaSi 2 O 6 : Ln (doped diopside) was studied in [Sahu Ishwar Prasad // J Mater Sci: Mater Electron, 2016, V. 27, P. 10353-10363] for rare-earth ions (Ce 3+ , Sm 3+ , Eu 3+ , Eu 2+ , Dy 3+ , Tb 3+ ) emitting in the visible spectrum. The prospects of using phosphors based on diopside for diode light sources are expressed.

Люминесценция редкоземельных ионов в диопсидных стеклах состава MgCaSi2O6 не изучена. Имеются сведения о люминесценции в многокомпонентной стеклокерамике [Jinshu Cheng, Peijing Tian,Weihong Zheng, Jun Xie, Zhenxia Chen // Journal of Alloys and Compounds 471 (2009) 470-473; Peijing Tian, Jinshu Cheng, Gaoke Zhanga, Zhenxia Chen, and Qian Wang // Glass Physics and Chemistry, 2010, Vol. 36, No. 4, pp. 431-435], включающей зерна диопсидного стекла с более ярким свечением, которые скорее всего по составу относятся к примесному легкоплавкому диопсидному стеклу и закристаллизованной при 1000°С фазе диопсида с примесями, поскольку известно о большой растворимости оксидов металлов в диопсиде.Luminescence of rare-earth ions in diopside glasses of MgCaSi 2 O 6 composition has not been studied. There is evidence of luminescence in multicomponent glass ceramics [Jinshu Cheng, Peijing Tian, Weihong Zheng, Jun Xie, Zhenxia Chen // Journal of Alloys and Compounds 471 (2009) 470-473; Peijing Tian, Jinshu Cheng, Gaoke Zhanga, Zhenxia Chen, and Qian Wang // Glass Physics and Chemistry, 2010, Vol. 36, No. 4, pp. 431-435], which includes grains of diopside glass with a brighter glow, which most likely belong to an impurity fusible diopside glass and the diopside phase crystallized at 1000 ° C with impurities, since it is known about the high solubility of metal oxides in diopside.

Для проведения структурных исследований расплавов вдоль ряда соединений MgSiO3-CaSiO3 при быстром охлаждении (закалке) расплава получены прозрачные стекла состава (Ca2xMg2-2xSi2O6, где х=0, 0,25, 0,75 и 1. [Cormier L., Cuello G.J. // Geochimica et Cosmochimica Acta, 2013, V. 122, P. 498-510]. Для получения расплава используют шихту в составе SiO2, MgO и СаСО3, которую предварительно подвергают декарбонизации в течение ночи при 800°С, затем плавят на воздухе при температуре на 100 С выше температуры плавления в течение часа в платино-родиевом тигле. Проводят закалку дна тигля с расплавом в воду и получают стекла. Этот способ получения диопсидного стекла пригоден для исследовательских целей и не является технологичным: длительное время декарбонизации, использование дорогостоящей платины и дорогих реактивов, нетехнологичность проведения процесса закалки расплава.To conduct structural studies of melts along a series of MgSiO 3 -CaSiO 3 compounds with rapid cooling (quenching) of the melt, transparent glasses of the composition (Ca 2x Mg 2-2x Si 2 O 6 , where x = 0, 0.25, 0.75 and 1 . [Cormier L., Cuello GJ // Geochimica et Cosmochimica Acta, 2013, V. 122, P. 498-510]. To obtain the melt using a mixture of SiO 2 , MgO and CaCO 3 , which is pre-subjected to decarbonization overnight at 800 ° C, then melted in air at a temperature of 100 ° C above the melting temperature for an hour in a platinum-rhodium crucible. This method of producing diopside glass is suitable for research purposes and is not technologically advanced: a long decarbonization time, the use of expensive platinum and expensive reagents, the low-tech melt quenching process.

Технической задачей является разработка экономичного способа получения, как чистого диопсидного стекла, близкого к составу MgCaSi2O6, так и, содержащих добавки редкоземельных оксидов для получения люминесцентных и цветных диопсидных стекол, пригодных для изготовления изделий промышленного, ювелирного и декоративно-художественного назначения, а также в производстве стекло - керамических изделий.The technical task is to develop an economical method of producing both pure diopside glass close to the composition of MgCaSi 2 O 6 and containing rare-earth oxide additives to produce luminescent and colored diopside glasses suitable for the manufacture of industrial, jewelry and decorative items, and also in the manufacture of glass - ceramic products.

Технический результат изобретения достигается за счет использования шихты, содержащей минералообразующие компоненты диопсида - минеральное сырье беспримесный доломит CaMg(CO3)2 и кварцевый песок в соотношении 1:2 мол. %, которую предварительно декарбонизируют нагреванием до 800°С со скоростью 20-30°С/мин с последующим медленным нагревом со скоростью 3-4°С/мин до 1000°С, выдерживают при этой температуре не менее часа, затем нагревают до 1200°С в течение часа с последующей выдержкой в течение не менее 2 часов, при этом шихту гомогенизируют перетиранием в процессе выдержки при 1000°С и 1200°С, затем шихту загружают в стеклоуглеродный тигель и плавят в инертной атмосфере с использованием высокочастного нагрева с перегревом расплава до 1600°С, после осветления расплава проводят закалку расплава в режиме выключенной печи.The technical result of the invention is achieved through the use of a mixture containing the mineral-forming components of diopside - mineral raw materials pure dolomite CaMg (CO 3 ) 2 and quartz sand in a ratio of 1: 2 mol. %, which is pre-decarbonized by heating to 800 ° C at a speed of 20-30 ° C / min, followed by slow heating at a speed of 3-4 ° C / min to 1000 ° C, is kept at this temperature for at least an hour, then heated to 1200 ° C for one hour, followed by exposure for at least 2 hours, while the mixture is homogenized by grinding during exposure at 1000 ° C and 1200 ° C, then the mixture is loaded into a glass-carbon crucible and melted in an inert atmosphere using high-frequency heating with overheating of the melt to 1600 ° C, after clarification of the melt pr They conduct hardening of the melt in the off-furnace mode.

Технический результат достигается также за счет введения в шихту, содержащую минералообразующие компоненты диопсида - минеральное сырье беспримесный доломит CaMg(CO3)2 и кварцевый песок в соотношении 1:2 мол. %, редкоземельных оксидов в количестве от 1 до 30 масс. %. Шихту, содержащую доломит и кварцевый песок, предварительно декарбонизируют нагреванием до 800°С со скоростью 20-30°С/мин с последующим медленным нагревом со скоростью 3-4°С/мин до 1000°С, выдержкой при этой температуре не менее часа, затем нагревают до 1200°С в течение часа с последующей выдержкой в течение не менее 2 часов, при этом шихту гомогенизируют перетиранием в процессе выдержки при 1000°С и 1200°С.The technical result is also achieved by introducing into the mixture containing the mineral-forming components of diopside, mineral raw materials, the pure dolomite CaMg (CO 3 ) 2 and quartz sand in a ratio of 1: 2 mol. %, rare earth oxides in an amount of from 1 to 30 mass. % The mixture containing dolomite and silica sand is pre-decarbonized by heating to 800 ° C at a speed of 20-30 ° C / min, followed by slow heating at a speed of 3-4 ° C / min to 1000 ° C, holding at this temperature for at least an hour, then heated to 1200 ° C for an hour, followed by exposure for at least 2 hours, while the mixture is homogenized by grinding during exposure at 1000 ° C and 1200 ° C.

После введения редкоземельных оксидов шихту гомогенизируют, затем загружают в стеклоуглеродный тигель и плавят в инертной атмосфере с использованием высокочастного нагрева с перегревом расплава до 1600-1700°С, после осветления расплава проводят закалку расплава в режиме выключенной печи.After the introduction of rare-earth oxides, the mixture is homogenized, then loaded into a glassy carbon crucible and melted in an inert atmosphere using high-frequency heating with overheating of the melt to 1600-1700 ° C; after clarification of the melt, the melt is quenched in the off-furnace mode.

В качестве редкоземельного оксида используют оксид празеодима, или неодима, или самария, или европия, или тербия или диспрозия. Для получения люминесцентных стекол в состав шихты вводят от 1 до 5 масс. % редкоземельного оксида: Pr, или Nd, или Sm, или Eu, или Tb или Dy, ионы которых излучают в видимой области спектра. Для получения окрашенных стекол в состав шихты вводят от 5 до 30 масс. % редкоземельного оксида: Pr, или Nd или Ей, ионы которых придают стеклу зеленую, сиреневую, красного оттенка окраску, при этом перегрев расплава повышают до 1700°С с последующей закалкой отключением индукционного нагрева.As rare earth oxide, praseodymium or neodymium or samarium or europium or terbium or dysprosium oxide is used. To obtain luminescent glasses in the composition of the charge is introduced from 1 to 5 mass. % rare earth oxide: Pr, or Nd, or Sm, or Eu, or Tb or Dy, whose ions emit in the visible region of the spectrum. To obtain colored glasses in the composition of the charge is introduced from 5 to 30 mass. % of rare-earth oxide: Pr, or Nd or Ei, whose ions give the glass a green, lilac, red color, while the melt overheating is increased to 1700 ° C, followed by quenching by switching off the induction heating.

Прозрачность и однородность полученных стекол показана на фиг. 1. На фиг. 2 представлены спектры люминесценции диопсидных стекол, допированных редкоземельными оксидами (3 масс. %) при возбуждении λ=300 нм. На фиг. 3 представлены спектры диффузного отражения (СДО) порошков растертых стекол: 1-30 масс. % оксида празеодима; 2-10 масс. % оксида европия; 3-30 масс. % оксида европия.The transparency and uniformity of the resulting glasses is shown in FIG. 1. In FIG. Figure 2 shows the luminescence spectra of diopside glasses doped with rare-earth oxides (3 wt.%) Upon excitation at λ = 300 nm. In FIG. 3 shows the diffuse reflectance spectra (DLS) of powders of ground glass: 1-30 mass. % praseodymium oxide; 2-10 mass. % europium oxide; 3-30 mass. % europium oxide.

Суть предлагаемого изобретения раскрывается примерами.The essence of the invention is disclosed by examples.

Для приготовления шихты использован белый доломит марки ДК-19-0,5 (Карьер Таензинский, Шерегеш), практически не содержащий примеси железа. По результатам элементного анализа он представляет собой беспримесный магний кальциевый карбонат состава Mg1-xCa(CO3)2. Результаты элементного анализа представлены в таблице 1.For the preparation of the mixture used white dolomite grade DK-19-0.5 (Quarry Taenzinsky, Sheregesh), practically free of iron impurities. According to the results of elemental analysis, it is pure magnesium calcium carbonate of the composition Mg 1-x Ca (CO 3 ) 2 . The results of elemental analysis are presented in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Пример 1. 10 г измельченного и просеянного доломита смешивают с 6,52 г порошкового диоксида кремния, марки чда (ГОСТ 9428-73). Смесь компонентов в алундовом тигле предварительно подвергалась термической обработке путем быстрого нагрева со скоростю 20-30°С/мин до 800°С с последующим медленным нагревом со скоростью 3-4°С/мин до 1000°С, одночасовой выдержкой при 1000°С, чтобы процесс разложения карбоната был неинтенсивным и не произошло выброса шихты из тигля за счет газовыделения. Последующий нагрев до 1200°С в течении 1 часа с выдержкой в течение 2 часов и перетирание шихты в процессе выдержки при 1000°С и 1200°С обеспечивает дополнительную гомогенизацию смеси, окончательное удаление газовых примесей и доведение шихты до постоянного веса. По результатам рентгенофазового анализа шихта представляет собой смесь оксидов магния, кальция и кремния, возможно, с пассивацией поверхности оксидов магния и кальция тонкой пленкой диопсида, поскольку при хранении, таким образом подготовленной шихты, не наблюдали изменения ее веса. После охлаждения шихта готова к хранению и использованию для плавки и получению диопсидного стекла. Для получения диопсидного стекла 3 г шихты помещают в стеклоуглеродный тигель диаметром 15 мм высотой 60 мм. Плавку шихты осуществляют с использованием индукционного нагрева до 1600°С до осветления расплава и последующей закалки расплава в режиме выключенной печи. Известно, что индукционный нагрев создает магнитное поле, способствующее перемешиванию расплава и получению при закалке однородных стекол. В таблице 2 представлены результаты анализа диопсидного стекла.Example 1. 10 g of crushed and sifted dolomite is mixed with 6.52 g of powdered silicon dioxide, grade chda (GOST 9428-73). The mixture of components in the alundum crucible was preliminarily subjected to heat treatment by rapid heating at a speed of 20-30 ° C / min to 800 ° C, followed by slow heating at a speed of 3-4 ° C / min to 1000 ° C, one-hour exposure at 1000 ° C, so that the process of decomposition of carbonate is not intense and there is no release of the mixture from the crucible due to gas evolution. Subsequent heating to 1200 ° C for 1 hour with exposure for 2 hours and grinding the mixture during aging at 1000 ° C and 1200 ° C provides additional homogenization of the mixture, the final removal of gas impurities and bringing the mixture to a constant weight. According to the results of x-ray phase analysis, the mixture is a mixture of magnesium, calcium and silicon oxides, possibly with passivation of the surface of magnesium and calcium oxides with a thin diopside film, since during storage of the mixture thus prepared, no change in its weight was observed. After cooling, the mixture is ready for storage and use for melting and obtaining diopside glass. To obtain diopside glass, 3 g of the mixture are placed in a glassy carbon crucible with a diameter of 15 mm and a height of 60 mm. The charge is melted using induction heating to 1600 ° C until the melt is clarified and the melt quenched in the off furnace mode. It is known that induction heating creates a magnetic field that contributes to the mixing of the melt and to obtain uniform tempering during tempering. Table 2 presents the results of the analysis of diopside glass.

Figure 00000002
Figure 00000002

Пример 2. В 3 г шихты приготовленной согласно примеру 1 вводится от 1 до 5 масс. % оксида редкоземельного элемента: Pr, или Nd, или Sm, или Eu, или Tb или Dy. Смеси после тщательного перемешивания готовы для получения стекол с люминесцентными свойствами. Стекла получены закалкой расплава шихты от 1600°С, спектры люминесценции которых, представлены на фиг. 2.Example 2. In 3 g of the mixture prepared according to example 1 is introduced from 1 to 5 mass. % rare earth oxide: Pr, or Nd, or Sm, or Eu, or Tb or Dy. Mixtures after thorough mixing are ready to obtain glasses with luminescent properties. Glasses were obtained by quenching of the charge melt from 1600 ° С, the luminescence spectra of which are shown in FIG. 2.

Пример 3. В 3 г шихты, приготовленной согласно примеру 1, вводят от 5 до 30 масс. % оксида прозеодима, или оксида неодима или оксида европия. Смеси после тщательного перемешивания готовы для получения ярко окрашенных диопсидных стекол. Стекла получены закалкой расплава шихты от 1700°С с характерным для редкоземельных ионов, соответственно, зеленым, сиреневым или красного оттенка цветом (фиг. 1).Example 3. In 3 g of the mixture prepared according to example 1, enter from 5 to 30 mass. % proseodymium oxide, or neodymium oxide or europium oxide. The mixture, after thorough mixing, is ready to obtain brightly colored diopside glasses. Glasses were obtained by quenching of the charge melt from 1700 ° С with a characteristic green earth, green, lilac or red hue, respectively (Fig. 1).

Цветовые характеристики ряда цветных диопсидных стекол, полученных из спектров диффузного отражения (СДО) порошков растертых стекол (фиг. 3), представлены в таблице 3.The color characteristics of a number of colored diopside glasses obtained from diffuse reflectance spectra (DDS) of powdered ground glasses (Fig. 3) are presented in Table 3.

Figure 00000003
Figure 00000003

Параметры цвета, вычисленные из СДО в соответствии с ГОСТ Р 52489-2005 и ГОСТ Р 52662-2006. Источник света: D65. Наблюдатель 10° (1964 г.).Color parameters calculated from SDO in accordance with GOST R 52489-2005 and GOST R 52662-2006. Light source: D65. Observer 10 ° (1964).

Claims (4)

1. Способ получения диопсидного стекла, включающий декарбонизацию в процессе нагрева на воздухе шихты, содержащей минералообразующие компоненты диопсида - магния оксид, кальция карбонат и кремния диоксид, плавление и закалку полученного расплава, отличающийся тем, что используют шихту, содержащую минералообразующие компоненты диопсида - минеральное сырье беспримесный доломит CaMg(CO3)2 и кварцевый песок в соотношении 1:2 мол.%, которую предварительно декарбонизируют нагреванием до 800°С со скоростью 20-30°С/мин с последующим медленным нагревом со скоростью 3-4°С/мин до 1000°С, выдерживают при этой температуре не менее часа, затем нагревают до 1200°С в течение часа с последующей выдержкой в течение не менее 2 часов, при этом шихту гомогенизируют перетиранием в процессе выдержки при 1000°С и 1200°С, затем шихту загружают в стеклоуглеродный тигель и плавят в инертной атмосфере с использованием высокочастного нагрева с перегревом расплава до 1600°С, после осветления расплава проводят закалку расплава в режиме выключенной печи.1. The method of producing diopside glass, including decarbonization of a mixture containing mineral-forming components of diopside — magnesium oxide, calcium carbonate and silicon dioxide during heating in air, melting and quenching of the obtained melt, characterized in that a charge containing mineral-forming components of diopside — mineral raw materials is used pure dolomite CaMg (CO 3) 2 and silica sand in a ratio of 1:. 2 mol%, which had been previously dekarboniziruyut heating to 800 ° C at a rate 20-30 ° C / min, followed by slow heating at a speed of 3-4 ° C / min to 1000 ° C, maintained at this temperature for at least an hour, then heated to 1200 ° C for an hour, followed by exposure for at least 2 hours, while the mixture is homogenized by grinding during aging at 1000 ° С and 1200 ° С, then the charge is loaded into a glassy carbon crucible and melted in an inert atmosphere using high-frequency heating with overheating of the melt to 1600 ° С, after clarification of the melt, the melt is quenched in the off-furnace mode. 2. Способ получения диопсидного стекла, включающий декарбонизацию в процессе нагрева на воздухе шихты, содержащей минералообразующие компоненты диопсида - магния оксид, кальция карбонат и кремния диоксид, плавление и закалку полученного расплава, отличающийся тем, что используют шихту, содержащую минералообразующие компоненты диопсида - минеральное сырье беспримесный доломит CaMg(CO3)2 и кварцевый песок в соотношении 1:2 мол.%, которую предварительно декарбонизируют нагреванием до 800°С со скоростью 20-30°С/мин с последующим медленным нагревом со скоростью 3-4°С/мин до 1000°С, выдерживают при этой температуре не менее часа, затем нагревают до 1200°С в течение часа с последующей выдержкой в течение не менее 2 часов, при этом шихту гомогенизируют перетиранием в процессе выдержки при 1000°С и 1200°С, вводят в шихту 1-30 мас.% редкоземельного оксида, гомогенизируют, затем шихту загружают в стеклоуглеродный тигель и плавят в инертной атмосфере с использованием высокочастного нагрева с перегревом расплава до 1600-1700°С, после осветления расплава проводят закалку расплава в режиме выключенной печи.2. A method for producing diopside glass, including decarbonization of a mixture containing mineral-forming components of diopside — magnesium oxide, calcium carbonate and silicon dioxide during air heating, melting and quenching of the obtained melt, characterized in that a charge containing mineral-forming components of diopside — mineral raw materials is used pure dolomite CaMg (CO 3) 2 and silica sand in a ratio of 1:. 2 mol%, which had been previously dekarboniziruyut heating to 800 ° C at a rate 20-30 ° C / min, followed by slow heating at a speed of 3-4 ° C / min to 1000 ° C, maintained at this temperature for at least an hour, then heated to 1200 ° C for an hour, followed by exposure for at least 2 hours, while the mixture is homogenized by grinding during aging at 1000 ° С and 1200 ° С, 1-30 wt.% Of rare-earth oxide is introduced into the mixture, homogenized, then the mixture is loaded into a glass-carbon crucible and melted in an inert atmosphere using high-frequency heating with melt overheating to 1600-1700 ° С, after clarification of the melt conduct hardening of the melt in the off mode of the furnace. 3. Способ получения диопсидного стекла по п. 2, отличающийся тем, что редкоземельный оксид вводят в шихту от 1 до 5 мас.% для получения люминесцентного диопсидного стекла или от 5 до 30 мас.% для получения цветного диопсидного стекла.3. The method of producing diopside glass according to claim 2, characterized in that the rare-earth oxide is introduced into the charge from 1 to 5 wt.% To obtain luminescent diopside glass or from 5 to 30 wt.% To obtain colored diopside glass. 4. Способ получения диопсидного стекла по п. 2 или 3, отличающийся тем, что в качестве редкоземельного оксида используют оксид празеодима, или неодима, или самария, или европия, или тербия или диспрозия.4. The method of producing diopside glass according to claim 2 or 3, characterized in that the oxide of praseodymium, or neodymium, or samarium, or europium, or terbium or dysprosium is used as the rare-earth oxide.
RU2019131322A 2019-10-02 2019-10-02 Method of producing diopside glass (versions) RU2712885C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019131322A RU2712885C1 (en) 2019-10-02 2019-10-02 Method of producing diopside glass (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019131322A RU2712885C1 (en) 2019-10-02 2019-10-02 Method of producing diopside glass (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2712885C1 true RU2712885C1 (en) 2020-01-31

Family

ID=69624820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019131322A RU2712885C1 (en) 2019-10-02 2019-10-02 Method of producing diopside glass (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2712885C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801146C1 (en) * 2022-11-29 2023-08-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Method for diopside production

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3652207A (en) * 1969-04-11 1972-03-28 Rheinische Kalksteinwerke Process for the production of synthetic diopside
EP0465645A1 (en) * 1990-01-30 1992-01-15 Libbey-Owens-Ford Co. Batch composition for making infrared and ultraviolet radiation absorbing green glass
US8741793B2 (en) * 2008-06-25 2014-06-03 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Vitreous material with visual effects and its applications
RU2645687C1 (en) * 2016-12-29 2018-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования - Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Transparent sitall and method of its receiving

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3652207A (en) * 1969-04-11 1972-03-28 Rheinische Kalksteinwerke Process for the production of synthetic diopside
EP0465645A1 (en) * 1990-01-30 1992-01-15 Libbey-Owens-Ford Co. Batch composition for making infrared and ultraviolet radiation absorbing green glass
US8741793B2 (en) * 2008-06-25 2014-06-03 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Vitreous material with visual effects and its applications
RU2645687C1 (en) * 2016-12-29 2018-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования - Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Transparent sitall and method of its receiving

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801146C1 (en) * 2022-11-29 2023-08-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Method for diopside production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kemere et al. Luminescence properties of Eu, RE3+ (RE= Dy, Sm, Tb) co-doped oxyfluoride glasses and glass–ceramics
Zaid et al. Synthesis and characterization of low cost willemite based glass–ceramic for opto-electronic applications
Dan et al. Effect of Copper nanoparticles on the enhancement of upconversion in the Tb3+/Yb3+ co-doped transparent glass–ceramics
Ehrt et al. Glasses and glass ceramics with blue, green and red photoluminescence
Gao et al. Dual-mode photoluminescence from nanocrystalline Mn2+-doped Li, Zn-aluminosilicate glass ceramics
Tratsiak et al. On the stabilization of Ce, Tb, and Eu ions with different oxidation states in silica-based glasses
Gao et al. Effect of glass-ceramics network intermediate Al2O3 content on up-conversion luminescence in Er3+/Yb3+ co-doped NaYF4 oxy-fluoride glass-ceramics
RU2712885C1 (en) Method of producing diopside glass (versions)
RU2494981C1 (en) Glass-crystalline material
Leow et al. Study of structural and luminescence properties of lead lithium borophosphate glass system doped with Ti ions
Mun et al. The characteristics on structural and optical of Co3O4 incorporated Zn2SiO4 for phosphor approaches
RU2616648C1 (en) Method for production of glass-ceramic material with rare earth elements niobates nanoscale crystals
Ha et al. Crystallization mechanism and photoluminescence properties of CaF2–Al2O3–SiO2: Eu glass-ceramics based on nano-scale phase separation phenomenon
CN1955129A (en) Transparent oxyfluoride glass ceramic and its preparation method
Ouyang et al. Near-Green-Emitting Tb 3+-Doped Transparent Glass Ceramics Containing Ba 2 LaF 7 Nanocrystals for Application in White Light-Emitting Diodes
Fernández‐Rodríguez et al. Structure and luminescent properties of Sm/Dy‐doped Sr2MgSi2O7 glass–ceramics
CN108558204B (en) Spectrum-adjustable Eu and Dy-doped luminescent glass and preparation method thereof
CN108395097B (en) Rare earth doped luminescent glass and preparation method thereof
Wang et al. Upconversion luminescence of Eu3+ ion in aluminoborate/NaYF4 vitreous composite matrix induced by 800 nm laser
RU2787608C1 (en) Luminescent material and method for its production
US9260341B2 (en) Transparent aluminate glasses, vitroceramics, and ceramics
RU2564037C1 (en) Method of stabilising rare-earth ions in trivalent state in silicate glass and composites
KR100267510B1 (en) A preparing process of green fluorescent body based zinc silicate
CN1664056A (en) Process for preparing silicate green fluorescent powder
WO2007004366A1 (en) Phosphorescent material, process for producing the same, and phosphorescent display element