Натриево-известковое стекло с разделенными фазами

Номер патента: 21638

Опубликовано: 30.07.2015

Авторы: Богэр Мишель, Годэ Стефан

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Стекло, включающее SiO2, Na2O и CaO в качестве главных компонентов, которое содержит две аморфные фазы, имеющие различные составы, причем одна из двух фаз находится в форме включений, диспергированных в объеме другой фазы, содержащих кристаллические частицы, характеризующиеся тем, что кристаллические частицы находятся в объеме включений и состоят по меньшей мере на 95% из SiO2.

2. Стекло по п.1, характеризующееся тем, что оно содержит, в процентах от общего веса, 60-85 SiO2, 1-25 Na2O и 1-25 CaO.

3. Стекло по любому из пп.1 или 2, характеризующееся тем, что включения находятся в форме капель или вермикулитов.

4. Стекло по п.3, характеризующееся тем, что кристаллические частицы находятся в форме одного или более полиморфов SiO2.

5. Стекло по одному из пп.1-4, характеризующееся тем, что кристаллические частицы имеют размер между 5 нм и 500 мкм.

6. Стекло по п.5, характеризующееся тем, что кристаллические частицы имеют размер между 5 и 500 нм.

7. Стекло по п.5, характеризующееся тем, что кристаллические частицы имеют размер между 500 нм и 500 мкм.

8. Стекло по одному из предшествующих пунктов, характеризующееся тем, что оно имеет хрупкость, измеренную вдавливанием по Виккерсу, менее 6,5 мкм-0,5.

9. Стекло по одному из предшествующих пунктов, характеризующееся тем, что его коэффициент теплового расширения, измеренный для изменения температуры в интервале от 25 до 300°C, составляет более 100´10-7/°C.

10. Стекло по одному из предшествующих пунктов, характеризующееся тем, что оно не содержит элементарного фтора.

11. Стекло по одному из предшествующих пунктов, характеризующееся тем, что оно не содержит элементарного свинца.

12. Лист, характеризующийся тем, что он состоит из стекла по одному из пп.1-11.

13. Изделие, характеризующееся тем, что оно содержит по меньшей мере один лист по п.12.

Текст

Смотреть все

Изобретение относится к стеклу, включающему SiO2, Na2O и CaO в качестве главных компонентов,которое содержит две аморфные фазы, имеющие различные составы, причем одна из двух фаз находится в форме включений, диспергированных в объеме другой фазы, содержащих кристаллические частицы. Кристаллические частицы находятся в объеме включений и состоят по меньшей мере на 95% из SiO2. Такое стекло имеет хорошую механическую прочность,в особенности хорошую устойчивость к распространению царапин, и позволяет проводить улучшенную закалку. Это стекло, кроме того, имеет приятный эстетический вид.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: АГК ГЛАСС ЮРОП; УНИВЕРСИТЭ ЛИБР ДЕ БРЮССЕЛЬ (BE) Область изобретения Область изобретения представляет собой стеклообразные материалы в натриево-известковой системе. Более конкретно, изобретение относится к натриево-известковому стеклу, которое имеет хорошую механическую прочность, в частности хорошую устойчивость к распространению царапин, и которое допускает проводить усовершенствованную закалку. Эти свойства одновременно с приятным эстетическим видом есть у стекла согласно изобретению. Описание предшествующего уровня техники Стекло, в его самом широком понимании, представляет собой материал, который является аморфным, не содержит кристаллической структуры и является изотропным. В ходе производства такого типа аморфного материала, содержащего компоненты кристаллизуемого соединения, может происходить явление кристаллизации, известное как расстекловывание. Когда кристаллизация происходит случайно или неуправляемым образом, это ведет к формированию кристаллов, которые являются относительно большими, имеют очень разнообразные размеры и распределяются гетерогенно в матрице стекла, часто в форме иголок на поверхности. Присутствие таких кристаллов приводит к оптическому дефекту (снижению прозрачности) и/или механическому дефекту(снижению устойчивости к механическим напряжениям) готового стекла. Кроме того, в ходе производства стекла также может происходить другое нежелательное явление. Оно представляет собой фазовое разделение жидкость/жидкость или расслоение, которое относится к росту аморфных фаз различных составов. Хорошо известно, что во многих расплавленных силикатах можно наблюдать две жидкие фазы различных составов, что называют несмешиваемостью. Фазовые диаграммы многих расплавленных жидкостей имеют области несмешиваемости или пробелы смешиваемости, которые являются стабильными выше температуры ликвидуса: это особенно касается силикатов щелочно-земельных металлов, в случае композиций, обогащенных оксидом кремния. В других случаях эта несмешиваемость наблюдается ниже температуры ликвидуса (метастабильная несмешиваемость), например в силикатах щелочных металлов. Гомогенное стекло, нагретое до температуры, при которой происходит фазовое разделение, будет, следовательно, разделяться на два стекла, имеющих различные составы. Существует два типа фазового разделения, которые приводят к образованию поверхностей раздела между аморфными фазами, имеющими различные морфологии. Эти два типа поверхностей раздела показаны на фиг. 1: (а) либо разделение происходит через механизм зародышеобразования/роста, в этом случае разделение приводит к образованию изолированных включений, именуемых "каплями", которые диспергированы в матрице стекла, (б) либо разделение происходит через спинодальный распад (спонтанное разделение) и в этом случае это приводит морфологически к появлению включений, часто описываемых как "вермикулиты", в результате чего образуется перекрученная структура с более диффузной границей между двумя аморфными фазами. Фазовое разделение, когда оно происходит случайно в стекле, модифицирует текстуру этого стекла и приводит к нежелательным оптическим и механическим гетерогенностям. Явление фазового разделения в конкретном случае стекла, относящегося к системеNa2O-CaO-SiO2, было исследовано Burnett et al. (Physics and Chemistry of Glasses, Vol. 11, No. 5, October 1970). Кроме того, в течение десятилетий композицию натриево-известкового стекла оптимизируют,стремясь ограничить это нежелательное расстекловывание и явление разделения фаз и получить, таким образом, полностью аморфный стеклянный материал. Тем не менее, несмотря на свойство прозрачности неорганического стекла, отсутствие микроструктурных поверхностей раздела приводит к хрупкости материала. Эта внутренняя механическая хрупкость приводит к низким устойчивостям по отношению к механическим воздействиям. В частности, эстетический вид стекла часто значительно ухудшается при формировании царапин или потертостей в ходе его использования и/или перевозки. Кроме того, даже если стекло твердое, оно хрупкое и не очень жесткое,т.е. оно не устойчиво к распространению царапин или трещин в связи с отсутствием неоднородностей и границ зерен. В равной степени, натриево-известковое стекло, которое не проводит тепло очень хорошо, имеет высокое расширение в месте нагрева. Расширенное стекло оказывает давление на окружающие части,что ведет к разрушению стеклянного предмета, т.е. "термическому разрушению". В наши дни в промышленности натриево-известковых стекол очень широко используют "закалку" стекла, делая возможным улучшение механической прочности и термической устойчивости. К сожалению, эта термическая обработка, проведенная однажды, не позволяет затем разрезать продукт, если он, например, находится в форме листа. В этом случае важно, чтобы машинная обработка и конечное формирование краев были проведены перед закалкой. Последний пункт является главным недостатком стеклянных продуктов, для которых требуется повышенная механическая прочность, типа плиточных полов или рабочих поверхностей, и которые часто требуют разрезания для их установки. Кроме того, закалка натриево-известкового стекла сложна или даже невозможна для стекла, известного как "тонкое стекло", т.е. для стекла в форме листа, имеющего толщину приблизительно менее 2,5 мм. Действительно, вызванное закалкой сжимающее напряжение на поверхность порядка 100 МПа невозможно для таких листов стекла. Это ограничение возникает из-за величины коэффициента теплового-1 021638 расширения (КТР) натриево-известкового стекла порядка 9010-7C. Действительно, в области стеклянных материалов хорошо известно, что закалка облегчается при увеличении КТР. Более высокое значение КТР для натриево-известкового стекла, таким образом, позволило бы проводить усовершенствованную закалку и, например, обеспечило бы доступность закаленного тонкого стекла. Одним известным способом улучшения механической прочности стекла и в особенности его устойчивости к распространению царапин является создание поверхностного слоя, осажденного на стекло. Целью этой методики является извлечение преимущества из конкретной механической прочности указанного слоя по отношению к внешнему механическому напряжению. Тем не менее, толщина защитного слоя ограничена, и любая макроскопическая царапина подвергает незащищенное стекло воздействию внешнего окружения или ведет к зарождению трещин в области стекла, которая становится хрупкой. Кроме того, осаждение такого слоя только улучшает устойчивость стекла к царапинам и никоим образом не изменяет его коэффициент теплового расширения. В области материалов из стекла известны стекла, содержащие аморфную стеклянную фазу и кристаллическую фазу. Эти стекла возникают в результате контролируемого однородного расстекловывания стекла. Превращение в полукристаллический керамический материал, также известный как стеклокристаллический материал или обычно как стеклокерамический материал, достигается из стекла через контролируемую термическую обработку, которая делает возможным получение высокой плотности малых кристаллов, диспергированных гомогенно в объеме материала. В отличие от неконтролируемого расстекловывания, это гомогенное распределение кристаллов делает возможным улучшение механических свойств продукта. Действительно, определенные виды стеклокерамики имеют высокую устойчивость к царапинам и высокий предел прочности на разрыв, а также отсутствие расширения при высокой температуре, что делает их фактически неуязвимыми к термическим ударам. Регулируя пропорцию и природу различных кристаллов, можно корректировать КТР стеклокерамики, при этом часто достигают очень низких величин. На основе этих свойств были разработаны многочисленные применения таких типов стекла. Стеклокерамику, например, используют для производства варочных панелей или стенок дымоходов. В течение десятилетий, начиная с прорыва стеклокерамики на рынок в середине 1950-х гг., несколько компаний разрабатывают стеклокерамику на основе частичной кристаллизации стекла. Известные композиции основаны, например, на Li2O-SiO2 (силикатных) системах или Li2O-Al2O3-SiO2 (алюмосиликатных) системах. Кроме того, они часто имеют один или более агентов, образующих зародыши кристаллизации, таких как TiO2, ZrO2 или Р 2 О 5. С другой стороны, предшествующий уровень техники не предлагает стеклокерамику в Na2O-CaO-SiO2 натриево-известковой системе. Кроме того, в научной литературе поддерживается мнение, в частности в статье Strnad et al., опубликованной в Physics andChemistry of Glasses (Vol. 14, No 2, April 1973), что невозможно произвести гомогенную кристаллизацию в объеме стекла, который относится к этой системе, и что в этом случае может произойти только неконтролируемая гетерогенная кристаллизация. Хотя многие известные стеклокерамические материалы имеют свойства механической прочности и теплостойкости, намного большие, чем аморфное натриево-известковое стекло, они, тем не менее, остаются более дорогими для производства и, следовательно, не могут быть транспонированы в стандартные приложения по экономическим причинам. Благодаря простоте производства и низкой стоимости сырья натриево-известковое стекло особенно держит преобладающее положение в стекольной промышленности, в частности на рынках зданий, моторных средств передвижения и оформлений. Следовательно, имеется очевидное экономическое преимущество в производстве натриевоизвесткового стекла, имеющего улучшенные механические свойства, в особенности хорошую устойчивость к распространению царапин, и которое допускает проведение улучшенной закалки. Кроме того, стекло, известное как "опаловое стекло", содержащее стеклянную фазу и кристаллическую фазу, также хорошо известно в данной области техники, и его получают введением глушителя,обычно фторидов, в силикат, алюмосиликат или боросиликат, через намеренную или контролируемую кристаллизацию кристаллов (в случае добавления фторидов кристаллы обычно представляют собой CaF2 или NaF). Опаловое стекло, которое широко используется в повседневной жизни, является непрозрачным и рассеивает свет. Поэтому это стекло, главным образом, используют в оформлении и производстве потребительских продуктов, таких как столовая посуда или осветительная арматура. Традиционное опаловое стекло, продаваемое под торговой маркой Arcopal, является молочно-белым и представляет собой фторосиликат. Тем не менее, введение обычных глушителей, таких как фториды, в композиции стекла имеет два главных недостатка: (i) несомненное отрицательное воздействие на окружающую среду и (ii) повышенные коррозийные явления огнеупорных материалов плавильных печей. Следовательно, также имеется интерес в получении натриево-известкового стекла, которое имеет приятный эстетический вид, сопоставимый с таковым у опалового стекла, но которое не содержит фтора. Задачи изобретения Одна цель изобретения, в частности, заключается в том, чтобы преодолеть недостатки предшествующего уровня техники путем решения технической проблемы, а именно получить натриевоизвестковое стекло, т.е. относящееся к системе Na2O-CaO-SiO2, имеющее повышенные механические свойства, в особенности хорошую устойчивость к распространению царапин, и которое также допускает проведение улучшенной закалки. Другая цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить натриево-известковое стекло, имеющее,кроме желательной механической прочности и того факта, что оно допускает улучшенную закалку, эстетический вид, желательный в качестве функции применения, для которого оно предназначено. В этом контексте изобретение предлагает обеспечивать натриево-известковое стекло, которое является прозрачным или, в альтернативном случае, имеет приятный молочный непрозрачный вид, сопоставимый с таковым у опалового стекла, но без добавления глушителя. Наконец, еще одна цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить решение, лишенное недостатков предшествующего уровня техники, которое будет простым, экономичным и иметь низкое воздействие на окружающую среду. Краткое содержание изобретения В соответствии с одним специфическим вариантом выполнения изобретение относится к стеклу,имеющему SiO2, Na2O и CaO в качестве главных компонентов и содержащему две аморфные фазы, имеющие различные составы, причем одна из двух фаз находится в форме включений, диспергированных в объеме другой фазы. Согласно изобретению указанные включения содержат кристаллические частицы. Таким образом, стекло согласно изобретению позволяет преодолеть недостатки материалов предшествующего уровня техники и решить заявленную техническую задачу. В частности, авторы изобретения продемонстрировали, что, вызывая явление фазового разделения в сочетании с кристаллизацией на границе раздела аморфная фаза/аморфная фаза и/или в объеме включений, созданных фазовым разделением, можно получить стекло в натриево-известковой системе, которое характеризуется улучшенными механическими свойствами, в частности хорошей устойчивостью к распространению царапин, и имеет эстетически приемлемый или приятный вид. Этот результат является неожиданным, поскольку прозрачность и гомогенность, необходимые в обычных применениях натриево-известкового стекла (архитектура, моторные транспортные средства и т.д.), всегда наводили специалиста на мысли только об аморфных материалах и поддерживали стремление специалиста оптимизировать состав стекла и также процесс его производства, чтобы предотвратить или, по меньшей мере, ограничить нежелательные явления расстекловывания и фазового разделения. Кроме того, авторы изобретения продемонстрировали, очень неожиданно, что натриевоизвестковое стекло, имеющее фазовое разделение в сочетании с кристаллизацией, позволяет достигать величин КТР выше, чем у соответствующего полностью аморфного стекла. Таким образом, натриево-известковое стекло с разделенными фазами согласно изобретению имеет повышенную механическую прочность, в частности хорошую устойчивость к распространению царапин,а также позволяет проведение улучшенной закалки. Это стекло, кроме того, экономично и эстетически приемлемо для стандартных применений в строительной промышленности или промышленности моторных транспортных средств. Изобретение также относится к листу, состоящему из стекла, которое описано ранее, а также к изделию, содержащему по меньшей мере один такой лист. Далее настоящее изобретение будет описано более подробно, но не ограничивая его объем. Фиг. 1 представляет изображение, полученное электронной микроскопией стекол с разделенными фазами предшествующего уровня техники. Фиг. 2 демонстрирует положение кристаллических частиц в соответствии с изобретением. Описание варианта выполнения изобретения Стекло согласно изобретению представляет собой натриево-известковый материал, т.е. стекло, которое относится к системе Na2O-CaO-SiO2. Следовательно, стекло согласно изобретению имеет SiO2,Na2O и CaO в качестве главных компонентов. В частности, стекло согласно изобретению содержит, в виде процентов от общего веса, 60-85% SiO2, 1-25% Na2O и 1-25% CaO. Дополнительно, оно может содержать другие компоненты в незначительных количествах, такие как K2O, MgO, Al2O3, ВаО, различные красители или остатки, возникающие из добавок, которые модифицируют процессы окислениявосстановления (NaNO3, Na2SO4, кокс и т.д.). Предпочтительно эти компоненты в случае присутствия в материале согласно изобретению в сумме не будут превышать 15 вес.%. Согласно одному конкретному варианту выполнения изобретения это стекло не содержит элементарного фтора. Такое натриево-известковое стекло, следовательно, имеет низкое воздействие на окружающую среду, в особенности по сравнению с опаловым стеклом, глушитель которого традиционно основан на одном из этих компонентов. Выражение "не содержит" означает в настоящем изобретении, что стекло содержит элементарный фтор только в следовых количествах. Предпочтительно стекло содержит элементарный фтор только в количестве менее 500 млн долей по весу. Согласно одному конкретному варианту выполнения изобретения стекло не содержит элементарного лития. Поскольку оксид лития более дорогостоящий, чем такие оксиды, как Na2O и CaO, такое стекло натриево-известкового типа, следовательно, предоставляет бесспорное экономическое преимущество, в особенности по сравнению со стеклокерамическими материалами, известными из предшествующего уровня техники, которые обычно содержат оксид лития. Выражение "не содержит элементарного лития" означает, что стекло согласно изобретению содержит этот элемент только в следовых количествах. Предпочтительно стекло содержит элементарный литий в количестве менее 500 млн. долей по весу. В альтернативном случае согласно другому конкретному варианту выполнения изобретения стекло может содержать литий в количествах, которые могут доходить до около 3 мас.%, выраженный в форме оксида. Присутствие лития в этих количествах позволяет уменьшать вязкость стекла в состоянии расплава и таким образом содействовать кристаллизации. Согласно другому предпочтительному варианту выполнения стекло согласно изобретению не содержит элементарного свинца. Выражение "не содержит элементарного свинца" означает, что стекло согласно изобретению содержит этот элемент только в следовых количествах. По другому предпочтительному варианту выполнения стекло согласно изобретению не содержит элементарного бора. Выражение "не содержит элементарного бора" означает, что стекло согласно изобретению содержит этот элемент только в следовых количествах. Стекло согласно изобретению содержит две аморфные фазы, имеющие различные составы, причем одна из этих двух фаз находится в форме включений, распределенных в объеме другой фазы, известной как матричная фаза. В соответствии с изобретением натриево-известковое стекло по изобретению содержит две стеклянные фазы, имеющие различные составы. В частности, стекло по изобретению содержит стеклянную фазу в форме включений, которая обогащена SiO2 и диспергирована в другой матричной стеклянной фазе, которая обогащена элементами, модифицирующими сетку, такими как натрий и кальций. В соответствии с одним конкретным вариантом выполнения изобретения включения находятся в форме капель или в форме вермикулитов. Согласно изобретению включения содержат кристаллические частицы. Стекло согласно изобретению может содержать кристаллические частицы в форме совокупности из нескольких частиц или в изолированной форме. В соответствии с одним конкретным вариантом выполнения изобретения кристаллические частицы имеют размер между 5 нм и 500 мкм. Предпочтительно, чтобы получить прозрачное стекло, кристаллические частицы имеют размер между 5 и 500 нм. Предпочтительно, чтобы получить стекло, имеющее молочный непрозрачный вид, сопоставимый с внешним видом опалового стекла, кристаллические частицы имеют размер между 500 нм и 500 мкм. Согласно изобретению кристаллические частицы находятся:(iii) как на поверхности, так и в объеме включений. Выражение "кристаллическая частица на поверхности включения", как его понимают, означает частицу, которая кристаллизовалась на границе раздела аморфная фаза/аморфная фаза. Положение кристаллических частиц показано на фиг. 2 в случае разделения фаз с образованием капель:(i) на поверхности включений (положение 1), или(iii) как на поверхности, так и в объеме включений (положения 1 и 2). Преимущественно присутствие кристаллических частиц на поверхности включений позволяет,кроме того, улучшать механические свойства, в частности устойчивость стекла к распространению трещин. Присутствие кристаллических частиц на поверхности включений также делает возможным ограничивать чрезмерную кристаллизацию в объеме включений и, таким образом, предотвращать рост в объеме указанных включений. Согласно другому конкретному варианту выполнения изобретения, когда кристаллические частицы находятся на поверхности включений, в их состав могут входить соединения, которые могут кристаллизоваться из всей композиции стекла, как, например, диоксид (CaMgSi2O6), девитрит или волластонит(CaSiO3). Аналогично, в их состав могут входить соединения, добавленные в малом количестве ко всей композиции стекла, как, например, ВаО, TiO2, ZrO2, Nb2O5 и т.д. Согласно еще одному конкретному варианту выполнения изобретения, когда кристаллические частицы находятся в объеме включений, они состоят, по существу, из SiO2. Примеси, такие как компоненты,происходящие из состава стекла, которые, по существу, находятся в матричной фазе, могут присутствовать в ней в минимальном количестве. Если такие примеси присутствуют в кристаллических частицах,они предпочтительно присутствуют в количестве в сумме менее 5 мас.%. Более предпочтительно они присутствуют в количестве в сумме менее 2 мас.%. Согласно этому конкретному варианту выполнения изобретения кристаллические частицы SiO2 могут быть в форме одного полиморфа этого компонента. В альтернативном случае кристаллические частицы SiO2 могут быть в форме нескольких полиморфов SiO2. Стекло согласно изобретению также может одновременно содержать частицы в форме единственного полиморфа SiO2 и в форме нескольких полиморфов SiO2. Примерами полиморфов SiO2 являются кварц ( или ), кристобалит ( или ) или тридимит ( или). Согласно одному конкретному варианту выполнения изобретения кристаллические частицы SiO2 присутствуют, по существу, в форме кристобалита. Стекло согласно изобретению имеет повышенную механическую прочность, в частности хорошую устойчивость к распространению царапин, по сравнению с соответствующим полностью аморфным стеклом. Механическую прочность материала часто выражают через твердость и жесткость. Твердость характеризует способность материала быть исцарапанным или истертым (выражается в МПа или ГПа). Жесткость представляет собой способность материала выдерживать распространение существующей трещины. Хрупкость (В) может дополнять эти параметры и соответствует отношению между твердостью(Н) и жесткостью (Kc), Н/Kc (выражается в мкм-0,5). В настоящем изобретении твердость и хрупкость измеряется вдавливанием по Виккерсу. Предпочтительно стекло согласно изобретению имеет хрупкость менее 6,5 мкм-0,5. Для сравнения,эта величина составляет около 7 мкм-0,5 для полностью аморфного натриево-известкового стекла без специфической обработки. Кроме того, это стекло имеет КТР выше, чем у соответствующего полностью аморфного стекла. Частичное нагревание или частичное охлаждение материала, если он имеет низкую теплопроводность, может приводить к напряжениям, которые могут вызывать тепловые разрушения, как в случае полностью аморфного натриево-известкового стекла. Величину этого расширения или сжатия материала, соответственно в ходе частичного нагревания или частичного охлаждения, традиционно определяют с помощью коэффициента линейного теплового расширения. Этот коэффициент теплового расширения, или КТР, соответствуют удлинению на единицу длины для изменения в 1C (выражается как C-1). Предпочтительно стекло согласно изобретению имеет КТР, измеренный для изменения температуры в интервале от 25 до 300C, который составляет более 10010-7/C. Для сравнения, КТР для такого же интервала температур для аморфного натриево-известкового стекла без специфической обработки составляет порядка 9010-7/С. Вследствие этой более высокой величины КТР стекло согласно изобретению позволяет проводить улучшенную закалку. Стекло, которое позволяет проводить улучшенную закалку, как понимают это понятие, является материалом, который, чтобы получить сжимающее напряжение на поверхности, эквивалентное таковому соответствующего полностью аморфного стекла, нуждается в закалке при более низкой температуре и/или в течение более короткого времени. Следовательно, это преимущество позволяет сохранение энергии, которое приводит к дополнительному позитивному воздействию изобретения с точки зрения охраны окружающей среды и экономии. Аналогично, стекло, которое позволяет проводить улучшенную закалку, как еще понимают это понятие, означает стекло, которое имеет при эквивалентной термической обработке сжимающее напряжение на поверхности, которое больше, чем таковое у соответствующего полностью аморфного стекла. Наконец, стекло, которое позволяет проводить улучшенную закалку, как понимают это понятие, означает стекло, которое позволяет проводить закалку "тонких" листов, изготовленных из этого стекла. Натриево-известковое стекло согласно изобретению может быть получено любым способом, способным к вызыванию явления разделения фаз в сочетании с кристаллизацией на границе раздела аморфная фаза/аморфная фаза и/или в объеме включения, созданного разделением фаз. В частности, стекло согласно изобретению может быть получено двумя путями: (i) контролируемой термической обработкой стекла в расплавленном состоянии (керамизация) или (ii) контролируемым отжигом стекла того же полного состава, но отвержденного заранее в полностью аморфном состоянии. В обоих случаях проводят термическую обработку, известную как керамизация. Керамизация обычно, как известно, содержит следующие стадии, которые могут быть повторены несколько раз: а) повышение температуры до температуры T (плато керамизации), которая находится вне интервала зародышеобразования; б) поддержание температуры T какое-то время t; в) быстрое охлаждение до температуры окружающей среды. Стекло согласно изобретению может быть использовано для производства изделий различных форм и размеров. Оно может, например, быть использовано для производства бутылок, шаров для осветительной арматуры и декоративных предметов. В частности, стекло согласно изобретению может применяться для производства листа из указанного материала. Согласно этому варианту выполнения изобретения и вследствие его повышенной устойчивости к распространению царапин оно, например, может применяться для рабочей поверхности на кухне или в лаборатории, для столов и полок или в качестве полового покрытия (покрытия мостовых, пешеходных дорожек). Еще по этому варианту выполнения изобретения вследствие того, что это стекло позволяет проводить улучшенную закалку, оно также может применяться для производства панелей солнечных батарей или для остекления моторных транспортных средств. Примером изделия согласно изобретению, содержащего более одного листа указанного стекла, является стена, которая "ламинирована" с целью улучшения безопасности, т.е. содержит два листа, объединенные с помощью одной или нескольких межслойных пластиковых пленок. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Стекло, включающее SiO2, Na2O и CaO в качестве главных компонентов, которое содержит две аморфные фазы, имеющие различные составы, причем одна из двух фаз находится в форме включений,диспергированных в объеме другой фазы, содержащих кристаллические частицы, характеризующиеся тем, что кристаллические частицы находятся в объеме включений и состоят по меньшей мере на 95% изSiO2. 2. Стекло по п.1, характеризующееся тем, что оно содержит, в процентах от общего веса,60-85 SiO2, 1-25 Na2O и 1-25 CaO. 3. Стекло по любому из пп.1 или 2, характеризующееся тем, что включения находятся в форме капель или вермикулитов. 4. Стекло по п.3, характеризующееся тем, что кристаллические частицы находятся в форме одного или более полиморфов SiO2. 5. Стекло по одному из пп.1-4, характеризующееся тем, что кристаллические частицы имеют размер между 5 нм и 500 мкм. 6. Стекло по п.5, характеризующееся тем, что кристаллические частицы имеют размер между 5 и 500 нм. 7. Стекло по п.5, характеризующееся тем, что кристаллические частицы имеют размер между 500 нм и 500 мкм. 8. Стекло по одному из предшествующих пунктов, характеризующееся тем, что оно имеет хрупкость, измеренную вдавливанием по Виккерсу, менее 6,5 мкм-0,5. 9. Стекло по одному из предшествующих пунктов, характеризующееся тем, что его коэффициент теплового расширения, измеренный для изменения температуры в интервале от 25 до 300C, составляет более 10010-7/C. 10. Стекло по одному из предшествующих пунктов, характеризующееся тем, что оно не содержит элементарного фтора. 11. Стекло по одному из предшествующих пунктов, характеризующееся тем, что оно не содержит элементарного свинца. 12. Лист, характеризующийся тем, что он состоит из стекла по одному из пп.1-11. 13. Изделие, характеризующееся тем, что оно содержит по меньшей мере один лист по п.12.

МПК / Метки

МПК: C03C 4/00, C03B 32/02, C03C 10/00

Метки: стекло, натриево-известковое, разделенными, фазами

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/7-21638-natrievo-izvestkovoe-steklo-s-razdelennymi-fazami.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Натриево-известковое стекло с разделенными фазами</a>

Похожие патенты