RU2822148C1 - Method of producing strontium aluminosilicate glass - Google Patents
Method of producing strontium aluminosilicate glass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2822148C1 RU2822148C1 RU2023131423A RU2023131423A RU2822148C1 RU 2822148 C1 RU2822148 C1 RU 2822148C1 RU 2023131423 A RU2023131423 A RU 2023131423A RU 2023131423 A RU2023131423 A RU 2023131423A RU 2822148 C1 RU2822148 C1 RU 2822148C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- glass
- components
- melting
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 11
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims abstract description 9
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 4
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003238 silicate melt Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- IUGSMAXPUJKGKM-UHFFFAOYSA-N [Cr].[La] Chemical compound [Cr].[La] IUGSMAXPUJKGKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N phosphoryl Chemical class [P]=O LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической промышленности и может быть использовано в медицине, в частности в стоматологии.The invention relates to the chemical industry and can be used in medicine, in particular in dentistry.
Известны способ получения стеклокерамики, недостатками которых является длительность технологического процесса.There is a known method for producing glass ceramics, the disadvantage of which is the duration of the technological process.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ синтеза фторсодержащего стронциевого алюмосиликатного стекла в корундовых тиглях с выдержкой 1-2 часа при температурах 1500-1600ºС [Каримова К.Х., Савинков В.И., Сигаев В.Н. Особенности синтеза стекол, используемых в качестве наполнителей в стекломерных цементах для стоматологии //Успехи в химии и химической технологии. Т. 33. 2019. № 4.].The closest in technical essence and achieved result is the method of synthesis of fluorine-containing strontium aluminosilicate glass in corundum crucibles with exposure for 1-2 hours at temperatures of 1500-1600ºC [Karimova K.Kh., Savinkov V.I., Sigaev V.N. Features of the synthesis of glasses used as fillers in glass cements for dentistry // Advances in chemistry and chemical technology. T. 33. 2019. No. 4.].
Недостатком данного способа является длительность технологического процесса. The disadvantage of this method is the duration of the technological process.
Технический результат предлагаемого способа заключается в ускорении технологического процесса.The technical result of the proposed method is to speed up the technological process.
Технический результат достигается тем, что способ получения стронциевого алюмосиликатного стекла включает подготовку шихты путем усреднения компонентов, укладку шихты в корундовые тигли, плавление в электрической печи, выработку стекла и контроль качества, причем что шихта включает кварцевое стекло, глинозем и карбонат стронция, в подготовку которой дополнительно входит раздельный помол компонентов до размера частиц 5-7 мкм и их механоактивацию, после чего осуществляют гранулирование усредненного состава шихты.The technical result is achieved by the fact that The method for producing strontium aluminosilicate glass includes preparing a charge by averaging the components, placing the charge in corundum crucibles, melting in an electric furnace, glass production and quality control, and that the charge includes quartz glass, alumina and strontium carbonate, the preparation of which additionally includes separate grinding of the components until particle size 5-7 microns and their mechanical activation, after which granulation of the average composition of the charge is carried out.
Предложенный способ отличается от прототипа тем, что шихта включает кварцевое стекло, глинозем и карбонат стронция, в подготовку которой дополнительно входит раздельный помол компонентов до размера частиц 5-7 мкм и их механоактивацию, после чего осуществляют гранулирование усредненного состава шихты.The proposed method differs from the prototype in that the charge includes quartz glass, alumina and strontium carbonate, the preparation of which additionally includes separate grinding of the components to a particle size of 5-7 microns and their mechanical activation, after which the average composition of the charge is granulated.
Сопоставительный анализ известного и предлагаемого способов представлен в таблице 1.A comparative analysis of the known and proposed methods is presented in Table 1.
Таблица 1Table 1
Сопоставительный анализ известного и предлагаемого способовComparative analysis of the known and proposed methods
[Каримова К.Х., Савинков В.И., Сигаев В.Н. Особенности синтеза стекол, используемых в качестве наполнителей в стекломерных цементах для стоматологии //Успехи в химии и химической технологии. Т. 33. 2019. № 4.]Known method
[Karimova K.Kh., Savinkov V.I., Sigaev V.N. Features of the synthesis of glasses used as fillers in glass cements for dentistry // Advances in chemistry and chemical technology. T. 33. 2019. No. 4.]
↓
Укладка шихты в виде порошка в корундовый тигель
↓
Плавление в электрической печи
60-120 мин.
↓
Выработка стекла при температурах 1500-1600ºС
↓
Контроль качестваPreparing the charge by averaging oxide powders
↓
Placing the charge in powder form in a corundum crucible
↓
Melting in an electric furnace
60-120 min.
↓
Glass production at temperatures of 1500-1600ºС
↓
Quality control
раздельного помола, механоактивации и усреднения компонентов
↓
Гранулирование шихты
↓
Укладка гранулированной шихты в корундовый тигель
↓
Плавление в электрической печи
30 мин.
↓
Выработка стекла при температуре 1450ºС
↓
Контроль качестваPreparing the charge by
separate grinding, mechanical activation and averaging of components
↓
Granulation of the charge
↓
Placing granular charge into a corundum crucible
↓
Melting in an electric furnace
30 min.
↓
Glass production at a temperature of 1450ºС
↓
Quality control
ПримерExample
В качестве исходных материалов использовали кварцевое стекло, глинозем марки ГК-1 и стронций углекислый. Quartz glass, GK-1 alumina and strontium carbonate were used as starting materials.
Химический состав исходных материалов представлен в таблице 2.The chemical composition of the starting materials is presented in Table 2.
Производили механоактивацию и раздельный помол кварцевого стекла, глинозема и углекислого стронция в планетарной мельнице «Санд» в течение 15 минут. При уменьшении времени помола до 10 минут гранулометрический состав лежит в пределах 15-30 мкм, что увеличивает время варки и повышает температуру варки на 25-30 С. При снижении времени помола. Механоактивация тонкодисперсных порошков позволяем активировать компоненты шихты, снизить энергию активации, сместить лимитирующую стадию силикатообразования из диффузионной стадии в кинетическую, ускорить процесс образования и накопления силикатного расплава и снизить температуру варки. Тонкодисперсные порошки исходных компонентов усредняли в лабораторном смесителе. Шихту гранулировали в лабораторном грануляторе с получением гранулы размером 2-5 мм.Mechanical activation and separate grinding of quartz glass, alumina and strontium carbonate were carried out in a Sand planetary mill for 15 minutes. When the grinding time is reduced to 10 minutes, the granulometric composition lies in the range of 15-30 microns, which increases the cooking time and increases the cooking temperature by 25-30 C. When the grinding time is reduced. Mechanical activation of fine powders allows us to activate the components of the charge, reduce the activation energy, shift the limiting stage of silicate formation from the diffusion stage to the kinetic stage, accelerate the process of formation and accumulation of silicate melt and reduce the cooking temperature. Fine powders of the starting components were averaged in a laboratory mixer. The mixture was granulated in a laboratory granulator to obtain granules with a size of 2-5 mm.
Таблица 2table 2
Химический состав исходных материаловChemical composition of starting materials
Были приготовлены составы сырьевых смесей 1, 2, 3 (таблица 3).Compositions of raw material mixtures 1, 2, 3 were prepared (Table 3).
Таблица 3Table 3
Составы сырьевых смесей для варки стронций-алюмосиликатного стеклаCompositions of raw material mixtures for melting strontium aluminosilicate glass
В корундовый тигель объемом 100 см2 укладывали гранулированную шихту. Тигель с шихтой помещали в печь с хромитлантановыми нагревателями. Варку стекол осуществляли при 1450ºС с выдержкой при максимальной температуре 0,5 часа.A granulated mixture was placed in a corundum crucible with a volume of 100 cm2. The crucible with the charge was placed in a furnace with lanthanum chromium heaters. Glass melting was carried out at 1450ºС with exposure at a maximum temperature of 0.5 hours.
Химический состав стекол представлен в таблице 4.The chemical composition of the glasses is presented in Table 4.
Таблица 4Table 4
Химический состав экспериментальных составов и импортного стеклаChemical composition of experimental compositions and imported glass
Свойства синтезированных стекол представлены в таблице 5.The properties of the synthesized glasses are presented in Table 5.
Таблица 5Table 5
Характеристик стронций-алюмосиликатных стеколCharacteristics of strontium aluminosilicate glasses
Раздельный помол с последующим усреднением шихты и ее гранулированием позволяет увеличить выход готового продукта по сравнению с варкой стекла из порошковой шихты более чем в три раза, а также ускорить процесс стекловарения в 2-3 раза за счет использования механоактивированной тонкодисперсной щихты. В предлагаемом способе в качестве сырьевых компонентов не используется фторид алюминия и оксиды фосфора, что существенно снижает улетучивание шихты в процессе варки, обеспечивает стабильный химический состав и свойства конечного продукта. Применение механоактивированной шихты с размером частиц 5-7 мкм тигле после раздельного помола позволяет ускорить процессы силикатообразования и плавления стронциевого алюмосиликатного стекла. Использование кварцевого стекла позволит ускорить процесс образования и накопления силикатного расплава. Устранение в исходной шихте в предлагаемом способе по сравнению с прототипом летучих компонентов, позволяет получить конечный продукт с необходимыми эксплуатационными показателями. Так, показатель преломления, синтезированного стронциевого алюмосиликатного стекла, составляет n=1,531-1,536. Как известно, одним из основных требований, предъявляемых к стеклам, используемым в качестве наполнителей в стоматологии, является показатель преломления равный 1,53-1,54.Separate grinding with subsequent averaging of the charge and its granulation makes it possible to increase the yield of the finished product in comparison with glass melting from a powder charge by more than three times, and also speed up the glass melting process by 2-3 times due to the use of mechanically activated finely dispersed mixture. The proposed method does not use aluminum fluoride or phosphorus oxides as raw materials, which significantly reduces the volatilization of the charge during the cooking process and ensures a stable chemical composition and properties of the final product. The use of a mechanically activated charge with a particle size of 5-7 microns in a crucible after separate grinding makes it possible to accelerate the processes of silicate formation and melting of strontium aluminosilicate glass. The use of quartz glass will speed up the process of formation and accumulation of silicate melt. The elimination of volatile components in the initial charge in the proposed method, in comparison with the prototype, allows us to obtain a final product with the necessary performance indicators. Thus, the refractive index of the synthesized strontium aluminosilicate glass is n=1.531-1.536. As is known, one of the main requirements for glasses used as fillers in dentistry is a refractive index of 1.53-1.54.
Показатели качества конечного продукта в предлагаемом и известном способах представлены в таблице 6.The quality indicators of the final product in the proposed and known methods are presented in Table 6.
Таблица 6Table 6
Показатели качества конечного продукта в предлагаемом и известном способахQuality indicators of the final product in the proposed and known methods
Al2O3 – 23-25
S2O – 23-25
P2O5 – 11-13
AlF3 – 12-15SiO 2 – 27-29
Al 2 O 3 – 23-25
S 2 O – 23-25
P 2 O 5 – 11-13
AlF 3 – 12-15
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2822148C1 true RU2822148C1 (en) | 2024-07-02 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4323143C1 (en) * | 1993-07-10 | 1994-12-01 | Schott Glaswerke | Use of a glass as barium-free dental glass with good X-ray absorption |
US10646408B2 (en) * | 2016-03-28 | 2020-05-12 | Gc Corporation | Dental glass powder |
RU2795271C1 (en) * | 2022-05-23 | 2023-05-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Glass mostly for fillers of composite dental materials |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4323143C1 (en) * | 1993-07-10 | 1994-12-01 | Schott Glaswerke | Use of a glass as barium-free dental glass with good X-ray absorption |
US10646408B2 (en) * | 2016-03-28 | 2020-05-12 | Gc Corporation | Dental glass powder |
RU2795271C1 (en) * | 2022-05-23 | 2023-05-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Glass mostly for fillers of composite dental materials |
RU2801216C1 (en) * | 2022-05-23 | 2023-08-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Fluorine-containing strontium aluminosilicate glass for dental glass ionomer cements |
RU2801023C1 (en) * | 2022-11-25 | 2023-08-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Method for producing strontium-aluminosilicate glass |
RU2806884C1 (en) * | 2023-03-14 | 2023-11-08 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Plasma method of producing strontium aluminum glass |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2742521B2 (en) | Glass ceramic containing zirconium oxide | |
US4200445A (en) | Method of densifying metal oxides | |
RU2293071C2 (en) | Glass ceramics, method for manufacture and use thereof | |
CN103395996A (en) | Preparation method of low melting point aluminum-boron-silicon glass ceramic bond for CBN (Cubic Boron Nitride) grinding tool | |
US4101330A (en) | Leucite-containing porcelains and method of making same | |
CN105130196A (en) | Process for the preparation of ceramic glass material in the form of sheets, sheets thus obtained and use thereof | |
TW201210968A (en) | Refractory block and glass furnace | |
JPS6214498B2 (en) | ||
RU2822148C1 (en) | Method of producing strontium aluminosilicate glass | |
JPH04338132A (en) | Glass-ceramic bonded ceramic composite material | |
JP6350531B2 (en) | Granule, method for producing the same, and method for producing glass article | |
RU2806884C1 (en) | Plasma method of producing strontium aluminum glass | |
US5711779A (en) | Method for forming zinc phosphate based glasses | |
RU2801023C1 (en) | Method for producing strontium-aluminosilicate glass | |
KR100479688B1 (en) | Dielectric ceramic composition and method for preparing dielectric ceramic for low temperature co-fired ceramic | |
SU1565344A3 (en) | Method of obtaining soldering borolead glass | |
JPH07101751A (en) | Corundum precipitating base and its production | |
CN114591067A (en) | High-temperature high-whiteness porcelain secondarily sintered by applying fritted glaze and preparation method thereof | |
JP3082862B2 (en) | Sealing material | |
US4721693A (en) | Silicate raw material for ceramics, process for preparing same and use thereof | |
US3607189A (en) | Melting particulate glass batch | |
RU2210554C1 (en) | Raw meal for fabrication of ceramic brick | |
CN114538780B (en) | Front tooth facing ceramic material and preparation method thereof | |
JPS60186412A (en) | Preparation of cristobalite | |
RU2791771C1 (en) | Method for producing high-temperature ceramics based on yttrium oxide |