CC BY
48
№ 12 (45)
декабрь, 2017
РАЗРАБОТКА СОСТАВА ЦВЕТНЫХ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
ДЛЯ ДЕКОРАТИВНЫХ КОМПОЗИЦИЙ
Адинаев Хидир Абдуллаевич
доцент Ташкентского химико-технологического института, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, улица Навои, 32
E-mail: samadiy@inbox. ru
FORMULATION DEVELOPMENT OF COLORED GLASS-CERAMIC MATERIALS
FOR DECORATIVE COMPOSITIONS
Hidir Adinaev
associate Professor of Tashkent Chemical-Technological Institute, 100011, the Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoiy Street 32
АННОТАЦИЯ
Разработаны составы цветных стекол в системе PbO-SiO2 для витражных декоративных композиций. Исследованы некоторые физико-химические свойства полученных стекол и их кристаллизационная способность.
Получены составы сплавов с нуклеаторами кристаллизации, в качестве которых использованы оксиды Cr2O3, TiO2, ZnO2 и WO3. Для усиления процесса кристаллизации в состав шихты введен WO3 в количестве 1-9%.
ABSTRACT
The compositions of colored glasses in the PbO-SiO2 system for stained decorative compositions have been developed. Some physicochemical properties of obtained glasses and their crystallization ability are investigated.
Formulations of alloys with crystallization nuclei are used which include oxides of &2O3, TiO2, ZnO2 and WO3. To enhance the crystallization process, WO3 is introduced into the composition of the charge in an amount of 1-9%.
Ключевые слова: витражи, декоративная композиция, цветные стекла, варка стекол, шихта, кристаллизация.
Keywords: stained glasses, decorative composition, colored glasses, glass melting, charge, crystallization.
Наиболее ярким и необычным декоративным украшением окон и дверей является витраж, или декорированное стекло [1]. Витражное стекло - собственно, сам витраж - композиция из стекол, разделенных металлической растяжкой. Уже в IV в. нашей эры цветное стекло начинают применять для заполнения оконных проемов. Наибольшую известность среди строений, в декоративном украшении которых использовались витражи, получил Софийский собор, возведенный в 537 г. нашей эры.
Особенностью технологии изготовления витражей того периода является то, что они были выполнены из кусочков цветного стекла, сплавленных между собой.
Из декоративных композиций наиболее распространенными являются витражи. Ниже приведены определение слова «витраж» и основы технологии его изготовления [5].
Что называют витражом? Витраж (от французского vitrage, от латинского vitrum - стекло) - орнаментальная или сюжетная декоративная композиция (в окне, двери, перегородке, в виде самостоятельного панно) из стекла или другого материала, пропускающего свет. Витражи - отдельный художественный
элемент в интерьере, являющийся также произведением искусства. Например, витражная мастерская «Арт--витраж» занимается изготовлением классических художественных витражей во всех стилях и направлениях, пескоструйной обработкой стекла, производством декоров по технологии «фью-зинг».
В данной работе разработку цветных стекол для витражей проводили в двух направлениях на основе системы РЬО - SiO2, сварено и изучено две серии стекол. В первой серии в качестве красителей использованы оксиды хрома, марганца, железа и никеля. Во второй серии использованы оксиды редкоземельных элементов - Y2Oз, Ce2Oз, Nd2Oз, Er2Oз.
Для приготовления исходных смесей (табл. 1, 2) использованы реактивные материалы марки «ч. д. а» и «х. ч». Перемешивание материалов производили мокрым способом с использованием этилового спирта. Варка стекол осуществлена в электрической печи сопротивления с силитовыми нагревателями. Максимальная температура варки стекол - 1000-11000С. Выдержка при конечной температуре составила 1 час.
Составы первой серии стекол приведены в табл. 1.
Бибилографическое описание: Адинаев Х.А. Разработка состава цветных стеклокристаллических материалов для декоративных композиций // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2017. № 12(45). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/5321
№ 12 (45)
декабрь, 2017 г.
Таблица 1.
Составы первой серии стекол
Номер стекла Содержание оксидов, мас.%
РЬО 8Ю2 СГ2О3 МП2О3 Fe2Oз N1203 Цвет стекла
1 77,72 20,92 1,36 - - - Темно-зеленый
2 77,68 20,91 - 1,41 - - Фиолетовый
3 77,67 20,91 - - 1,42 - Темно-коричневый
4 77,63 20,90 - - - 1,47 Зеленый
Вторая серия стекол синтезирована также на ос- спроектированных и синтезированных стекол приве-нове системы РЪО-8Ю2. В качестве красителей вы- дены в табл. 2. браны оксиды редкоземельных элементов. Составы
Таблица 2.
Составы спроектированных и синтезированных стекол
Номер стекла Содержание оксидов, мас.%
РЬО 8Ю2 У20з Се20з М2О3 ЕГ2О3 Цвет стекла
5 78,00 21,00 1,00 - - - Слабо-желтый
6 77,65 20,90 - 1,45 - - Желтый
7 77,62 20,90 - - 1,48 - Сиреневый
8 77,47 20,85 - - - 1,68 Розовый
зацию стекол проводили в электрической печи с си-литовыми нагревателями, для чего образцы стекол нагревали до 500-7500С.
Использованный метод позволил провести кристаллизацию трех образцов одновременно. Исследуемые образцы выдерживали при заданной температуре от 1 до 4-х часов.
Результаты наблюдения продуктов кристаллизации стекол (визуально и под микроскопом в проходящем свете), оцененные по шестибалльной шкале, приведены в таблице 3.
Полученные в табл. 3 данные свидетельствует об одинаковом характере кристаллизации церий-, неодим- и эрбийсодержащих стёкол. Во всех случаях признаки кристаллизации начинаются при -575 ± 250С, а полная кристаллизация наступает при 7500С.
Кристаллизационная способность стекол в свете полученных данных зависит от множества факторов. В числе основных нужно отметить химический состав стекла, вид и количество нуклеатора кристаллизации, температурный режим термообработки и другие. В конкретном случае для усиления процесса кристаллизации в составы шихт введен дополнительно нуклеатор кристаллизации - WO3 в количестве от 1 до 9 мас.%.
Таблица 3.
Кристаллизационная способность опытных стекол
Номер стекла Степень кристаллизации при температуре
500 550 600 650 700 750
6 1 1 1=1 [1=31 н
7 1 1 □ сэ 1 1
8 1 1 1=1 И [ 1 1 1
I - отсутствие кристаллов, I | - кристаллическая пленка с толщиной ОД мм, \ ниш мин | - кристаллическая пленка с толщиной 0,5 мм | Д - поверхностная кристаллизация, полная кристаллизация.
Стекла варились в корундизовых тиглях при температуре 1000-11000С.
На основе составленных шихт получены цветные стекла со следующими физико-химическими характеристиками:
Показатель преломления - 1,91 Плотность - 5,96 г/см3 Химическая устойчивость, % по отношению к дистил. Н2О (рН = 7,0) - 99,9 по отношению к СН3СООН (рН = 4,3) - 98,6 по отношению к №ОН (рН = 9,3) - 99,4 Коэффициент термического расширения 10-7, град-1 от 20-2000С - 84,2 от 20-4000С - 86,2
В данной работе на основе стекол системы РЬО-ТЯ2О3-8Ю2 получены составы ситаллов с нуклеато-рами кристаллизации, в качестве которых из гаммы нуклеаторов отобраны такие оксиды, как Сг2О3, ТЮ2, ггО2 и WOз.
С целью определения кристаллизационной способности опытные стекла подвергнуты кристаллизации методом массовой кристаллизации. Кристалли-
№ 12 (45)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
• 7universum.com
декабрь, 2017 г.
В данной работе синтезированные стекла кри- мах в режиме выдержки один и четыре часа. Увели-сталлизовались при различных температурных режи- чение времени термообработки от одного часа до 4-х
часов способствует кристаллизационному процессу.
Список литературы:
1. Исматов А.А., Зенхум М.А. Окрашенные стекла для декорации // Стекло и керамика. - 1989. - № 3. - С. 23-
2. Исматов А.А., Зенхум М.А. О применении цветных стекол в декорации // Доклады Академии наук Республики Узбекистан. - 1988. - № 5. - С. 34-35.
3. Исматов А.А., Зенхум М.А. О проектировании состава и технологии получения листовых стекол с более низкой температурой варки // Доклады Академии наук Республики Узбекистан. - 1989. - № 1. - С. 39-41.
4. Исматов А.А., Зенхум М.А. Цветные силикатные стекла для современной декорации // Архитектура и строительство Узбекистана. - 1989. - № 1. - С. 2-3, 41.
5. Higgins M. Antique Stained glass Windows for the House. 2nd Edition. Atglen, PA: Schiffer Publishing Ltd, 2004. Р. 22-23
24.
