| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2162456
СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ синтетичного МАТЕРІАЛУ СО СТРУКТУРОЮ благородного опалу
Ім'я заявника: Товариство з обмеженою відповідальністю "Агентство маркетингу наукових розробок"
Ім'я винахідника: Самойлович М.І .; Самойлович С.М.
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю "Агентство маркетингу наукових розробок"
Адреса для листування: 111250, Москва, вул. Авиамоторная 53, ЗАТ "Патентний повірений", Андрущак Г.Н.
Дата початку дії патенту: 2000.03.17
Винахід відноситься до промисловості синтезу мінеральної сировини і може бути використано для отримання синтетичного матеріалу зі структурою благородного опалу, зокрема при подальшій обробці аналога природного благородного опалу, використовуваного, наприклад, в ювелірній промисловості. Суть винаходу: синтетичний матеріал зі структурою благородного опалу отримують приготуванням монодисперсної суспензії з глобулами аморфного кремнезему розміром 140-600 нм. Потім пошарово осаджують осад. Отриманий осад сушать спочатку при 100-150 ° С протягом 10-30 год, а потім при додатково зниженому тиску 1-10 Па. Після сушіння осад піддають пневматолітових відпалу при 15-45 МПа і 350-400 ° С в присутності парів води і тетраетоксисилану, потім просочують кремнезоля і при термообробці при 400-600 ° С протягом 1-2 год. Технічне завдання винаходу - отримання синтетичного матеріалу з структурою благородного опалу, максимально наближається за своїми ювелірним характеристикам до природного опалу.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до промисловості синтезу мінеральної сировини і може бути використано для отримання синтетичного матеріалу зі структурою благородного опалу - зокрема, при подальшій обробці аналога природного благородного опалу, використовуваного, наприклад, в ювелірній промисловості.
Природний благородний опал є одним з найдорожчих і красивих каменів. За хімічним складом - це Водовмісні оксид кремнію глобулярного будови. Глобули кремнезему мають розмір 150-450 нм. Показник заломлення природного опала 1,41-1,46, мікротвердість - 4,5-6,0 од. за шкалою Мооса. Шляхетний опал відрізняється райдужною грою кольорів (иризацией), причиною якої є дифракція світла на просторовій решітці, утвореної регулярно розташованими однорозмірних глобулами аморфного кремнезему, простір між якими частково або повністю заповнене склоподібним кремнеземом, показник заломлення якого незначно відрізняється від показника заломлення самих глобул.
Колір иризации визначається діаметром глобул: при 150-200 нм - фіолетовий, до 400 нм - зелений, понад - червоний, а інтенсивність гри кольору залежить від ступеня впорядкованості структури, складу і структури речовини, що заповнює простір між глобулами.
Відомий спосіб отримання благородного опалу шляхом приготування монодисперсної суспензії, що містить глобули з розмірами 150-450 нм, пакування частинок центрифугуванням або седиментацією в впорядковану структуру, дегідратації осаду на повітрі спочатку при 100 o C, а потім при 400-900 o C(US N 3497367 , кл. З 04 В 35 / 14,1970).
Найбільш близьким до запропонованого винаходу по технічній сутності і досягається результату є спосіб отримання синтетичного опалу, що включає приготування суспензії з сферичних гранул аморфного кремнезему, пошарове осадження осаду з утворенням кожного наступного шару з суспензії, що містить глобули, що відрізняються від попередніх за розміром на 10-15% , сушку при 100-150 o C протягом 10-30 год, пневматолітових отжиг в присутності парів води при 350-400 o C протягом 2-10 год, просочення осаду кремнезоля і термообробку при 400-600 o C протягом 1-2 ч (RU N 2051864, кл. З 01 В 33/113, 1996).
Недоліком відомих способів є те, що отриманий зазначеними способами опал не має достатньої монодісперстності сфер кремнезему, однорідності, прозорості та мікротвердості, що робить такий опал досить відрізняється від природного опала.
Технічною задачею винаходу є отримання синтетичного матеріалу зі структурою благородного опалу, максимально наближається по ювелірним характеристикам до природного опалу.
Поставлена технічна задача досягається тим, що в способі отримання синтетичного благородного опалу, що включає приготування монодисперсної суспензії, що містить сферичні глобули аморфного кремнезему, пошарове осадження осаду, сушку при 100-150 o C протягом 10-30 год, пневматолітових отжиг в присутності парів води в протягом 2-10 год при 350-400 o C, просочення осаду кремнезоля, термообробку при 400- 600 o C протягом 1-2 ч, готують суспензію з глобулами аморфного кремнезему розміром 140-600 нм, перед відпалом здійснюють додаткову сушку осаду при зниженому тиску 1-10 Па, а отжиг ведуть при 15-45 МПа при додатковому присутності парів тетраетоксисилану.
Нижче наведені конкретні приклади виконання описуваного способу.
приклад 1
Готують суспензію гідролізом тетраетоксисилану (ТЕОС) в спіртоамміачной середовищі. Для цього змішують 100 мл 2 H 5 ВІН з 2,2 мл 30% -ного водного розчину аміаку і 4 мл ТЕОС, суміш ставлять на 30 хв на встряхиватель типу АВУ-6С, а потім залишають на 1,5-2 ч в спокої . Отримують суспензію зі сферичними глобулами аморфного кремнезему розміром 300 нм, заливають її в пробірку і центрифугують протягом 1 ч. Гидролизат зливають, опаловидний мокрий осад залишається на дні пробірки. Потім в пробірку заливають нову порцію суспензії, в якій змінено співвідношення компонентів: 100 мл З 2 H 5 ВІН, 2,5 мл 30% -ного NH 4 OH і 4 мл ТЕОС (розмір часток 335 нм, тобто на 12% більше, ніж в першому випадку), і знову центрифугують для отримання 2-го шару опаловидний осаду. Аналогічно осаджують 3 і 4 шари, при цьому при тих же співвідношеннях ТЕОС і спирту беруть відповідно - 3,0 і 3,5 мл аміаку. Розмір частинок при цьому буде 375 і 420 нм. Потім вологий осад висушують спочатку при кімнатній температурі, а потім сушать в термостаті при 120 o C протягом 20 год. Після подальшого охолодження до кімнатної температури зразки сушать при зниженому тиску 1,5 Па, після чого піддають пневматолітових відпалу в автоклаві при 40 МПа, 400 o C в присутності парів води і ТЕОС протягом 5 ч. Після охолодження автоклава зразки виймають для просочення їх кремнезоля. Отримані зразки мають високу однорідність і монодісперстность сфер кремнезему. Мікротвердість за шкалою Мооса 5-6 од., Щільність 2 г / см 3, напівпрозорі, мікроструктура у вигляді полігональних глобул, упорядкованих в кубічну решітку.
приклад 2
Операції з отримання опала ті ж, що і в прикладі 1, але додаткову сушку ведуть при тиску 9 Па, а розмір глобул - 400 нм. Результат аналогічний прикладу 1, але в результаті формується синтетичний матеріал зі структурою, властивої природному благородній опалу: глобули кремнезему міцно пов'язані між собою, мають площі торкання у вигляді сегментів.
За фізичними і хімічними характеристиками отриманий синтетичний матеріал зі структурою благородного опалу після просочення ідентичний природному опалу: хімічний склад - SiO 2 · n H 2 O, мікротвердість 5-6 од. за шкалою Мооса, иризация блокова і включає два і більше кольорів видимого спектру, мікроструктура (за даними електронної мікроскопії) - щільна гексагональна або кубічна упаковка, показник заломлення 1,43-1,45, щільність 2,0-2,1 г / см 3.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб отримання синтетичного матеріалу зі структурою благородного опалу, що включає приготування монодисперсної суспензії, що містить сферичні глобули аморфного кремнезему, пошарове осадження осаду, сушку при 100 - 150 o C протягом 10 - 30 год, пневматолітових отжиг в присутності парів води протягом 2 - 10 ч при 350 - 400 o C, просочення осаду кремнезоля, термообробку при 400 - 600 o C протягом 1 - 2 год, що відрізняється тим, що готують суспензію з глобулами аморфного кремнезему розміром 140 - 600 нм, перед відпалом здійснюють додаткову сушку осаду при зниженому тиску 1 - 10 Па, а отжиг ведуть при 15 - 45 МПа при додатковому присутності парів тетраетоксисилану.
Версія для друку
Дата публікації 03.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.