Синтез декоративного стекла разных цветов

Химический состав сырья

№	Сырье	Macc, %
		SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O	K2O	TiO2	Cr2O3	P2O5	Mn2O3	ппп.
1	Базальт Османсайского	45,7	20,83	8,30	8,92	4,95	3,39	0,42	0,79	0,047	0,06	0,1743	3,35
2	Кварцевый песок Джерой	97,2	1,1	0,16	0,36	0,24	0,1	0,18	-	-	-	-	0,4
3	Кунградский сода	-	-	-	-	-	57,2	-	-	-	-	-	48,2

Сырье, основанное на системе, было распределено в требуемых пропорциях и были приготовлены стеклянные смеси. Подготовленные стекломассы помещали в специальные стеклянные емкости для выпечки и выпекали при температуре 1400 ^oC в силитовой печи. Область стеклооброзования представлены на рисунке 2.



Рисунок 2. Область стеклооброзования в системе кварц-базальт-сода

Мы видим, что область стеклообразования из системы широкая.

Перед использованием декоративного стекла в архитектуре и дизайне, а также при строительстве зданий определяются физико-механические свойства и показатели синтезированного стекла. Основным параметром является коэффициент линейного расширения стекла под воздействием температуры (TКЛР) [2].
С этой целью были изучены технические параметры стекол, синтезированных на основе вышеуказанной системы. Исследованные физико-механические свойства синтезированных образцов стекла представлены в таблице 4 ниже.

Таблица-4.

Физико-механические свойства синтезированных образцов стекла.

Составы	Показатели		Цвет
	Плотность, г/см^3	ТКЛР α^.10^-7 град
1-Б	3,078	83,4	темно-черный
2-Б	3,25	112,2	светло-зеленый
3-Б	1,14	78,2	темно-черный
4-Б	2,87	72,79	черный
5-Б	3,23	103,62	светло-зеленый
6-Б	3,5	135,28	темно-зеленый
7-Б	3,56	167,19	коричневый
8-Б	3,30	130,83	зеленый
9-Б	2,78	65,65	прозрачный
10-Б	3,75	199,23	темно- коричневый

С целью изучения группировка оксидов в стекла был проведен процесс дифференциального термического анализа состава 3-Б.

Рисунок 3. ИК-спектроскопия соcтав 3Б.

Таблица-5

Группа оксидов в составе 3Б.

Группировка	Эталон. Основная валентная полоса поглощения as, см^-1	Cостав-3Б Основная валентная полоса поглощения as, см^-1	Интенсивность
1	2	3	4
1. Si–O–Si в каркасной структуре	1080–1120	-	-
2. Si–O–Si в слоистой структуре (группы дисиликатного типа)	1000–1060	1031,00	1,901
3. Si–O–Si в цепочечно-ленточной структуре (группы метасиликатного типа)	960–1000	-	-
4. Островные группы [SiO4]	840–960	-	-
5. Кольцевые структуры из тетраэдров [SiO4] как составная часть более сложных структур: а) трехчленные кольца б) четырехчленные кольца в) шестичленные кольца	740–800 740–760 760–780 780–800	749,38	7,782
6. Группа [PO4]^3-	1050–1300	-	-
7. PO2	1200–1340	-	-
8. P–O–P	900–1080	-	-
9. Связь Р=О в тетраэдрах [PO4]^3-	1280–1320	-	-
10. Группа [BO3]	1250–1550	-	-
11. Группа B(O, OH)4	900–1100	-	-
12. Мостик типа BIII–O–BIII	1230–1240	-	-
13. Концевая группа BIII–O	1200–1210	-	-
14. Мостик типа BIV–O–BIII	1120–1190	-	-
15. Мостик типа BIV–O–BIV	940–960	-	-
16. Группы [AlO4]	710–780	749,38	7,782
17. Группы [AlO6]	600–650 (слабо активны)	-	-
18. Анионы [CO3]^2-	1400–1500	-	-
19. Группы (OH)^-	3300–3800	3435,37 3741,10 3754,60 3763,28	8,016 9,910 9,881 9,872
20. Молекулы H2O	1600–1700	1643,42	9,917
21. Группы [TiO4]	700–960 (неактивны)	-	-
22. Группы [TiO6]	500–700 (неактивны)	-	-

В спектрах имеется только одна полоса, формы профилей отсутствуют, а интенсивность разная, что связано с изменением первичной структурной группировки воды и результатом [21-22].
Полосы поглощения 1000 и 1060 см - ¹ приписываются валентным колебаниям бриджковых связей Si-O-Si в кристаллической решетке минералов группы анортита. В спектре изображений присутствуют полосы пропускания каркасной группы Si-O-Si кристаллического кварца и полосы пропускания валентного клубка мостика Si-O-Si (Al). Полосы 710 и 780 см в анортит содержащих материалах слабо относятся к различным колебаниям Si-O и Al-О в подобных системах слоистых алюмосиликатов, полагая, что полосы 710 и 780 см - ¹ характеричности октеризуют тетраэдрическое искажение [23]. Полоса в области 438 и 693 см¹ относится к деформационному колебаниям угла Si-O-Si , включающие мостиковый кислород , а 797 см к валентным симметричным колебаниям Si -O-Si , характерным для кремния в тетраэдре SiO₄. Наличие полосы поглощения при волновых числах 534 см - ¹ приписывает ся колебаниям мостиков Si-O-Al в гидрослюдах . Полоса поглощения в области 1422 см , соответствующая деформационным колебаниям групп ОН в вершинах кремнекислородных тетраэдров , является отличительной особенностью силикатов. Частоты в области 3251-3552 см относятся к валентным колебаниям ОН- групп . Появление этих полос вызвано наличием в образцах адсорбированной и капиллярной воды . Деформационные колебания этих группировок лежат в области 1643 см [24].
Заключение.
На основании проделанной работы и их результатов были сделаны следующие выводы:
- Изучен минералогический состав базальта Осмонсай;
- Был определен химический состав базальта Осмонсай и проведено сравнение с составами базальтов в других регионах мира;
- Изучены практические основы пределов стеклообразования в системах Кварц-Базальт-Сода;
- Определены физико-механические свойства, коэффициент теплового расширения и плотность полученных образцов стекла;
-Изучена Основная валентная полоса поглощения в составе 3Б.
Синтетическое стекло является основой для производства декоративных стеклянных покрытий, особенно цветного стекла для архитектуры.
Было обнаружено, что в зависимости от изменений в составе стекол на основе базальта, они прозрачны или разного цвета, ширина области стеклообразования показали, что можно получать не только декоративное стекло, но также могут быть получены не только стеклянные материалы, но и стеклянные кристаллические материалы.
Научные исследования исследователей показали, что они использовали дополнительные красящие оксиды при синтезе декоративного стекла. Отличие нашего исследования от других заключается в том, что при изучении состава Осмонсайского базальта при синтезе образцов декоративного стекла не используется чрезмерно достаточное количество дополнительных красящих оксидов.


Благодарности.
Автор хотел бы выразить признательность Ташкентскому химико-технологическому институту за поддержку в проведении исследований в селе Осмонсой Форишского района. Глубокая благодарность моему руководителю проф. Арипова Мастура Хикматовна за предоставление полезной информации о базальтовых и стеклокерамических материалах.


REFERENCES

1. Ermetov Amirbek Ismailovich: Modern approaches to the use of new raw materials and technogenes in the synthesis of decorative-facing glasses, ISSN 2518-167X, 9(18), Vol.1, December 2017 21-24, https://ws-conference.com/webofscholar.

2. V.V. Dayneko, A.D. Kalixman: Xudojestvenniye izdeliya iz stekla v texnologii spekaniya dlya dekorativnogo oformleniya interyerov, Izvestiya vuzov. Investisii. Stroitelstvo. Nedvijimost № 2 (5) 2013, 144-151 c.
3. Ye.A. Lazareva, A.M. Naprasnik, L.V. Dyachenko, V.V. Kiryushenko: Vliyaniye fazovogo sostava i strukturi dekorativnoy steklomozaichnoy plitki na yeyo svoystva, ISSN 0321-2653 Izvestiya vuzov. Severo-Kavkazskiy region. Texnicheskiye nauki. 2006. № 4, 47-50
4. Shelbi Dj. Struktura, svoystva i texnologiya stekla. M. : Mir, 2006, 9-10 c.
5. J.E. Shelby, Introduction to Glass Science and Technology, 2nd ed., The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 2005.
6. E.D. Zanotto, J.C. Mauro, The glassy state of matter: Its definition and ultimate fate, J. Non. Cryst. Solids 471 (2017) 490–495, http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2017.05.019.
7. Litvinenko S.V. Texnologiya fyuzinga. Kiyev : Vitrajnaya masterskaya, 2005. 150 s.
8. F.Oikonomopoulou, T.Bristogianni, L.Barou, F.A.Veer, R.Nijsse – The potential of cast glass in structural applications. Lessons learned from large-scale castings and state-of-the art load-bearing cast glass in architecture, Journal of Building Engineering Volume 20, November 2018, Pages 213-234
9. Basaltic glass-ceramic: A short review - Luiza Felippi de Lima_, J.E. Zorzi, R.C.D. Cruz
Programa de Pós-Graduac¸ão em Engenharia e Ciência dos Materiais (PPGMAT), University of Caxias do Sul, R. Francisco Getúlio Vargas, 1130, 95070-560 Caxias do Sul, RS, Brazil