Способ получения однофазового стеклообразного материала вещества нестехиометрического состава

Название	Способ получения однофазового стеклообразного материала вещества нестехиометрического состава
Разработчик (Авторы)	Титов Н.Ф., Барабаш В.Р., Душенин Е.Н., Колесников А.Г., Рыженков А.Я., Скачко С.В.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2224725
Дата регистрации	27.02.2004
Правообладатель	Титов Николай Федорович, Барабаш Виталий Романович, Душенин Евгений Николаевич, Колесников Александр Георгиевич, Рыженков Анатолий Яковлевич, Скачко Сергей Васильевич
Область применения (класс МПК)	C03B 5/00 (2000.01)

Описание изобретения

Способ получения однофазового стеклообразного материала вещества нестехиометрического состава из расплава стеклообразующей многокомпонентной смеси в настоящее время известен под названием способ получения однофазового стеклообразного материала, изложенный в патенте № 5964913, США. Способы этого патента включают подготовку расплава, в котором имеются подвижные катионы стеклообразующей многокомпонентной смеси, компоненты которой есть химические соединения, выбранные из группы химических соединений, содержащих одновалентный металл, который в расплаве является подвижным катионом, из группы химических соединений, включающих двухвалентный металл, который в расплаве является подвижным катионом и их смесями, причём одно-двухвалентные металлы являются типичными (или переходной группы) металлами. Стеклообразующая многокомпонентная смесь также включает переходящие в расплав химические соединения, выбранные из группы химических соединений, которые включают трехвалентный металл, из группы химических соединений, которые включают металл с валентностью выше трех (3) и их смесями, причём эти химические соединения кристалло-химически подобны окиси кремния, такие как окись алюминия, окись железа, окись титана, диборит титана и т.д., и содержат химические элементы вещества материала, являющегося целью изобретения способа. Для получения материалов веществ с названными химическими составами, подвижные катионы удаляются из расплава в катодном процессе саморазряда, нетипичном для процесса электролиза в обычной электрохимической ячейке (в терминологии электрохимии – электролизер, электролитическая ячейка), так как анодный процесс способа патента имеет особенность, отличающую его от анодного процесса электролиза в обычной электрохимической ячейке, и характеризуется физическим процессом вырыва электронов из расплава, практически исключающим выделение массы на аноде, соответственно разложение химических соединений, кристалло-химически подобных окиси кремния, и приводящим к приобретению расплавом избыточного положительного заряда, который разряжается на катоде посредством подвижных катионов расплава. Процессы способа завершаются получением двух продуктов - стеклообразных материалов с тем химическим составом, как это указано выше, с геометрическими параметрами расплава, предшествующими его затвердеванию, и, кроме того, получением материалов – сопутствующих - типичных (или переходной группы) металлов, выделившихся на (в) катоде. Стеклообразный материал может содержать заданное количество химических элементов одно-двухвалентных типичных (или переходной группы) металлов в зависимости от времени проведения процессов способа. Система, в которой совокупным процессом названного способа электролиз реализуется одним катодным процессом, принято называть электрохимической колонкой в сопоставлении с практикуемой для электролиза электрохимической ячейкой, где совокупный электрохимический процесс принципиально отличается наличием и анодного, и катодного процессов выделения массы на электродах. В одном из способов этого патента получение материала происходит в электрохимической колонке с анодом, не имеющим непосредственного контакта и отделенным от расплава промежутком с диэлектрической средой, инертной относительно расплава, причем вещество, заполняющее среду, не рассматривается как абсолютно инертное, и таким образом расплав и среда комплектуют электрическую цепь электрохимической колонки, включающую также источник напряжения постоянного тока и устройства, среди которых имеется по крайней мере один анод (не контактирующий с расплавом) и по крайней мере один катод. Для создания анодом электрического поля и для возбуждения этим полем процесса вырыва электронов из расплава, напряжение в электрической цепи регулируется так, чтобы постоянный электрический ток создавался и пропускался через анод, катод, расплав и среду, и при этом в расплаве понижалась концентрация подвижных катионов с выделением на катоде металлов сорта подвижных катионов, что, по сути, является обеднением в расплаве концентрации (уменьшением количества) подвижных катионов металлов – селективным электрохимическим процессом – называемым "обеднение процесс" в отличие от процесса, называемого "электролиз", в обычной электрохимической ячейке. В другом варианте расплав пропускается в контактном отношении с и последовательно между устройствами, сделанными из материала низкого электрического сопротивления, от устройства к устройству. Эти устройства находятся в, и завершают с расплавом и источником напряжения постоянного тока электрическую цепь, в которой имеется, по крайней мере, одно устройство, служащее анодом, в контакте с расплавом и имеется, в контакте с расплавом, по крайней мере, одно устройство, служащее катодом. Напряжение в электрической цепи и скорость движущегося расплава регулируются так, чтобы в ней создавался постоянный электрический ток, практически не приводящий к разложению вещества расплава на аноде, и концентрация подвижных катионов в расплаве понижалась одновременно с понижением концентрации подвижных катионов в электрической цепи варианта с анодом, не контактирующим с расплавом, с восстановлением на катоде металлов сорта подвижных катионов. Оба варианта способа одинаково завершаются охлаждением расплава, имеющего, против исходной, пониженную концентрацию подвижных катионов, с получением материала, включая изготовление изделий, производимых в стекольной промышленности, в том числе изделий из стеклокристаллических материалов, и, кроме того, с получением типичных (или переходной группы) металлов, выделившихся на (в) катоде в обеднение процессе. Подробное описание вариантов изобретения излагается на примере силиката натрия, в котором (в примере), в переходе натрия "металл – ион – металл", вначале металл натрия вступает в реакцию с кислородом, затем окись натрия с окисью кремния образуют силикат натрия. Ионизация (переход в состояние заряженной частицы-иона) натрия и завершение перехода натрия "металл – ион – металл", выделением металла натрия на катоде, происходит под влиянием процесса вырыва электронов из расплава силиката натрия и катодного потенциала. В результате, в переходе натрия "металл – ион – металл", кремне-кислородное соединение расплава силиката натрия приобретает, в качестве структурного элемента, кислород окиси натрия, натрий которой выделяется на катоде, и количественное соотношение кремния, кислорода и натрия в расплаве изменяется. Это количественное соотношение нельзя, согласно закона постоянства состава, получить химической реакцией, непосредственно смешивая химические элементы. Вещество силиката натрия приобретает нестехиометрический состав, который характеризуется количественными отношениями, в которых вещества силиката натрия, с прекращением на любой стадии обеднение процесса, находятся против количественных отношений стехиометрического состава, в которых вещества вступают в химическое взаимодействие друг с другом с образованием силиката натрия.

Анод, в согласии с общепринятым понятием термина "анод", является электродом (в названном способе – устройством), соединенным проводящим конструкционным элементом или непосредственно с положительным полюсом источника электрического тока, соответственно этому электрод (анод) – проводник 1^го рода. Материал низкого сопротивления, из которого в названном способе изготавливается анод (устройство), также проводник 1^го рода, так как непосредственно указано соединение устройства (которое анод) с "источником напряжения постоянного тока", в том числе в этом способе есть указание на эквивалентность "материала низкого сопротивления" проводнику 1^го рода в самом термине "анод". Общеизвестна способность заряженного проводника 1^го рода к практически мгновенному перераспределению (и концентрации) его носителей отрицательного заряда (и соответственно заряда) – коллективизированных электронов - в сторону проводника, внесенного в пространство заряженного проводника 1^го рода. Поэтому в вариантах способа патента, приведенного выше, для получения устойчивого процесса "температура, приложенное напряжение и геометрические размеры заданы так, чтобы не возникали электрические разряды между анодом и материалами печи, приготовленной для процесса изобретения и катодом, на котором находится расплав", что вызовет исполнимую, но со значительными трудностями, понятными специалистам, технологию производства материала в практике применения названого способа. Специалистам также понятно, что система, в которой пространственное положение коллективизированных электронов проводника 1^го рода стабилизировано, их способность к перераспределению подавлена взаимодействием с другой подсистемой и в то же время функции анода сохраняются, упростит задачу организации устойчивого процесса при производстве материала. Подсистемой, пригодной для этих целей, является проводник 2^го рода - электролит (в терминологии описания изобретения – расплав). Поле анода будет устойчиво и равновероятно действовать в электролите в любом направлении, так как носители заряда электролита (гомогенного), вызывающие перераспределение заряда на поверхности анода, равновероятно распределены с одинаковой плотностью в любом выбранном объеме (имеющим смысл для определения плотности) электролита. Действующий в электролите потенциал (и, следовательно, напряжённость поля) анода в этом случае равновероятно распределён в пространстве и изменение его значений (и значений напряженности поля) будет только в связи с падением потенциала в электрохимическом процессе.

Получение однофазового стеклообразного материала вещества нестехиометрического состава в настоящем изобретении достигается проведением обеднение процесса и согласно принятой терминологии

РАСПЛАВ СТЕКЛООБРАЗУЮЩЕЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ – среда, заполненная связанными в структуру атомами вещества. Структура вещества, в свою очередь, состоит из непрерывно развивающейся в трех (двух, одном) направлениях матрицы с атомами (кристалло-химически подобными кремнию), конструктивно-химически связанными между собой (кислородом или химически подобными ему) в монолитное тело, определяемого с указанием на термин "мгновенная фотография" и из отдельных атомов (химически подобных натрию), находящихся в ограниченных матрицей объемах пространства. Химические элементы атомов, образующие матрицу и химические элементы атомов, не образующие матрицу, но находящиеся в химической связи с элементами матрицы в состоянии относительно подвижных катионов, вместе (химические элементы) определяют вещество – химическое соединение и его структуру и выбираются из химических элементов, составляющие химические соединения, применимые в практике приготовления расплавов для производства стекла и стеклокристаллических материалов.

СТЕКЛООБРАЗУЮЩЕЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ РАСПЛАВ СТЕХИОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА – химическое соединение, имеющее химический состав, на момент образования расплава, который (стехиометрический состав) характеризуется количественными отношениями, в которых вещества расплава вступают в химическое взаимодействие друг с другом с образованием вещества - целого.

СТЕКЛООБРАЗУЮЩЕЙ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СМЕСИ РАСПЛАВ НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА – химическое соединение, имеющее химический состав, в и по завершению обеднение процесса в электрохимической системе, который (нестехиометрический состав) характеризуется количественными отношениями, в которых находятся вещества расплава, образуя целое, против стехиометрических количественных отношений, в которых вещества расплава вступают в химическое взаимодействие друг с другом с образованием вещества-целого.

ОБЕДНЕНИЕ ПРОЦЕСС – совокупность процессов, происходящих в электрохимической колонке при наложении стационарного электрического поля на находящийся в сопряжении с проводником 1^го рода расплав.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОЛОНКА– электрохимическая система, в которой, при наложении стационарного электрического поля на находящийся в сопряжении с проводником 1^го рода, стеклообразующей многокомпонентной смеси расплав стехиометрического состава, происходит процесс вырыва электронов из расплава с необходимостью приводящего к приобретению расплавом избыточного положительного заряда и к возникновению в расплаве параллельного самостоятельного процесса, в котором носители избыточного положительного заряда, относительно подвижные (в расплаве) катионы (химически подобные натрию) удаляются к и саморазряжаются на (в) проводник 1^го рода, и их концентрация обедняется с понижением до заданной величины, с выделением на (в) проводнике 1^го рода массы веществ(а), включая металлы, сорта подвижных катионов и с изменением сочетания химических элементов, порождающего состояние вещества – химического соединения расплава, характеризуемое нестехиометрией химического состава.

РАСПЛАВ ИСТОЧНИКОВ ЭДС – стеклообразующей многокомпонентной смеси расплав, содержащий упорядоченные структуры, излучающие изменяющийся магнитный поток во времени, характеризующий нестационарное магнитное поле и целое - расплав - источником электродвижущей силы (ЭДС).

Задача получения стеклообразного материала вещества нестехиометрического состава решается посредством проведения обеднение процесса в электрохимической колонке, схематично представленной на фиг.1. Электрохимическая колонка в настоящем изобретении представляет собой электрохимическую систему, в которой наложение электрического поля, в обеднение процессе, в присутствии среды газа, давление которого регулируют, создают электрическим полем объема расплава (1), ограниченного твердыми стенками (2), для определённости из кварцевого стекла, не препятствующих прохождению поля и электрическим полем анода (3), помещённого в расплав (1), составляющего с анодом (3) систему, в котором (в расплаве (1)), в текущее время анодного процесса, регулированием напряжения в электрической цепи анода (3), соединённого с источником напряжения, катод которого заземлён (на фиг.1 не показано), накапливают распределённые по объёмам положительные заряды, поля которых с полем заряда анода поляризуют – ориентируют, смещают – структурные элементы и частицы расплава, с подавлением, по мере накопления объёмного заряда, подвижности (поляризацией) целого – расплава и соответственно анодного процесса и сложением действующего потенциала заряда анода (3) с потенциалом заряда расплава (1) дополняют электрическое поле анода (3) и создают, электрическим полем заряда расплава (1) и электрическим полем анода (3), составляющего с расплавом названную систему, распределенное электрическое поле относительно стенок (2), ограничивающих эту систему, в том числе наложенное на расплав (4) стеклообразующей многокомпонентной смеси, находящийся в объеме, ограниченном твердыми стенками (2), для определённости из кварцевого стекла, в сопряжении с проводником 1^го рода (5), и, как показано на фиг.1, эти два объема диэлектрически разделены пространственным промежутком (6). Наложением электрического поля системы, в которой анод (3), на расплав (4) стеклообразующей многокомпонентной смеси, производят вырыв электронов из этого расплава и потоком электронов замыкают электрическую цепь включающую названную систему, проводник 1^го рода (5), расплав (4), с образованием в этой электрической цепи постоянного тока и с приобретением расплавом (4) положительного объемного заряда, который индуцирует в проводнике 1^го рода (5) отрицательный заряд и таким образом создают разность потенциалов, действием которой подвижные катионы удаляют из расплава (4) на (в) проводник 1^го рода (5), и их концентрацию в расплаве (4) обедняют с понижением до заданной величины, с выделением в обеднение процессе на (в) проводнике 1^го рода (5) массы веществ(а), включая металлы, сорта подвижных катионов в присутствии газов, инертных относительно расплава и выделившейся массы, в температуре, выбираемой из температур твердоподобного, жидкоподобного, пароподобного и газоподобного агрегатного состояния веществ(а) выделившейся массы и с приобретением веществом расплава сочетания химических элементов, характеризуемого нестехиометрией химического состава или с выделением в обеднение процессе на (в) проводнике 1^го рода (5) массы веществ(а), включая металлы, сорта подвижных катионов, в присутствии газов, химически инертных относительно расплава и выделившейся массы, смешанной с этими газами, включающими химические элементы, образующие с веществом выделившейся массы химические соединения, вступающие в химическое взаимодействие с веществом расплава, с переходом в этом процессе веществ(а) выделившейся массы и прореагировавших с этим веществом химических элементов газов в состояние подвижных катионов расплава и структурных элементов матрицы расплава соответственно и созданием цикла прямого, из расплава, посредством обеднение процесса и обратного, посредством химических превращений, в расплав, переходов веществ(а) подвижных катионов насыщают (в цикле) химическое соединение расплава химическими элементами газов, вступающих (подобно кислороду) в химическое взаимодействие с веществом(ами) сорта подвижных катионов и (подобно кислороду), находящихся в химическом соединении расплава в состоянии структурного элемента, с приобретением веществом (химическим соединением) этого расплава сочетания химических элементов, характеризуемого нестехиометрией химического состава. Затем расплав (4) охлаждают с получением однофазового стеклообразного материала вещества нестехиометрического состава и в зависимости от скорости охлаждения, в аморфном (стекло) или кристаллическом состоянии (стеклокристаллические материалы) с желаемыми геометрическими параметрами и формой расплава, предшествующего затвердеванию или с разрушением отвердевшего расплава на макрочастицы заданных размеров и с получением материала – сопутствующего – веществ(а) массы, выделившейся из расплава в обеднение процессе, включая металлы, сорта подвижных катионов, в агрегатном состоянии веществ(а) выделившейся массы согласно температуре, выбранной из названных температур. В случае пароподобного или газоподобного агрегатного состояния вещества выделившейся из расплава (4) массы на (в) проводнике 1^го рода (5), расплав (4) насыщают распределяющимся в расплаве паром или газом выделившейся массы с получением материала (вещества нестехиометрического состава), содержащего распределённую, выделившуюся в обеднение процессе из расплава этого материала на (в) проводник 1^го рода, массу веществ(а), включая металлы, сорта подвижных катионов, в интервале температур, предшествующих и включающих температуру пароподобного и газоподобного агрегатного состояния вещества выделившейся массы. Термин “геометрические параметры и форма расплава, предшествующего затвердеванию” не является упрощённым и включает здесь и в последующем геометрические параметры и формы изделий, изготавливаемых в стекольной промышленности, в том числе изделий из стеклокристаллических материалов, так как в практике стекольной промышленности изделие, на момент его изготовления, с его геометрическими параметрами и формой, находится в состоянии расплава, предшествующем его затвердеванию. Термин(ы), термином(ами) в этом описании используются в словах не обязательно в состоянии множественного числа.

Наложение электрического поля дополняют нестационарным магнитным полем, характеризуемым возникновением электродвижущей силы (ЭДС), в одном случае, когда в системе с анодом (3) находится расплав источников ЭДС – стеклообразующей многокомпонентной смеси расплав (1), поляризованный собственными, накапливаемыми в анодном процессе, распределёнными по объемам положительными электрическими зарядами, поля которых поляризуют – ориентируют, смещают - структурные элементы и частицы расплава с образованием, в процессе поляризации, структур, создающих нестационарное магнитное поле расплава, характеризуемое возникновением электродвижущей силы (ЭДС), с приобретением веществом расплава, в анодном процессе выделения массы сорта химических элементов матрицы расплава, сочетания химических элементов, характеризуемого нестехиометрией химического состава, и расплав (1) выдерживают в интервале температур накопления распределённых по объёмам в этом расплаве положительных электрических зарядов для получения в расплаве (1) названных структур и накапливают в расплаве (1), соответственно накоплению распределённых по объёмам в этом расплаве положительных электрических зарядов, названные структуры до заданной величины, соответствующей выбранной температуре, в которой электрические поля зарядов поляризуют целое – расплав и анодный процесс, в текущее время поляризации, подавляется и подавляется накопление в расплаве объемного положительного электрического заряда и названных структур, с получением материала, содержащего структуры, создающие нестационарное магнитное поле, характеризуемое электродвижущей силой (ЭДС), вещества нестехиометрического состава в интервале температур, предшествующих и включающих температуру подавления, в текущее время поляризации расплава полями электрических зарядов, анодного процесса и наложенное на расплав (4) электрическое поле дополняют нестационарным магнитным полем, с возникновением ЭДС в не контактирующим с системой расплаве (4), так, что в замкнутой потоком вырываемых электронов из расплава (4) электрической цепи, включающей систему анода (3) и расплава (1) с названными структурами, проводник 1^го рода (5), расплав (4), пропусканием постоянного тока в этой электрической цепи удаляют подвижные катионы из расплава (4) на (в) проводник 1^го рода (5) и их концентрацию обедняют с понижением до заданной величины, с выделением в обеднение процессе на (в) проводнике 1^го рода (5) массы, включая металлы, веществ(а) сорта подвижных катионов расплава (4). В другом случае наложение электрического поля дополняют нестационарным магнитным полем, характеризуемым возникновением электродвижущей силы (ЭДС), когда в сопряжении с проводником 1^го рода (5) находится расплав источников ЭДС – стеклообразующей многокомпонентной смеси расплав (4), поляризованный собственными, накапливаемыми в процессе вырыва электронов из расплава (4) наложенным электрическим полем, распределёнными по объемам положительными электрическими зарядами, поля которых поляризуют – ориентируют, смещают - структурные элементы и частицы расплава с образованием, в процессе поляризации, структур, создающих нестационарное магнитное поле расплава, характеризуемое возникновением электродвижущей силы (ЭДС), с приобретением веществом расплава, в обеднение процессе выделения на(в) проводнике 1^го рода массы веществ(а) сорта подвижных катионов расплава, сочетания химических элементов, характеризуемого нестехиометрией химического состава, и расплав (4) выдерживают в интервале температур накопления распределённых по объёмам в этом расплаве положительных электрических зарядов для получения в расплаве (4) названных структур и накапливают в расплаве (4), соответственно накоплению распределённых по объёмам в этом расплаве положительных электрических зарядов, названные структуры до заданной величины, соответствующей выбранной температуре, в которой электрические поля зарядов поляризуют целое – расплав и процесс вырыва электронов из расплава (4), в текущее время поляризации, подавляется и подавляется накопление в расплаве объемного положительного электрического заряда и названных структур, с получением материала, содержащего структуры, создающие нестационарное магнитное поле, характеризуемое электродвижущей силой (ЭДС), вещества нестехиометрического состава в интервале температур, предшествующих и включающих температуру подавления, в текущее время поляризации расплава полями электрических зарядов, вырыва электронов из расплава, и наложенное на расплав (4) электрическое поле дополняют нестационарным магнитным полем, с возникновением ЭДС в проводнике 1^го рода (5), так, что в замкнутой потоком вырываемых электронов из расплава (4) электрической цепи, включающей систему анода (3) и расплава (1), проводник 1^го рода (5), расплав (4), пропусканием постоянного тока в этой электрической цепи удаляют подвижные катионы из расплава (4) на (в) проводник 1^го рода (5), и их концентрацию обедняют с понижением до заданной величины, с выделением в обеднение процессе на (в) проводнике 1^го рода (5) массы веществ(а), включая металлы, сорта подвижных катионов расплава (4). На фиг.1 проводники (3) и (5) снабжены стержнями, соответственно (7) и (8), для эффективности изменения концентрации подвижных катионов магнитным и электрическим полями.

На фиг.2 изображено поперечное сечение группы ограниченных объемов расплава, различающихся симметрией расположения электродов (9), являющихся анодами в расплаве и предназначенных для получения электрического заряда в заданном объеме расплава с заданной формой этого объема и его пространственного положения. Сконцентрированным таким образом объемным зарядом, в том числе электродами (10) экрана, создают увеличенное электрическое поле, в том числе создают увеличенное нестационарное магнитное поле, действующие в сторону расплава, приготовленного для изменения концентрации подвижных катионов. Концентрация объемного заряда и эффективность его действия также улучшаются подбором геометрической формы нижней стенки, ограничивающей расплав, в котором находятся электроды (9). Возможные варианты изменения геометрической формы нижней стенки (11) демонстрируются на фиг.3 продольным сечением низа ограниченных объемов расплава.

Эффективность обеднение процесса, кроме того, достигают заземлением проводника 1^го рода, находящегося в сопряжении с расплавом, приготовленным для изменения концентрации подвижных катионов, и проводник, в общепринятом понимании, в этом случае является электродом или соединением проводника 1^го рода в электрической цепи с источником напряжения, анод которого заземляют, и тогда проводник, в общепринятом понимании, в этом случае является катодом. В случае, когда в электрическую цепь включают участок электрической цепи катода, где катод, соединённый проводник 1^го рода (5) с источником напряжения (на фиг.1 не показано), анодный полюс которого заземлён, наложение электрического поля системы анода (3) и расплава (1) дополняют нестационарным магнитным полем, характеризуемым возникновением электродвижущей силы (ЭДС), когда в сопряжении с проводником 1^го рода (5) – с катодом (5) - находится расплав источников ЭДС – стеклообразующей многокомпонентной смеси расплав (4), поляризованный собственными, накапливаемыми в катодном процессе выделения на катоде массы веществ(а) сорта подвижных катионов наложенным электрическим полем катода (5), распределёнными по объемам отрицательными электрическими зарядами, поля которых поляризуют – ориентируют, смещают - структурные элементы и частицы расплава с образованием, в процессе поляризации, структур, создающих нестационарное магнитное поле расплава, характеризуемое возникновением электродвижущей силы (ЭДС), с приобретением веществом расплава, в обеднение процессе выделения на (в) катоде (5), действием электрического поля катода (5), массы веществ(а) сорта подвижных катионов расплава, сочетания химических элементов, характеризуемого нестехиометрией химического состава, и расплав (4) выдерживают в интервале температур накопления распределённых по объёмам в этом расплаве отрицательных электрических зарядов для получения в расплаве (4) названных структур и накапливают, соответственно накоплению в расплаве (4) распределённых по объёмам расплава отрицательных электрических зарядов, названные структуры до заданной величины, соответствующей выбранной температуре, в которой электрические поля зарядов поляризуют целое – расплав и катодный процесс, в текущее время поляризации, подавляется и подавляется накопление в расплаве объемного отрицательного электрического заряда и названных структур, с получением материала, содержащего структуры, создающие нестационарное магнитное поле, характеризуемое электродвижущей силой (ЭДС), вещества нестехиометрического состава в интервале температур, предшествующих и включающих температуру подавления, в текущее время поляризации расплава полями электрических зарядов, катодного процесса, и наложенное на расплав (4) электрическое поле, регулируемое напряжением в электрической цепи анода (3) и электрическое поле, регулируемое, для получения названных структур, опережающим значение напряжения в электрической цепи анода (3) напряжением в электрической цепи катода (5), дополняют нестационарным магнитным полем, с возникновением ЭДС в катоде(5), так, что в замкнутой потоком вырываемых электронов из расплава (4) электрической цепи, включающей электрическую цепь анода (3), систему анода (3) и расплава (1), расплав (4), катод (5), электрическую цепь катода (5), пропусканием постоянного тока в этой электрической цепи удаляют подвижные катионы из расплава (4) на (в) катод (5) и их концентрацию понижают до заданной величины, с выделением на (в) катоде (5) массы веществ(а), включая металлы, сорта подвижных катионов расплава (4).

Так как химический состав вещества меняется в соответствии с желаемой конечной целью получения физико-химических свойств материала (изделия) настоящего изобретения, невыполнимо дать точные химические составы для всех веществ материалов (соответственно, невыполнимо дать точные химические составы всех стеклообразующих многокомпонентных смесей, для которых применим способ настоящего изобретения). По названной причине, невыполнимо дать точные значения температур и других параметров (например, приложенное напряжение) изготовления материалов (изделий) изобретения. Параметры будут изменяться в соответствии с выбранным оборудованием, параметрами электрохимической колонки и конкретным химическим составом материала изобретения. Настоящее изобретение может быть осуществлено и не представленными здесь вариантами, но оно может быть улучшено, например так, как показано на фиг. 2, различным размещением электродов, или изменением формы электродов, как показано на фиг. 1, где анод (3) имеет плоскую форму в виде диска со стержнями (7), или например, заменой электродов (10) экрана (фиг.2), создающего электрическое поле, поперечное относительно оси колонки, устройством (например, соленоидом), создающим магнитное поле внешнего источника, или например, ограничением объема расплава (4) стеклообразующей многокомпонентной смеси, в котором на фиг. 1 – катод (5), твердыми стенками так, чтобы эти стенки не препятствовали движению расплава (4), который может предварительно пропускаться через (сквозь) анод (на фиг.1 не показано), кроме того со скоростью, выбираемой для получения материала в виде пленки с геометрическими параметрами, и формой, имеющими практическое значение, или например, заполнением показанного на фиг.1 пространственного промежутка (6) расплавом (на фиг.1 не показано) стеклообразующей смеси, ограниченного твёрдыми стенками, не препятствующих прохождению поля, с приобретением этим расплавом распределённых по объёмам расплава положительных электрических зарядов соответственно вырыву электронов из этого расплава наложенными электрическим и нестационарным магнитным (или только электрическим) полями системы, состоящей из расплава (1) и анода (3) и выдерживанием этого расплава в интервале температур накопления объёмного положительного электрического заряда для получения в этом расплаве, поляризацией полями распределенных по объёмам положительных электрических зарядов, структур, создающих нестационарное магнитное поле, до заданной величины, соответствующей выбранной температуре, в которой электрические поля зарядов поляризуют целое – расплав и процесс вырыва электронов из расплава, в текущее время поляризации, подавляется и подавляется накопление в этом расплаве объёмного положительного электрического заряда и названных структур, с получением материала, содержащего структуры, создающие нестационарное магнитное поле, характеризуемое электродвижущей силой (ЭДС), вещества, имеющего стехиометрический состав, в интервале температур, предшествующих и включающих температуру подавления, в текущее время поляризации расплава полями электрических зарядов, вырыва электронов из расплава, и в этом случае действие полей системы, состоящей из расплава (1) и анода (3), на расплав (4), дополняют действием нестационарного магнитного поля расплава, имеющего стехиометрический состав, заполняющего, как это описано выше, промежуток (6), с возникновением электродвижущей силы (ЭДС) в расплаве (4). Но в любом случае, в практике осуществления обеднение процесса с применением настоящего изобретения, электрические (и/или магнитные) поля внешних источников дополняются электрическими и/или магнитными полями источников расплава, получаемых или в электродных процессах, проводимых в расплаве или в процессе вырыва электронов из расплава.

Формула изобретения

1. Способ изготовления однофазового стеклообразного материала вещества нестехиометрического состава из расплава стеклообразующей многок

Изобретение "Способ получения однофазового стеклообразного материала вещества нестехиометрического состава" (Титов Н.Ф., Барабаш В.Р., Душенин Е.Н., Колесников А.Г., Рыженков А.Я., Скачко С.В.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога