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Gegen Metalldämpfe widerstandsfähiges Glas.
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hat man die Anwendung von Gläsern vorgeschlagen, die in der Hauptsache aus Borsäure oder im wesentlichen aus Tonerde und Borsäure, also dreiwertigen Oxyden, neben üblichen Glasbildner wie einwertigen Oxyden (Alkalien) und zweiwertigen Oxyden (Erdalkalien). bestehen. Dabei betrug der Gehalt an dreiwertigen und an einwertigen Oxyden zusammen mehr als etwa 75%, so dass an zweiwertigen Oxyden höchstens 25% vorhanden waren.
Da solche Gläser einen niedrigen Schmelzpunkt haben, wenn nicht der Gehalt an Tonerde 50% oder mehr beträgt, also sich bei praktisch vorkommenden höheren Temperaturen dem Dampfdruck der in Frage kommenden Metalle gegenüber als ungenügend starr erweisen können, ferner infolge ihres kleinen Temperaturbereichs der geeigneten Bearbeitungszähigkeit und ihrer Sprödigkeit schwer zu Röhren, Gefässen u. dgl. zu verarbeiten und, wenn überhaupt, nur schwierig mit Elektroden aus den üblichen Stoffen zu verschmelzen sind, schliesslich auch unter dem Einfluss von Wasserdampf und wässerigen Lösungen leicht erblinden, hat man vorgeschlagen, sie in Form eines Überzuges auf gewöhnliches Glas (also als Verbundglas) zu verwenden.
Auch suehte man einen Teil dieser Übelstände, insbesondere die schwierige Verarbeitbarkeit und die Gefahr des Erweichens. dadurch zu beheben, dass man ausser Borsäure und Tonerde noch beträchtliche Mengen Kieselsäure in die Glaszusammensetzung einführte.
Hiedurch wird jedoch die Widerstandsfähigkeit gegen den Angriff der Metalldämpfe wieder verringert, so dass solche Gläser sich mehr oder weniger verfärben, insbesondere bei höheren Temperaturen, wie sie zur Erzielung höchster Wirtschaftlichkeit der Alkalimetallampen zweckmässig sind.
Die Gläser der amerikanischen Patentschriften Nr. 1570 876 und 1609 329 und der britischen
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henden Metalloxyde zu sehen, wodurch die bisherigen Mängel dieser Gläser hinsichtlich der chemischen Widerstandsfähigkeit und hinsichtlich der mechanischen und physikalischen Eigenschaften des Glases beseitigt werden.
Gemäss vorliegender Erfindung gelangt, man zu Gläsern mit grösster Widerstandsfälligkeit gegen- über den Einwirkungen der Metalldämpfe, leichter Verschmelzbarkeit mit üblichen Elektrodenbaustoffen, guter Verarbeitbarkeit, hohem Erweichungspunkt und günstiger Wetterbeständigkeit, wenn man den Gehalt an Alkalien und Kieselsäure klein oder gleich Null macht, den an zweiwertigen Oxyden dagegen möglichst gross wählt.
Zur Erreichung der genannten Vorteile ist bei den neuen Gläsern die Zusammensetzung so zu wählen, dass das Glas neben Borsäure und höchstens 45% Tonerde mindestens 6% und h ckstens 80% an zweiwertigen Oxyden enthält, jedenfalls aber so viel an zweiwertigen Oxyden, dass die Summe aus dem anderthalbfachen Gehalt an zweiwertigen Oxyden ausser Bleioxyd und dem Gehalt
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an Tonerde mindestens 55% beträgt. Kieselsäure und andere vierwertige Oxyde, wie die von Titan, Zirkon und Thorium sowie Alkalioxyde dürfen nur in geringem Masse vorhanden sein, wenn die erstrebten
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Daher dürfen die neuen Gläser an vierwertigen Oxyden, Alkalioxyden, Antimonoxyd, Arsenoxyd und Bleioxyd zusammen höchstens 5% enthalten.
Von den zweiwertigen Oxyden eignet sich besonders Bariumoxyd, jedoch lässt sieh der Gehalt daran
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Mischungen dieser Oxyde ersetzen. Bei den neuen Gläsern gelingt es, die Ausdehnungszahl und den Temperaturbereich der geeigneten Bearbeitungszähigkeit sowie sonstige Eigenschaften in weitem Umfange je nach den Anforderungen zu verändern und die Kristallisationsneigung zurückzudrängen, die sich bei reinen Barium-Alumo-Borat-Gläsern um so mehr bemerkbar macht, je geringer der Bariumoxydgehalt ist. Als Regel kann gelten, dass der Gehalt an zweiwertigen Oxyden um so kleiner sein darf, je kleiner das Molekulargewicht des betreffenden Oxyds ist.
Es empfiehlt sieh daher, den Gehalt der zweiwertigen Oxyde ausser Bleioxyd so zu bemessen, dass die Summe der Quotienten aus der Prozentzahl der einzelnen zweiwertigen Oxyde ausser Bleioxyd und ihrem Molekulargewicht mindestens 0'25 beträgt. Es ist dabei zweckmässig, insgesamt mindestens 25% an zweiwertigen Oxyden ausser Bleioxyd zu verwenden.
Um Entglasungserseheinungen leichter vermeiden zu können, lässt man zweckmässig den Gehalt an Borsäure 55% nicht übersteigen.
Innerhalb der angegebenen Grenzen sind Gläser mit besonders guter Verarbeitbarkeit diejenigen, die an Borsäure 10% bis 40%, an Tonerde 10% bis 35% und als Rest zweiwertige Oxyde enthalten : insbesondere empfiehlt es sich dabei, den Gehalt an Bariumoxyd mindestens 40% betragen zu lassen.
Die folgenden Tafeln zeigen eine Anzahl Beispiele der Erfindung. Mit dem Zeichen : ist für jedes Beispiel am Fuss der Tafel die Summe der Quotienten aus der Prozentzahl der einzelnen zweiwertigen Oxyde ausser Bleioxyd und ihrem Molekulargewicht angegeben. Für das Glas VI beispielsweise berechnet sich diese Summe folgendermassen :
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<tb>
<tb> = <SEP> 15/ <SEP> (24-32 <SEP> + <SEP> 16-00) <SEP> + <SEP> 10/(137#37 <SEP> + <SEP> 16-00) <SEP> + <SEP> 5/(65#37 <SEP> + <SEP> 16-00)
<tb> Mg <SEP> O2 <SEP> Ba <SEP> O2 <SEP> Zn <SEP> O2
<tb> 2 <SEP> 2 <SEP> 2
<tb> # <SEP> = <SEP> 0#372 <SEP> + <SEP> 0#065 <SEP> + <SEP> 0#061
<tb> = <SEP> 0-498
<tb>
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mittleren Dispersion, 3'Y. die kubische Ausdehnung (Thiene, Glas, 1.
Band, Fischer-Jena, 1931, S. 113 ff.), Tg den Transformationspunkt, d. i. der Wendepunkt in der logarithmischen Kurve der Abhängigkeit der Viskosität von der Temperatur, bei welchem das Glas etwa einer Zähigkeit von 1013 Poisen entspricht (Glastechnische Berichte, 5. Band, Seite 395 ff. ) und M den Umkehrpunkt, d. i. die Temperatur, bei welcher zwei aufeinandergelegte Plättchen von 20 mm Fläche und 10 mm Dicke unter einer Belastung
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Seite 405 ff.).
Tafel I.
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<tb>
<tb>
I <SEP> II <SEP> III <SEP> IV <SEP> V <SEP> VI <SEP> VII <SEP> VIII <SEP> IX <SEP> X
<tb> B2O2 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 35#5 <SEP> 23 <SEP> 50 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 25 <SEP> 10 <SEP> 60
<tb> Al2O2 <SEP> 15 <SEP> 30 <SEP> 27 <SEP> 2 <SEP> 10 <SEP> 25 <SEP> 35 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 10
<tb> MgO <SEP> - <SEP> - <SEP> 10 <SEP> - <SEP> - <SEP> 15 <SEP> 5 <SEP> - <SEP> - <SEP> 4
<tb> CaO <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> 35 <SEP> 50 <SEP> BaO <SEP> 65 <SEP> 45 <SEP> 27 <SEP> 74#5 <SEP> 30 <SEP> 10 <SEP> 5 <SEP> - <SEP> - <SEP> 26
<tb> ZnO <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 5 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> SiO2 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> Na2O <SEP> - <SEP> 2 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> As2O2 <SEP> - <SEP> - <SEP> 0#5 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<SEP> PbO <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 0#5 <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> -
<tb> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> # <SEP> 0#424 <SEP> 0#293 <SEP> 0#424 <SEP> 0#485 <SEP> 0#373 <SEP> 0#498 <SEP> 0#334 <SEP> 0#625 <SEP> 0#892 <SEP> 0#269
<tb>
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<tb>
<tb>
XI <SEP> XII <SEP> XIII <SEP> XIV <SEP> XV <SEP> XVI <SEP> XVII
<tb> B, <SEP> 0s <SEP> 39 <SEP> 40 <SEP> 25 <SEP> 39 <SEP> 20 <SEP> 25 <SEP> 20
<tb> AI, <SEP> 25 <SEP> - <SEP> 15 <SEP> 25 <SEP> 28 <SEP> 22 <SEP> 27
<tb> MgO <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 18 <SEP> - <SEP> - <SEP> CaO------18
<tb> BaO <SEP> 36 <SEP> M <SEP> 60 <SEP> 18 <SEP> 52 <SEP> 53 <SEP> 32
<tb> BaO <SEP> 35 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 18 <SEP> 52 <SEP> 53 <SEP> 32
<tb> K2O <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 3
<tb> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb> # <SEP> 0#235 <SEP> 0#391 <SEP> 0#391 <SEP> 0#564 <SEP> 0#339 <SEP> 0#346 <SEP> 0#530
<tb> s <SEP> 2#94 <SEP> 3#76 <SEP> 3#77 <SEP> 2#80 <SEP> 3#48 <SEP> 3#46 <SEP> 3#17
<tb> @g <SEP> 1#5663 <SEP> 1#6369 <SEP> 1#6363 <SEP> 1#5815 <SEP> 1#6137 <SEP> 1#6096 <SEP> 1#6171
<tb> v <SEP> 58#9 <SEP> 59#7 <SEP> 55#1 <SEP> 58#9
<SEP> 54#1 <SEP> 55#8 <SEP> 53#1
<tb> 170 <SEP> 248 <SEP> 277 <SEP> 158 <SEP> 231 <SEP> 238 <SEP> 256
<tb> Tg <SEP> 554 <SEP> 558 <SEP> 510 <SEP> 607 <SEP> 544 <SEP> 530 <SEP> 588
<tb> M <SEP> 619 <SEP> 613 <SEP> 555 <SEP> 674 <SEP> 611 <SEP> 585 <SEP> 657
<tb>
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1. Gegen Metalldämpfe widerstandsfähiges Glas, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas Borsäure. höchstens 45% Tonerde, an vierwertigen Oxyden. Antimonoxyd, Arsenoxyd, Bleioxyd und Alkalioxyden zusammen höchsten 5% und an zweiwertigen Oxyden insgesamt mindestens 6% und höchstens 80% enthält und die Summe aus dem anderthalbfarhen Gehalt an zweiwertigen Oxyden ausser Bleioxyd und dem Gehalt an Tonerde mindestens 55% beträgt.