DE1007231B

DE1007231B - Verwendung von SiO-armen Glasfluessen als Hartstoffe

Info

Publication number: DE1007231B
Application number: DEA18054A
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Albrecht; Dr Wilhelm Eppler; Dr-Ing Albert Maucher
Original assignee: ALBERT MAUCHER DR ING; FRITZ ALBRECHT DR; WILHELM EPPLER DR
Current assignee: ALBERT MAUCHER DR ING; FRITZ ALBRECHT DR; WILHELM EPPLER DR
Priority date: 1953-05-20
Filing date: 1953-05-20
Publication date: 1957-04-25

Description

Verwendung von Si 02-armen Glasflüssen als Hartstoffe Die Erfindung betrifft die Verwendung von Si0z armen Glasflüssen als Hartstoffe; sie besteht darin, daß Si02 arme Glasflüsse vorzugsweise mit einem Si 02 Gehalt unter 500/, nach gegebenenfalls bei Anwesenheit von Mineralisatoren erfolgter Wärmebehandlung etwa zwischen 800 und 1000° als Hartstoff überall dort eingesetzt werden können, wo sonstige Hartstoffe Verwendung finden können, so vor allem als Lagersteine, beispielsweise für Waagen, Meßinstrumente, Uhren u. ä. m. (an Stelle von Achat bzw. Rubin), in gleicher Weise aber auch als Bodenplatten, für Isoliersockel, in der Schmuckindustrie u. ä. m.
Der Vorteil in der Verwendung der neuen entglasten Hartstoffe ist vor allem darin zu sehen, daß sie bei geringer Sprödigkeit ausgezeichnete Festigkeitseigenschaften aufweisen und daß die bisher erforderlich gewesenen hohen Bearbeitungskosten der Natursteine (Achat) ganz oder größtenteils in Wegfall kommen.

Über die Härte der in Rede stehenden Gläser gibt die nachstehende Tabelle Aufklärung:

'sche Vickershärte Relative

Mohs

Ritzhäche Mikrohärte Makrohärte Schleiffestigkeit

Druck: 50 g Druck: 5000 g (sec/cm$)

Korund ........................... 9,0 2100 1600 1100 3000

Sinterkorund ..................... 9,0 1910 1550 - 3100

Widia ............................ 9,0 1720 1520 - -

Topas ............................ 8,0 1300 1320 2000 2400

Spinell ........................... 8,0 1270 1150 900 1000

Granat ........................... 7,0 1230 I 1090 950 1100

Neues Glas ....................... 7,0 1090 990 3200 3600

Bergkristall ....................... 7,0 1120 960 1300 2200

Edelstahl ......................... 7,0 870 850 - -

Achat ............................ 6,5 1190 830 1800 3100

Quarzglas ......................... 6,5 830 830 - 1000

Nephrit............... ............ 6,5 780 680 - 2700

Spiegelglas ....................... 5,0 640 j 600 - 1000

Der Ritz- und der Eindruckhärte nach liegt das neue Glas somit über dem Achat und nahe beim Bergkristall.

Der strukturell bedingten und erfindungswesentlichen Schleiffestigkeit nach liegt es sogar über Korund. Die letztere Eigenschaft ist insbesondere für Lagersteine oder auch sonstige stark beanspruchte Gegenstände von größter Wichtigkeit.
Zur Struktur der erfindungsgemäß zu verwendenden Gläser mögen vielleicht auch noch einige Ausführungen am Platze sein: Während durch Zusätze absichtlich getrübte Gläser auch bei sehr starker Vergrößerung noch keine erkennbaren Kristalle aufweisen, zeigen die normalen technischen Gläser bei ihrer Entglasung meist grobkristalline Sphärolithe, Kristallbüschel oder verschiedene Einzelkristalle (vgl. auch jebsen-Marwedel, »Die Glasschmelze mikroskopisch gesehen«, Frankfurt 1953).
Die Kristalle in den bekannten, sauren, technisch verwendeten Gläsern bestehen fast immer aus Devitrit, Wollastonit bzw. Si 02 Strukturen.
Demgegenüber entglast das erfindungsgemäß zu verwendende basische Glas wesentlich weitgehender und gleichmäßiger. Es entstehen hier Mineralien der Augitgruppe, die bemerkenswerterweise meist ähnliche Faserstrukturen ergeben, wie beim Achat.
Bekanntlich ist der wesentliche Bestandteil von Lehm Aluminiumhydroxyd neben mehr oder weniger unbedeutenden Verunreinigungen. Diese sind im allgemeinen Quarz, Eisen und Eisenverbindungen. Im Gegensatz dazu sind erfindungsgemäß Glasflüsse zu verwenden. Gewonnen werden die erfindungsgemäß zu verwendenden Glasflüsse dergestalt, daß ein Glassatz, dessen Gehalt an Kieselsäure zweckmäßig kleiner als 50 % ist, zunächst bei üblichen Temperaturen erschmolzen wird. Ein solcher Glasfluß wird sodann beiTemperaturen im Bereich des entsprechenden Erweichungsintervalls, etwa zwischen 800 und 1000°, so lange behandelt, bis völlige Entglasung eingetreten ist. Die Höhe der Temperatur ist zweckmäßig so zu bemessen, daß die Keimbildungszahl möglichst groß ist, dagegen die lineare Kristallisationsgeschwindigkeit nicht zu große Werte annimmt.
Derartig gewonnene Trübgläser sind porzellanartig weiß und erhalten durch Pressen eine glatte Oberfläche, die nicht mehr nachbearbeitet werden muß. Durch Zusatz entsprechender Oxyde können derartige Trübgläser auch gefärbt werden.
Man kann wie folgt vorgehen: Ein Glassatz der Zusammensetzung: 47 °/a Si 02, 20 % Mg 0, 13 % A12 03, 10,6 % Ca 0, 2,3% Na, 0, 1,7O/, K20, 0,4% B203, der als Mineralisatoren noch z. B. 3 °/p Sn 02 und 2 °/o Ti 02 enthalten kann, wird in üblicher Weise zwischen 1450 und 1500° erschmolzen. Der erhaltene Glasfluß wird entweder völlig zum Erkalten gebracht bzw. auf mindestens 800° abgekühlt und dann bei Temperaturen zwischen 800 und 1000° so lange behandelt, bis völlige Entglasung eingetreten ist, was je nach der Temperatur nach 2 bis 20 Stunden erreicht wird.
Derartig behandeltes Trübglas weist eine feinkristalline Struktur von verfilzten Nadeln auf und ist außerordentlich zäh und hart. Um dieses Trübglas durch Pressen in bestimmte Formen bringen zu können, kann es nochmals auf etwa 1230° erhitzt werden, wobei es die kristalline Struktur beibehält. An sich kann die Formgebung durch Pressen und dergleichen bekannte Arbeitsweisen sowohl vor der Entglasung als auch nach der Entglasung vorgenommen werden. Da durch die Wärmebehandlung von etwa 800 bis 1000°C jedoch meist Volumenänderungen auftreten, ist es im allgemeinen zweckmäßig, die Gläser erst nach der Entglasung zu formen.
Für die Verwendung der neuen Glasflüsse ist nicht maßgebend die Härte, wie sie von Mineralpulvern zwecks ihrer Verwendung in Schleifmitteln verlangt werden, da die erfindungsgemäß zu verwendenden Glasflüsse nur Kristallite enthalten, die als einzelne Härte etwa Quarzhärte haben, jedoch durch ihre kristallographische Struktur eine besonders hohe Zähigkeit und Festigkeit des Gesamtkörpers aufweisen, was ihre erfindungsgemäße Verwendung als Hartstoffe erlaubt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verwendung von Si02 armen Glasflüssen vorzugsweise mit einem Si02 Gehalt unter 50°/o nach gegebenenfalls bei Anwesenheit von Mineralisatoren erfolgter Wärmebehandlung etwa zwischen 800 und 1000°C bis zur völligen Entglasung als Hartstoffe.
2. Hartstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Glasflüsse magnesiumhaltige Gläser dienen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 91203, 443 582, 447 051, 569 310, 629177, 767 344.