DE1496595A1 - Verfahren zum Herstellen von Glasgegenstaenden mit erhoehter mechanischer Festigkeit - Google Patents

Description

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Dipf.-Ing. HORST AUER

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Anmelder; f.'.V.ri.ryGLüL.LALlrENFABRIEKEi* 1496595

Akie: PHH' 499
Anmeldung vom ι 4* Okt.

"Verfahren z*x* Here teilen von üittsgegenatfincen mit erhöhter mechanificher Festigkeit."

Die tiri'iKtiune bezieht sich auf ein Verfahren zum heiateilen vun GIa. «üßer.ötinrien ait erhöhter ßechaniacher FeutiKkeit, dir eellet nach schwerer Beechidifeung erhalten bleibt» und aui" die gee'fee diesen Veri'afiren hergea tell ten üe^en«tHnde,

Gegenstände au β Popcnannteu jilngfriuliche« GIm* ha) en theoretisch ein «ehr hohe inechaniecLe Festigkeit, nSulich ein· i.ugfe«tifkeit von vielen Hundert kg/nm . Geringe oberflfe'chliche Benchedigi.niren der Glsffrerenstenrie, wie pie lertite i>«i «er Heretellunp und nachher bei'tfer HandhabviKr unvßrr.eiilich uuArete?;, !,at-en z»*r Folfre, dn#· CIa■ tatföchlich nur •ine'^ufrfus'.iffkeit _Viin 5 l>i« 5 Vf/tm hei· Meet ,^,

ff beetei.t au« euräiikrcekopiPoh kleinen t Ott ft/ UM :■■""

sogenannten "flaws". Durch Beseitigung der OberflKchenflchlcnt solcher iflaegepenctände, s.B. durch £ttar. nlt Flupröure, 13erl eich rim F#»stigkeit erheblich und »war auf 2(<u Ms 3UU kg/m* steigern. Diese Festigkeit i«t jet.och nicht dauerhaft} durch nine normalt Verwendung der Gegenstand« ergeben «ich «rneufc "flaws", wodurch α ic tuplestigkeit wieder auf einen wert von 3 bis *> kg/na herabfKj.lt« _#

j£s ist bekannt» ü*se CilaegegenHtänäe durch austausch von ,Alkaliionen in einer Oberflächenschicht o«s Ulases gegen Alkaliionen s.it ^röesereci lonenrudlua verstärkt wercen Können· Dieser aubtausch erfolgt dadurch« dass (tie OlfcSßgeteuatände bei einer Teiipeiatur, die mindestens Yi)⁰C unter der LntspaniiUiiKStemperatur des Glases ließt, mit eines geschnolsenen .Ja Iz oder Jalsgcnischi das di« fcj .ahnten *lka1 iionen enthält, in Berührung gebracht terden. Durch diesen Austausch z.'ti. von Lithiumionen ffe^en jiutriuBionen ouer von l^triunionen gepen Kaliumionen erhält der ClaSfjecejietand eine Oberflüchenichicht, in der due Gitter aerart deformiert 1st, dasβ die Schicht auf Druckspannung beansprucht wird, üies nat zur Folge, dasu oi» J-eaügkeit dee (rlafeeit nit Bezug auf ibucsepannuiigsbeanapruchuni; erhöht «ird· l*i· to erhalten· Verstärkung bleibt jertocto ia ailgeeeinen nach BeachScigung ebei.eowenig erhalten. ULgluich in dieuea Fall· ein KUckfall der Festigkeit «rat von Beschädigungen herbeigeführt wird, die BtSrker sind als die BeschJl·· dib'un^en, die '*ie Festigkeit jungfrluiicher i.icht Lehandeltar Olas- ^eyenatande nnhezu zunichte Buchen· ·

Un hir.e VeratKrkung den Ulotteo zu erhalten, f.ie ropar nuch nch erer üe^cltfiditui.g v.u einen erheblichen Teil erhalten bleibt, ist . er feoöss eineri Rbenfnlls !«kannten Verfahren notwendig, dues dies·· auf ei;.en GIr er.*ften»tand nit »in*r inn^EinarftetzuTf», die auo pinen renau >> ?tir.;.t«n Bereich cheniPcher ^usonrenfeteanpen ru«I} It itt, ausraubt , wird. Die.-e Olaearter. müssen tiua A ·■ Jy η te» üit , - Λΐ,ϋ. · Ia^O '· »«in, *o^;*i Bindet ten a 5 Ufw,> aI^ü- und nin*i«i?t»n* 5»

' BAD CSfIIGfNAL

vorhanden nein ratieeen. In einen Glas von diesem Typ «erden Ka - Ionen dadurch gej?en K - Ionen ausgetauscht, f'otii cie Glfirer bei einer Temperatur, die ua nindeetene 75°C unier der Entspannung«temperatur dee Glases liegt, mit einer Schaclse einee solche Ionen enthaltenden SaI-

zee oder Salzgemischss iß Berührung gebracht wirdφ Vorzugsweise «erden Ulgser «twlhlt, dl« JO bis 90 ttew.ji Slug, J bi· 25 Cew.jft Al^U, und 5 bis 25 U*w_e/. Ha₂O enthalten.

, Mit oieaen üliie«rn, die bei dieeea bekannten Verfahren ale AueganKBoaterial benutzt «erden, eind jedoch techr.oiogieche KaChtelle verknüpft, die der praktischen Verwirklichung der £rfindung i* lege etehen. Vauentlich die Viekoeltlt dieeer Glleer let VerhtltnUaieeig hoch. . '. .

Die Erfindung schafft nehrere ülteer, ti ie eine viel niedrigere £rweichungeteiipere.tur habt» und.einen gutes Viekoeotltrrtrlftuf lit Afc·, hSngigkeit von rter-Te«pere,tur aufweieen, so daee sie eich Ausgeselclinet presser., blatcn und sieben Ifteeen* I)Ie i« Kahaen der Erfindung «u verwendenden Closer befinden «ich im Syβte« SiOg - NftgO - M#0 URa »war in zv.ei verhKltnlenSeBifr kleinen« scharf bepremten, voneinender ieolitr« ten Gebieten. Die erhaltenen Fe^tlgkeitewerte eind nicht aueeerfewohnlich hoch, nKmlich ton etwa 15 kg/ma bis zu 35 kg/em _t aber ihr wert ist dennoch derartig» dft«· die Clieer für praktisch« anwendung sehr interessant sind« ÄueserdtiB ist die ReprodUEierbarkeit des Ver· fahrene geafiee ber Erfindung mit Belüg auf die Ϊ'«tstig).eit auffallend gut. iiie Entepannungete&peratttr (annealing point), hei der die Vlskoei* tKt U.6 betragt, liegt zwischen etwa 45a^oC und 50G°C*

Das erfindungegeal»*s Veifanrsn, gesasc den auf flbllch« Weiss hergvetellte Segenstßnde, die aus Watriuaoxyü enthaltende«.

bestehen, bei einer Teapera«ttr_f die oa eindeetena 75⁰C niedriger als

90982t/.0650 . ; - . · *'.'■' "_BM}

•	MgO
	Ka.,0 ti
verhSltnis	Ha2C
trägt, und	UiO2
	UgO
	Na 0

die x^ntBpani.un^Kterjpexatur uea U-lases ist, mit einer Schmelze eines Salzeu oder oinec üalzgeiuieches, das Laliumionen enthält, in berührung gebracht werden, ist dadurch gekennzeichnet, auββ ale uegenstfinde aus einem Glas hergestellt werden, de a η en KusaoLiensetzung in einem aer zwei nachstehenden üueaämeneetzungegebiete liegt, die in Gewichtsprozenten ausgedruckt t;iru!i

" ■ e>

70 - ei
7,5 - 12-

11,Ϊ> - 1b, i>, mit ο er Massgab·, aase das Gewicht·· i fogt mindesten« 1,1ß, jedoch höchstens 1,84 be-

61-67

12 - 17

19 - 25.

Uenlies «lner Weiterbildung riew eri lndunffe{rems>n*n Verfahrene werfen r-ie Ueger.etKniiß uus einen Glas der vorstehenden feueanmenseteune hergestellt, in der MgO bis zu $ Mol*?« tquiraolar durch aI^^x ereetct wird. Jalei ιΛηύ etv-as hShere Festigkeitewerte ersielt«r, und die Behandluiigsaauer ist kürzer, während dae tilaa technologisch die gleichen vorteilhaften Eigenschaften beibehtlt·

Di· Erfindung wird nachstehend an Band s/neier Auei'ühffunesbeiepiele näher erläutert«

1. ülaBßtCbe mit einem Durchaesser von 5 na und einer*Lange von oü na'und mit je einer der in der nachstehenden Tabelle aufgeführten 6UBamcensetzungen in Ge*·> wurden 64 Stjunden lang in ein Salzbad unter* getaucht gehalten, das aus geschmolzenem Kaliumnitrat beetand, des 0,7 Gen.,j «1-iulver zugesetzt war, und auf die nachstehend angegebene Temperatur gehalten wurde. Dach «\-kühl cn, Spülen mit t< as β er und Trocknen wurden die Festißk«itawerte nittele eines Dreipunktbiegevereuches

909828/06S0

BAD OBIGtNAL

mit einen κ·αί* lti_rerabFtand von 6ü am gemessen, ao»ohl für eine Anzahl weiter nicht behandelter Stäbe ale auch für eine Anzahl von St&ben, die vor der Keeeung durch Berührung mit !»laufendem grohk&rnigwm üandpapier eine Standardbeaohädigung erhalten hatten* In dar Tabelle sind die gemessenen werte mit den Symbol τ » baw. t.

TABLLLEi

	iBetzung	in Üew.^	Behund-	kg/ewT	Tb 2	Va2O
Üiü·			I ungutem j).	47	kg/an	ü«o
	iü,6	16,2	450	19	36	1,55
/U,1		1ö,1	4 υ U	70	15	1.54
76,9	9,1	14,0	400	51		1.54
60,6	7,6	If,β	4ÜO	50	18	1.55
7ö, b	7,6	15.9	400	48	17	1.Ö3
71,1	10,5	1Ö.4	400	52	20	1.75
73,e	12 (ü	14.2	400	42	16 .	1 »16
63,7	14,5	22,0	450	31	50
63,5	12,7	24.0	400	68	3)	*
65.9	14,3	19.8	400	49	27
62,1	15.Θ-	22,1 ,	4CO	36

II. Eine Gruppe ti tube hen wurde aua einer Glaeari h«r*«stallt, die von einer ia üeiapiel I erwähnten fcusamaenanlzune, nEelich Siu, 70,1 Gew.5·, Ii^U 11,8 Gew.> und U»₂L 1(i,1 (iev»ji, dadurch abgeleitet ist, dass 3,3 Mol.> des i^fO durch aI^O, ereetst wurde. In G*w.> ua^erechnet ha.tte dieaee Glas die füllende 'L·

67,7 Ui

BAD

909328/0^50

Al₂O₃ . 5,7

Na.,0 17 · 5

Di« Stäbchen wurden 24 Stunden bei 400⁰C in ein·» ltd behandelt, aas aus gescliuolzenea KkO, bestand, αββ 0,7>» &1 sug«««tftt «ar· Die nach Utandardbeechlaigung ge»e»ö«ne St&rke betrug 30 ifs/wm ·.

BAD

909828/Q650

Claims (2)

1. Verfahren sun Herstellen von Glasgegenst&nden alt erhöhter mechanischer Festigkeit, bei den auf übliche Weise hergestellte Qegenetfinde, die aus Katriunoxyd enthaltendem ßilikatgla· bestehen, bei einer Temperatur, die ob mindestens 75°C niedriger als die Entspannung·· temperatur des Glases int, mit einer Schneite eines SaI»es oder SaIφ» gemisches, das Ktliunionen enthält, in Berührung gebracht «erden, dad <rch gekennzeichnet, dasp die Gegenstände aus einem Glas hergestellt werden, dessen Zusammensetzung in einen» der beiden nachstehenden iuusanmenaetzungagebiete liegt, aie in Gewichtsprozenten ausgedrückt eindi UiO^ 76 - 61

MgO 7,5-12

lla^O 11,5 - 1b,5, alt der Masegabe, dass das 6e«ickt·- verhältnie Ka^O j MgU nindeetene 1,16, jedoch hSchstene 1,64 betrügt, und SiU^ 61-67 .

MgO 12 - 17
Ma₂O 19 - 25.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennseichnet, da·· die Gegenstände aus einem Gles hergestellt verdtfi, in dM MgO bi· tu · Iquimolar durch Äl^O. ersetzt 1st· '

3· Gemlss Anspruch 1 oder 2 hergestellte Gegen·ttnde«

909828/0650 bad owg'