DE1696110B1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF GLASSY COATINGS ON SUBSTATE MATERIALS BY VACUUM EVAPORATION USING ELECTRON BEAMS - Google Patents
PROCESS FOR THE PRODUCTION OF GLASSY COATINGS ON SUBSTATE MATERIALS BY VACUUM EVAPORATION USING ELECTRON BEAMSInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gläsern, in mehreren Schichten übereinander aufHerstellung von glasigen Schichten auf beliebigen dampfen.The invention relates to a method of manufacturing glass in several layers one on top of the other from glassy layers to any steam.
Substratmaterialien mittels Elektronenstrahlofen im Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wirdSubstrate materials by means of electron beam furnace in By the method according to the invention
Hochvakuum. also eine Vielzahl neuer Verwendungsgebiete erschlos-High vacuum. a multitude of new areas of application
Es sind mehrere Verfahren bekannt, um glasige 5 sen.Several methods are known to produce glassy 5 sen.
Schichten durch Aufdampfen auf Substrate herzu- Es ist darauf zu achten, daß der Wassergehalt durchLayers by vapor deposition on substrates. Care must be taken that the water content is through
stellen. Einlegen trockner Rohstoffe möglichst gering gehaltenplace. Inserting dry raw materials kept as low as possible
Das eine beruht darauf, daß leicht oxydierbare wird. Ferner sind Glaszusammensetzungen wenigOne is based on the fact that it is easily oxidizable. Furthermore, glass compositions are few
Metalle oder Metall-Legierungen, wie z. B. Blei—SiIi- geeignet, die zur Abgabe größerer Mengen an Sauer-Metals or metal alloys, such as. B. lead - SiIi- suitable for the delivery of larger amounts of acid
zium, Blei—Tellur, Aluminium—Silizium, in einer io stoff neigen.zium, lead — tellurium, aluminum — silicon, in an io substance tend to be.
Sauerstoff-Argon-Atmosphäre unter einem Gesamt- Beim Schmelzvorgang eignen sich als SchutzgasOxygen-argon atmosphere under a total during the melting process are suitable as a protective gas
druck von etwa 2,5 · 10~2 Torr in Form einer Elek- beispielsweise getrocknete Luft, Stickstoff oder Edel-pressure of about 2.5 · 10 ~ 2 Torr in the form of an electrolyte - for example, dried air, nitrogen or noble
trode versprüht und als Oxid auf dem Substrat nieder- gase.Trode is sprayed and gasses down as an oxide on the substrate.
geschlagen werden. Diese Methode ist auf Metalle als Ferner hat es sich als ungünstig ergeben, Gläser mitbe beaten. This method is used on metals as furthermore, it has been found to be unfavorable to use glasses
Ausgangsmaterial und außerdem auf die Festkörper- 15 großen Gehalten an Bestandteilen zu verwenden, derenStarting material and also to use the solid-15 large contents of components, their
zerstäubung als Aufdampfverfahren beschränkt. Sie Dampfdruck viel größer als der Druck im Rezipientenlimited to atomization than vapor deposition. You vapor pressure is much greater than the pressure in the recipient
benötigt außerdem einen relativ hohen Sauerstoff- bei Behandlung im Vakuum ist. Daher sollen erfin-also requires a relatively high level of oxygen when it is treated in a vacuum. Therefore, invent
partialdruck von etwa 1,2 · 10~2 Torr, weswegen sie dungsgemäß die Mehrkomponentengläser zwar Alkalipartial pressure of about 1.2 x 10 -2 Torr, which is why they dung according to the multicomponent glasses Although alkali
für die Verdampfung mittels Elektronenstrahlen, die enthalten, jedoch höchstens 10 Gewichtsprozent Alkali-for evaporation by means of electron beams that contain, but not more than 10 percent by weight, alkali
bei Drücken kleiner 10~4 Torr ablaufen, nicht geeignet 20 oxid aufweisen.run at pressures less than 10 ~ 4 Torr, not suitable 20 oxide.
ist. Über die Qualität der aufgedampften Filme wird Als besonders vorteilhaft hat sich Alkaliborosilikat-is. The quality of the vapor-deposited films has proven to be particularly advantageous.
nichts gesagt. Die Methode ist auf die herstellbaren glas erwiesen, dessen Borsäuregehalt nicht mehr alsnothing said. The method has been proven on the manufacturable glass, whose boric acid content is no more than
Legierungen beschränkt, sie erlaubt demzufolge nicht, 25 Gewichtsprozent beträgt.Alloys restricted, it therefore does not allow, is 25 percent by weight.
die Netzwerkwandler, wie Lithium, Natrium, Kalium Auch können erfindungsgemäß zum Teil kristalli-the network converters, such as lithium, sodium, potassium Also, according to the invention, some crystalline
usw., in die erzeugte Glasschicht einzuführen. 25 sierte oder entmischte Mehrkomponentengläser ver-etc., to be introduced into the glass layer produced. 25 mixed or segregated multi-component glasses
Eine andere Methode geht von mehreren Metall- dampft und niedergeschlagen werden. HierdurchAnother method involves multiple metal vapors and deposition. Through this
oxiden aus, die getrennt im Schiffchen erhitzt und bei gelingt es, Gläser für das Verfahren nutzbar zu machen,oxides, which are heated separately in the boat and we succeed in making glasses usable for the process,
10~5 Torr verdampft werden. Der Nachteil dieser die bei einer Wärmebehandlung das für andere Fälle10 ~ 5 torr can be evaporated. The disadvantage of heat treatment is the same for other cases
Methode ist, daß sich aus getrennt verdampften nachteilige Auskristallisieren oder Entmischen zeigen.The method is that disadvantageous crystallization or separation occurs from separately evaporated.
Oxiden nur sehr schwer homogene Gläser erhalten 30 Es wurde gefunden, daß sich zur Anwendung desOxides very difficult to obtain homogeneous glasses 30 It has been found that to use the
lassen. Verfahrens gemäß der Erfindung Mehrkomponenten-permit. Method according to the invention multi-component
Es ist weiter bekanntgeworden, glasige, einkompo- glaser besonders eignen, die folgende KomponentenIt has also become known that glassy, single-composite glasses are particularly suitable, the following components
nentige Schichten mittels Elektronenstrahlofen im einzeln oder gemischt enthalten: Oxide der L, IL,nent layers by means of electron beam furnace in single or mixed contain: oxides of L, IL,
Hochvakuum aufzudampfen. Diese aus Quarz be- III., IV. und V. Hauptgruppe sowie Oxide der L, IL,Evaporate high vacuum. These are made of quartz III., IV. And V main group as well as oxides of the L, IL,
stehenden Schichten erwiesen sich aber als aus vielen 35 HL, IV., V., VL, VII. und VIII. Nebengruppe desstanding layers turned out to be composed of many 35 HL, IV., V., VL, VII. and VIII
Einzelpartikeln bestehend und deshalb als nicht dicht Periodischen Systems der Elemente, insbesondereIndividual particles consisting and therefore not dense Periodic Table of the Elements, in particular
und rissig, so daß ihre Anwendungsmöglichkeiten aber die von Lithium, Natrium, Kalium, Barium,and cracked, so that their possible uses are those of lithium, sodium, potassium, barium,
beschränkt waren. Titan, Vanadin, Niob, Tantal, Bor, Aluminium,were limited. Titanium, vanadium, niobium, tantalum, boron, aluminum,
Auch ist es bekanntgeworden, als zu verdampfendes Gallium, Silicium, Germanium und Phosphor.It has also come to be known as vaporizable gallium, silicon, germanium and phosphorus.
Material ein niedrigschmelzendes Bleilotglas zu ver- 40 Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch inThe method according to the invention can also be used in FIG
wenden. Diese Gläser enthalten in der Regel Zink- der Weise durchgeführt werden, daß ein schwerturn around. These glasses usually contain zinc- the way that a hard one can be done
Blei-Borate mit Mengen von 50 bis 80°/0 PbO. Alkali schmelzbares, aber gut verdampf bares Alkaliborosili-Lead borates with amounts of 50 to 80 ° / 0 PbO. Alkali fusible, but easily vaporizable alkali borosilicate
ist in diesen Gläsern nicht enthalten, so daß schwer katglas in einem leicht schmelzbaren, aber sehr schweris not contained in these glasses, so that difficult katglas in an easily meltable, but very difficult
flüchtige Oxide nicht verdampft werden. verdampf baren Glas gelöst oder mit diesem innigvolatile oxides are not evaporated. vaporizable glass dissolved or intimately with this
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Her- 45 vermischt wird und diese Lösung bzw. Mischung als
Stellung von glasigen Schichten auf beliebigen Substrat- zu verdampfendes Mehrkomponentenglas dient. Hiermaterialien
mittels Elektronenstrahlofen im Hoch- durch wird die Anzahl der in Betracht kommenden
vakuum, bei dem Schichten erhalten werden, die Mehrkomponentengläser mit ihren speziellen Eigenhomogen
sind, keine Risse bilden und die weiteren schäften beträchtlich vermehrt.
Nachteile der bekannten Methoden nicht aufweisen, 50 Zweckmäßig weisen die erfindungsgemäß verwendeinsbesondere
auch die Verdampfung von schwer ten Mehrkomponentengläser folgende Zusammenflüchtigen
Oxiden ermöglichen. Setzung auf:The object of the invention is a method for mixing and this solution or mixture is used as a position of vitreous layers on any substrate to be evaporated multi-component glass. Here materials by means of an electron beam furnace in the high through the number of possible vacuums in which layers are obtained, the multi-component glasses with their special inherent homogeneity, do not form cracks and the other shafts are increased considerably.
The known methods do not have the disadvantages of the known methods, expediently, the oxides used according to the invention also enable the evaporation of difficult multicomponent glasses. Based on:
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,According to the invention, this object is achieved by
daß ein alkalihaltiges, höchstens 10 Gewichtsprozent SiO2 35 bis 85 Gewichtsprozentthat an alkali-containing, at most 10 percent by weight SiO 2 35 to 85 percent by weight
Alkalioxid aufweisendes Mehrkomponentenglas auf- 55 BiA 5 bis 25 GewichtsprozentMulti-component glass containing alkali oxide to 55 B iA 5 to 25 percent by weight
gedampft wird, das vorher unter Vakuum weitgehend Li2O 0 bis 5 Gewichtsprozentis vaporized, which previously largely under vacuum Li 2 O 0 to 5 percent by weight
entgast oder unter einer Schutzgasatmosphäre er- Na2O 0,5 bis 10 Gewichtsprozentdegassed or under a protective gas atmosphere, Na 2 O 0.5 to 10 percent by weight
schmolzen worden ist. K2O 0,5 bis 10 Gewichtsprozenthas been melted. K 2 O 0.5 to 10 percent by weight
Je nach Herstellungsbedingungen und Verwendungs- Al2O3 3 bis 40 GewichtsprozentDepending on the manufacturing conditions and use, Al 2 O 3 3 to 40 percent by weight
zweck können diese Schichten eine oder mehrere der 60 CaO 0 bis 25 Gewichtsprozentappropriately, these layers can contain one or more of the 60 CaO 0 to 25 percent by weight
folgenden Eigenschaften besitzen: Sie können dicht, BaO 0 bis 25 GewichtsprozentHave the following properties: They can be dense, BaO 0 to 25 percent by weight
hart, biegsam, entweder elektrisch nichtleitend oder TiO2 0 bis 20 Gewichtsprozenthard, flexible, either electrically non-conductive or TiO 2 0 to 20 percent by weight
halbleitend, antistatisch, hydrolytisch gut beständig, ^O5 ° bis 50 Gewichtsprozentsemiconducting, antistatic, hydrolytically good resistance, ^ O 5 ° to 50 percent by weight
transparent, von hohem oder niedrigem Brechungsindextransparent, of high or low refractive index
sein, sie können sowohl farblos als auch farbig sein, 65 Um dicke Schichten oder Schichtpakete zu erhalten, wärmeisolierend und von großer elektrischer Durch- können erfindungsgemäß ein oder mehrere Mehrschlagfestigkeit. Für spezielle Zwecke lassen sie sich, komponentengläser simultan oder abwechselnd aufausgehend von verschiedenen Mehrkomponenten- gedampft werden.be, they can be both colorless and colored, 65 To obtain thick layers or layer packages, In accordance with the invention, one or more multiple impact strengths can be thermally insulating and of great electrical penetration. For special purposes, they can be opened, component glasses simultaneously or alternately be vaporized by different multi-component.
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Da bei Anwendung von Elektronenstrahlofen das portionsweise eingeschmolzen. Der Platintiegel be-Mehrkomponentenglas sehr schnell auf hohe Tempe- findet sich in einem evakuierbaren und induktiv beheizraturen gebracht wird und einen Wärmeschock erleidet, ten Ofen. Das aufgeschmolzene Glas wird zur Läutesoll der thermische Ausdehnungskoeffizient Vorzugs- rung bis auf 1620° C erhitzt. Nun wird vorsichtig weise <40 · 10~7/°C im Bereich von 20 bis 300°C sein. 5 evakuiert bis ein Druck von kleiner als 10 Torr erreichtBecause when using an electron beam furnace this is melted down in portions. The platinum crucible is brought to a high temperature very quickly and is placed in an evacuable and inductive heating system and suffers a thermal shock. The melted glass is heated up to 1620 ° C to ring the thermal expansion coefficient preference. Now, carefully, <40 · 10 ~ 7 / ° C will be in the range of 20 to 300 ° C. 5 evacuated until a pressure of less than 10 torr is reached
Um auch andere Mehrkomponentengläser für das ist. Dies wird in etwa 12 Stunden erreicht. Danach Verfahren nutzbar zu machen, wird das Mehrkompo- wird das Glas in üblicher Weise gegossen und gekühlt, nentenglas zweckmäßig vor Beginn der Verdampfung Die Evakuierungszeit wird vorteilhaft durch Rühren durch eine Aufheizvorrichtung auf eine Temperatur verkürzt. Das auf diese Weise hergestellte Glas hat oberhalb der unteren Kühltemperatur erhitzt. io folgende Zusammensetzung:To other multi-component glasses for that is. This is accomplished in around 12 hours. Thereafter To make the process usable, the multi-component is poured and cooled in the usual way, nentenglas expediently before the start of evaporation. The evacuation time is expedient by stirring Shortened to one temperature by a heating device. The glass made in this way has heated above the lower cooling temperature. io the following composition:
Während die bisher bekannten aufgedampften siQ g2 3 GewichtsprozentWhile the previously known vapor-deposited siQ g2 3 percent by weight
Schichten, insbesondere solche von kristalliner Struk- g q -q γ GewichtsprozentLayers, in particular those with a crystalline structure- g q -q γ percent by weight
tür meist mehr oder minder starke Zugspannungen ^ ['[]]][][[[]] 2',9 Gewichtsprozentfor mostly more or less strong tensile stresses ^ ['[]]] [] [[[]] 2 ', 9 percent by weight
aufweisen, welche mitunter schon bei Dicken oberhalb N Q 2n Gewichtsprozent have, which sometimes even with thicknesses above NQ 2n weight percent
0,1 μΐη zu Rißbildung oder Abblättern von der Unter- 15 K o 0 4 Gewichtsprozent0.1 μΐη to cracking or peeling from the under- 15 K o 0 4 percent by weight
lage fuhren können, sind die nach dem beschriebenensituation are those according to the described
Verfahren hergestellten glasigen Schichten weitgehend Es hat folgende Eigenschaften:Process made vitreous layers largely It has the following properties:
frei von Zugspannungen und wegen ihrer vorzüglichen α _ 29 0-10~7l/°Cfree of tensile stress and because of its excellent α _ 29 0-10 ~ 7 l / ° C
Haftfähigkeit auf den gebräuchlichen Substratmateri- j _ ^O q Adhesion to the common substrate material j _ ^ O q
alien selbst bei relativ großen Dicken noch stabil. 20 VA = 14120Calien still stable even with relatively large thicknesses. 20 VA = 1412 ° C
Auf Grund dieser Eigenschaften ist es darüber hinaus Dichte = 2 20 a/cm3 Due to these properties, it is also density = 2 20 a / cm 3
möglich, den Schichten noch eine festigkeitssteigernde jj, ^6J ^qq __ 254° q possible to give the layers a strength-increasing jj, ^ 6 J ^ qq __ 254 ° q
Wirkung zu verleihen, indem man bei geeigneter Stoff- hydrolytische Klasse 1To give effect by using a suitable substance - hydrolytic class 1
auswahl die Kondensation des verdampften Glases so η = 1 4679selected the condensation of the evaporated glass as η = 1 4679
durchführt, daß sich permanente Druckspannungen 25 _ 55'41carries out that permanent compressive stresses 25 _ 55'41
in der Schicht bilden. Dies gelingt vorzugsweise auf D 'form in the layer. This works best on D '
Unterlagen von gutem Haftvermögen, wie z. B. Glas- Eine Scheibe aus diesem Glas wird in einen Elek-Documents with good adhesion, such as B. Glass A pane of this glass is inserted into an elec-
oberfiächen, wenn ein Mehrkomponentenglas, dessen tronenstrahlofen üblicher Bauart so eingesetzt, daß thermischer Ausdehnungskoeffizient vor und/oder sie während des Bedampfens gedreht werden kann, nach der Verdampfung und Kondensation auf das 30 Der Elektronenstrahl wird um 180° C abgelenkt, so Substrat niedriger ist als der des Substratmaterials, daß das Glas ungehindert auf das Substrat aufdampfen verdampft und auf dem Substrat niedergeschlagen kann. Bevor der Elektronenstrahl eingeschaltet wird, wird, während sich dieses auf einer gegenüber der wird die Probe abgeglimmt. Bei diesem Glas kann der normalen Gebrauchstemperatur erhöhten Temperatur Elektronenstrahl sofort voll eingeschaltet werden, befindet. Nach der Abkühlung auf normale Temperatur 35 ohne daß die thermischen Spannungen das Glas zerentstehen dann gemäß einem bekannten Prinzip in der stören. Es kann auf beliebige Substratmaterialien mit kondensierten Schicht tangentiale Druckspannungen, beliebiger Form aufgedampft werden. Körper mit welche eine Erhöhung der mechanischen Festigkeit dreidimensionaler Ausdehnung müssen in zwei Ebenen und Oberflächenhärte der Unterlage bewirken. Die gedreht werden.surfaces, if a multi-component glass, the electron beam furnace of the usual design is used in such a way that thermal expansion coefficient before and / or it can be rotated during steaming, after evaporation and condensation on the 30 The electron beam is deflected by 180 ° C, see above Substrate is lower than that of the substrate material so that the glass can evaporate freely onto the substrate evaporated and deposited on the substrate. Before the electron beam is switched on, is, while this is on a opposite of the sample is diminished. With this glass he can normal use temperature increased temperature electron beam are immediately fully switched on, is located. After cooling to normal temperature without the thermal stresses occurring in the glass then according to a known principle in the disturb. It can be used on any substrate material condensed layer tangential compressive stresses, any shape can be evaporated. Body with which need to increase the mechanical strength of three-dimensional expansion in two planes and surface hardness of the base. That are rotated.
Schichtdicke wird hierzu zweckmäßig auf mindestens 40 Die aufgedampfte Schicht hat folgende Eigenschafmehrere
μπι bemessen. Für das bisher ungelöste ten, sie ist: dicht, transparent, in engem Radius biegbar,
Problem, eine wirksame Oberflächenhärtung von antistatisch, ritzfest, elektrisch isolierend, thermisch
Gläsern oder keramischen Stoffen durch aufgedampfte isolierend, hydrolytisch sehr gut beständig.
Überzüge ohne Anwendung von DiffusionsprozessenFor this purpose, the layer thickness is expediently at least 40. The vapor-deposited layer has the following properties. For what has not yet been solved, it is: dense, transparent, bendable in a tight radius, problem, effective surface hardening of antistatic, scratch-resistant, electrically insulating, thermal glasses or ceramic materials through vapor-deposited insulating, very good hydrolytic resistance.
Coatings without the use of diffusion processes
zu erzielen, werden somit durch das neue Verfahren 45 Beispiel2are thus achieved by the new method 45 Example2
Möglichkeiten für eine einfache technische Realisierung erschlossen. Ein Glas mit folgender ZusammensetzungOpportunities for simple technical implementation opened up. A glass with the following composition
Die kompakte Struktur der erfindungsgemäß erhal- siQ g0 90 GewichtsprozentThe compact structure obtained according to the invention siQ g0 90 percent by weight
tenen Schichten, welche einen Volumfaktor sehr nach jq -j2 8 Gewichtsprozentten layers, which have a volume factor very much according to jq -j2 8 percent by weight
1 aufweisen, verleiht diesen gleichzeitig einen hohen 50 ££ '.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 2^2 Gewichtsprozent1, gives them a high £ 50 '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. '. 2 ^ 2 percent by weight
Grad an Schutzwirkung gegen atmosphärische und N Q 5 GewichtsprozentDegree of protective effect against atmospheric and N Q 5 percent by weight
chemische Einflüsse, welche meist schon bei geringen K Q 0 6 Gewichtsprozentchemical influences, which are usually already at low KQ 0 6 percent by weight
Schichtdicken erreicht wird. Auf diese Weise können 2 Layer thicknesses is achieved. In this way, 2
z. B. auf optischen Gläsern oder Kristallen optisch wird in einer Porzellanmühle mit Porzellankugeln so einwandfreie Schutzüberzüge erzielt werden. Auch 55 lange gemahlen, so daß 91% <10μ und 46% <5μ Metall- und Kunststoff oberflächen können nach dem sind. 1000 g dieses Pulvers werden in einen Platintiegel neuen Verfahren verglast werden. Ebenso eignen sich gefüllt, der sich in einem induktiv beheizten Vakuumdie Schichten zur Schutzabdeckung und Abkapselung ofen befindet. Das Glaspulver wird zur Entfernung des von mechanisch empfindlichen Oberflächen, wie z. B. Oberflächenwassers auf 5800C erhitzt und gleichzeitig Dünnfilmschaltungen oder Oberflächenspiegel, sowie 60 der Druck auf 0,1 Torr erniedrigt. Bei dieser Temperazur Abdichtung und Isolierung von inhomogenen tür wird das Glas 4 Stunden belassen. Danach wird Oberflächen, z. B. von faseroptischen Platten. die Temperatur auf 700 bis 7200C erhöht, gleichzeitigz. B. on optical glasses or crystals optically perfect protective coatings can be achieved in a porcelain mill with porcelain balls. Also ground for a long time, so that 91% <10μ and 46% <5μ metal and plastic surfaces can be after. 1000 g of this powder will be vitrified in a platinum crucible using a new process. Also suitable are filled, which is located in an inductively heated vacuum oven, the layers for protective cover and encapsulation. The glass powder is used to remove the from mechanically sensitive surfaces such. B. surface water heated to 580 0 C and at the same time thin-film circuits or surface mirrors, and 60 the pressure is lowered to 0.1 Torr. The glass is left for 4 hours at this temperature for sealing and isolating inhomogeneous doors. Then surfaces, e.g. B. of fiber optic disks. the temperature increased to 700 to 720 0 C, at the same time
. -I1 wifd der Druck auf 0,05 Torr erniedrigt. Diese Tempe-. -I 1 w i f d the pressure is reduced to 0.05 torr. This tempe-
Beispiel 1 ratur wird 2o Stunden gehalten. Dabei entweicht dasExample 1 temperature is held for 20 hours. This escapes
Ein Gemenge von 8080 g SiO2, 2240 g Borsäure, 65 im Glas gebundene Wasser. Anschließend wird das 232 g Al2O3, 628 g Natriumcarbonat, 150 g Natrium- Glas in kurzer Zeit auf HOO0C aufgeheizt. Diese chlorid, 91 g Kaliumcarbonat wurden in einem Platin- Temperatur wird 2 Stunden gehalten. Nun wird das tiegel bei Temperaturen zwischen 1550 und 16000C Glas auf 15000C erhitzt und 1 Stunde bei dieser Tem-A mixture of 8080 g SiO 2 , 2240 g boric acid, 65 water bound in the glass. Subsequently, the 232 g of Al 2 O 3, 628 g of sodium carbonate, 150 g sodium glass is heated in a short time to HOO 0 C. This chloride, 91 g of potassium carbonate were kept in a platinum temperature for 2 hours. Now the crucible is heated at temperatures between 1550 and 1600 0 C glass to 1500 0 C and 1 hour at this temperature
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peratur belassen. Danach wird das Glas wie üblich Die Verdampfungseigenschaften des Glases sind gegossen und gekühlt. wegen der geringen Gehalte an Alkalioxid und des Das auf diese Weise erschmolzene Glas hat folgende angewendeten Schmelzverfahrens niedrigen Wasser-Zusammensetzung: gehaltes sehr gut.leave temperature. After that, the glass is as usual. The evaporation properties of the glass are poured and chilled. Because of the low content of alkali oxide and the low water composition, the glass melted in this way has the following melting process: salary very good.
SiO2 81,9 Gewichtsprozent Beispiel5SiO 2 81.9 weight percent Example 5
B2O3 13,0 Gewichtsprozent .B 2 O 3 13.0 weight percent.
Al2O3 5,1 Gewichtsprozent Em Gemenge mit folgender ZusammensetzungAl 2 O 3 5.1 percent by weight Em common with the following composition
Na2O 2,0 Gewichtsprozent SiO2 7330 gNa 2 O 2.0 weight percent SiO 2 7330 g
K2O 0,5 Gewichtsprozent B2O3 (entwässert) 1810 gK 2 O 0.5 percent by weight B 2 O 3 (dehydrated) 1810 g
Weitere Eigenschaften: Na O* 143 gFurther properties: Na O * 143 g
a = 29 · 10~71/0C. wird in einem Platin-Iridium-Tiegel in einem elektrischa = 29 · 10 ~ 7 1/0 C. is in a platinum-iridium crucible in an electric
beheizten Ofen bei 155O0C aufgeschmolzen, während-heated furnace melted at 155O 0 C, while-
Die Eigenschaften dieses Glases sind weitgehend 15 dessen der Ofen mit scharf getrockneter Luft gespült identisch mit den unter Beispiel 1 genannten. Auch wird. Nach dem Aufschmelzen wird die Temperatur die Zusammensetzung und die Eigenschaften der auf- in 2 Stunden auf 17000C gesteigert. Zur Läuterung gedampften Schicht weisen kaum Unterschiede zu der wird die Temperatur während 8 Stunden belassen, unter Beispiel 1 genannten auf. Hiernach wird die Temperatur unter fortdauerndemThe properties of this glass are largely identical to those mentioned under Example 1, when the oven is flushed with sharply dried air. Also will. After melting, the temperature, the composition and the properties are increased to 1700 ° C. in 2 hours. The layer steamed for refining hardly differs from that when the temperature is left for 8 hours, as mentioned in Example 1. After that the temperature will be below constant
20 Spülen mit trockener Luft auf 1600° C gesenkt und das20 Rinsing with dry air reduced to 1600 ° C and that
Beispiel 3 Glas wie üblich gegossen und gekühlt. Durch eineExample 3 Glass poured as usual and cooled. By a
Temperbehandlung bei 12000C wird das Glas in einenTempering at 1200 0 C is the glass in a
Ein Gemenge der Zusammensetzung teilkristallinen Zustand überführt werden. Dieses GlasA mixture of the composition can be converted into a partially crystalline state. This glass
. zeigt beim Verdampfen im Elektronenstrahlofen, wie. shows how during evaporation in an electron beam furnace
^1 λ2 ', .' ^ *nl ^ a5 unter Beispiel 1 beschrieben, ausgezeichnete Eigen-^ 1 λ 2 ', .' ^ * nl ^ a 5 described under Example 1, excellent property
B2O3 (entwassert) 400g schaften B 2 O 3 (dehydrated) 400g properties
Al2O3 200 gAl 2 O 3 200 g
Li2CO3 100 g B e i s ρ i e 1 6Li 2 CO 3 100 g B eis ρ ie 1 6
r?a;v?3 Z?§ Ein Gemenge der Zusammensetzungr? a ; v? 3 Z? § A mixture of composition
CaCO3 'Ig or.CaCO 3 'Ig or.
BaCO3 181g 30 SiO2 7015gBaCO 3 181g 30 SiO 2 7015g
LiF 70 g B2O3 (entwässert) 1770 gLiF 70 g B 2 O 3 (dehydrated) 1770 g
wird in einen Platintiegel in einem elektrisch beheizten BaCO 1300 s is placed in a platinum crucible in an electrically heated BaCO 1300 s
Ofen bei einer Temperatur von 15000C eingelegt. CaCO3 360 εOven at a temperature of 1500 0 C inserted. CaCO 3 360 ε
Nach dem Aufschmelzen des Gemenges wird die 35 vr ^Λ ^n ^After the mixture has melted, the 35 vr ^ Λ ^ n ^
Temperatur in 2 Stunden auf 16500C erhöht. Zum LiF 175 sTemperature increased to 1650 ° C. in 2 hours. For the LiF 175 s
Läutern wird das Glas bei dieser Temperatur 10 StundenThe glass is refined at this temperature for 10 hours
lang belassen. Danach wird die Temperatur auf 15000C wird bei 14000C in einem Platintiegel in einem elekin einer 1J2 Stunde gesenkt und das Glas wie üblich trisch beheizten Ofen aufgeschmolzen, währenddessen gegossen und gekühlt. Während des Einlege- und 40 wird der Ofen mit scharf getrockneter Luft gespült. Schmelzvorganges wird der Ofen mit scharf getrock- Nach dem Aufschmelzen wird das Glas unter Rühren neter Luft gespült. auf 16000C erhitzt und zum Läutern 3 Stunden beileave long. Thereafter, the temperature of 1500 0 C is lowered at 1400 0 C in a platinum crucible in a elekin a 1 J 2 hours and melting the glass, as usual, symmetrical heated furnace, during which poured and cooled. During the loading and unloading period, the oven is flushed with sharply dried air. During the melting process, the furnace is dried with sharp. After melting, the glass is rinsed with stirring air. heated to 1600 0 C and for lautering for 3 hours
Auf Grund der niedrigen Gehalte an Alkalioxid und dieser Temperatur belassen. Unter fortdauerndem des nach dieser Methode erhaltenen niedrigen Wasser- Spülen mit trockener Luft wird das Glas unter Rühren gehaltes zeigt das Glas ausgezeichnete Verdampfungs- 45 auf 1400° C abgekühlt, wie üblich gegossen und geeigenschaften. kühlt. Wegen der aufgetretenen Entmischung istLeave it at this temperature due to the low levels of alkali oxide. Under continuing The low water rinse obtained by this method with dry air is the glass with stirring content, the glass shows excellent evaporation 45 cooled to 1400 ° C, cast as usual and properties. cools. Because of the segregation that has occurred
dieses Glas weiß-opak. Beispiel 4 Die Verdampfungseigenschaften dieses Glases sindthis glass is white-opaque. Example 4 The evaporation properties of this glass are
sehr gut.very good.
Ein Gemenge der Zusammensetzung 50 Das Verfahren gemäß der Erfindung wird in einemA Mixture of Composition 50 The method according to the invention is carried out in one
glQo 4g^0 Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung, in wel- glQ o 4g ^ 0 Embodiment based on the drawing, in wel-
B O2 (entwässert) ................ 1500g cher eine VorricntunE zur Durchführung des Ver-BO 2 (drained) ................ 1500g cher a Vorricntun E to carry out the
A\ Q H60 g fahrens beispielhaft und schematisch dargestellt ist, A \ Q H60 g is shown schematically and by way of example,
BaCO ............. 1600 g näher erläutert.BaCO ............. 1600 g explained in more detail.
CaCO* 3160 ε 55 ^u^ ^er drehbaren Halterung 1, die vom Motor 3CaCO * 3160 ε 55 ^ u ^ ^ er rotatable bracket 1 by the engine 3
Na»CO 516 ε u^er °^e Welle 4 angetrieben wird, liegt das Mehr-Na »CO 516 ε u ^ er ° ^ e shaft 4 is driven, the majority lies
Ljp 3 YJ^ komponentenglas 2. Zum Aufheizen wird der am Hebelarm 7 befestigte Ofen bzw. Strahler 6 mittels einerLjp 3 YJ ^ component glass 2. For heating, the furnace or radiator 6 attached to the lever arm 7 is opened by means of a
wird in einem Platintiegel und in einem elektrisch Drehdurchführung 8 über die Probe geschwenkt. Jetztis swiveled over the sample in a platinum crucible and in an electrical rotary feedthrough 8. now
beheizten Ofen üblicher Bauart bei 14500C eingelegt 60 wird das Mehrkomponentenglas auf die gewünschteheated oven of conventional design at 1450 0 C inserted 60 the multi-component glass to the desired
und aufgeschmolzen, währenddessen wird der Ofen Temperatur erhitzt. Ist diese erreicht, so wird derand melted, during which the furnace is heated to temperature. If this is reached, the
mit scharf getrockneter Luft gespült. Die Temperatur Ofen durch Drehung der Durchführung 8 aus demflushed with sharply dried air. Set the temperature by rotating the feedthrough 8 from the oven
wird nun auf 15000C erhöht und währenddessen die Dampf Strahlbereich des Glases herausgeschwenkt undis now increased to 1500 0 C and meanwhile swiveled out the steam jet area of the glass and
Schmelze zur Beschleunigung des Läuterns gerührt. arretiert. Nun wird die Elektronenkanone 5 einge-Melt stirred to accelerate the lautering. locked. The electron gun 5 is now switched on.
Die Temperatur wird 3 Stunden bei 15000C belassen 65 schaltet, so daß das Glas verdampft und sich auf denThe temperature is left for 3 hours at 1500 0 C 65 switches so that the glass evaporates and on the
und die Spülung ständig fortgesetzt. Danach wird die zu bedampfenden Substraten 9 niederschlägt. Dasand the irrigation continued continuously. The substrates 9 to be vapor-deposited are then deposited. That
Temperatur unter Rühren auf 14000C gesenkt und System wird gegen die Außenatmosphäre durch denThe temperature is lowered to 1400 ° C. with stirring and the system is removed from the outside atmosphere
das Glas wie üblich gegossen und gekühlt. Rezipienten 10 abgeschlossen.poured the glass as usual and chilled. Recipients 10 completed.
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FR2000583A1 (en) | 1969-09-12 |
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