DE1796333A1 - Verfahren zur herstellung eines thermisch kristallisierten glasgegenstandes - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines thermisch kristallisierten glasgegenstandes

Info

Publication number
DE1796333A1
DE1796333A1 DE19671796333 DE1796333A DE1796333A1 DE 1796333 A1 DE1796333 A1 DE 1796333A1 DE 19671796333 DE19671796333 DE 19671796333 DE 1796333 A DE1796333 A DE 1796333A DE 1796333 A1 DE1796333 A1 DE 1796333A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
glass
temperature
nucleation
thermally
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19671796333
Other languages
English (en)
Other versions
DE1796333C3 (de
DE1796333B2 (de
Inventor
Robert Arnold Budiecker
James Erich Rapp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OI Glass Inc
Original Assignee
Owens Illinois Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Owens Illinois Inc filed Critical Owens Illinois Inc
Priority to DE19671796333 priority Critical patent/DE1796333C3/de
Publication of DE1796333A1 publication Critical patent/DE1796333A1/de
Publication of DE1796333B2 publication Critical patent/DE1796333B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1796333C3 publication Critical patent/DE1796333C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/02Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of crystals, e.g. rock-salt, semi-conductors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00Re-forming shaped glass
    • C03B23/20Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B32/00Thermal after-treatment of glass products not provided for in groups C03B19/00, C03B25/00 - C03B31/00 or C03B37/00, e.g. crystallisation, eliminating gas inclusions or other impurities; Hot-pressing vitrified, non-porous, shaped glass products
    • C03B32/02Thermal crystallisation, e.g. for crystallising glass bodies into glass-ceramic articles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0018Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents
    • C03C10/0027Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3, Li2O as main constituents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0036Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
    • C03C10/0045Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3 and MgO as main constituents
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

Verfahren zur. Herstellung eines thermisch kristallisierten G-lasgegenstandes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines thermisch kristallisierten Glasgegenstandes niedriger Wärme aus dehnung, der verhältnismäßig leicht ist und ziemlich große dicke Abmessungen hat, 'beispielsweise eines T.eleskopspiegelrohlings.
Bei der Herstellung thermisch kristallisierbarer Glaskörper wie Glasteleskopspiegelrohlinge sind insbesondere wegen der verhältnismäßig großen Abmessungen besondere Sohwie- d rigkeiten zu überwinden. Damit solche Glaskörper ausreich-end stark und fest sind, muß ihre Dicke relativ groß sein. Das gilt besonders für Teleskopspiegelrohlinge, da die Kondition und Gestalt der Reflektionsfläche des fertigen Spiegels die Genauigkeit des abzubildenden Gegenstandes bestimmt und ausreichende Festigkeit des Spiegels gefordert ist, damit auch die kleinste Verschiebung bzw. Ver-
309834/0531
" 2" 1786333
zerrung der Reflektionsspiegelfläche vermieden, wird» Größere Dicken "bringen jedoch zusätzliches Gewicht mit sich, was sich nachteilig auf die ohnehin schon schwierige Lösung des Problems der Tragkonstruktion für große Spiegel auswirkt,,
Das Verhältnis von Spiegeldurchmeaaer zu seiner Dicke "beträgt etwa 6:1 ; ein Rohling von 2,5 i, 5m, 10 m oder sogar über 15 m Durchmesser stellt eine sehr große Glasmenge mit einem hohen Gewicht dar. Das Gießen solcher Rohlinge aus geschmolzenem Siliciumdioxyd, Borsilikatglas oder einer anderen bekannten Glasschmelze stellt einen langen zeitraubenden und schwierigen Prozess dar. Dies gilt auch für das Abkühlen und Glühen des Glases, um gleichförmige Ausdehnungseigenschaften in allen Glasabschnitten zu gewährleisten. So beeinflussen irgendwelche Änderungen in den Ausdehnungseigenschaften in verschiedenen Glasbereichen nachteilig die Reflektionsflache und die Qualität des abgebildeten Bildes. Dabei ist wesentlich, daß der thermische Ausdehnungskoeffizient möglichst niedrig und idealer Weise sogar KuIl ist, so daß nur kleine oder gar keine Ausdehnungen auftreten, wenn der Spiegel als Teleskop veränderlichen Temperaturen ausgesetzt ist«,
- 3 -■
3Ö9Ö34/0S31
Man hat bisher angestrebt das Gesamtgewicht solcher Teleskopspiegel dadurch zu verringern, daß man einen Spiegelrohling mit geringster Dicke gebildet hat und dann anschließend die Unterflächen des Rohlings mit Glasbauteilen gleicher Zusammensetzung verbunden hat, die insgesamt dem fertig gestellten Spiegel eine gewisse Festigkeit verliehen haben. Hierfür ist ein Beispiel die sogenannte "Eierkistenstruktur", bei der mehrere längliche, für gewöhnlich rechtwinklige Glasstreifen mit im Abstand von- Λ einander angeordneten geschlitzten Abschnitten längs einer Iiängskante mit mehreren ähnlichen Glasstreifen im rechten Winkel dazu verbunden worden sind, wobei die Verbindung an den Schlitzabschnitten derart ist, daß die fertige Struktur gleiche Dicke bzw« Höhe hat wie der Einzelstreifen, gerade so wie es bei den miteinander verbundenen Kartonstreifen in einer Eierkiste der Pail ist, um die einzelnen Eier getrennt zu packen.
Infolge der Gesamtgröße der Glasstreifen und der Dicke des Spiegelrohlings treten ;jedoch beträchtliche Probleme auf, wenn die Glasstreifen solchen Temperaturen ausgesetzt werden, daß sie längs der angrenzenden Abschnitte zusammengeschmolzen werden, wobei auch die Oberfläche der zusammengesetzten Eierkistenstruktur zur Bodenfläche des Spiegel-
309834/0531
rohlings angeschmolzen werden muß. Dabei wird fir gewöhnlich auch eine Glasplatte als Rückenplatte von ausreichender Stärke an der anderen Fläche der Bierkistenstruktur angeschmolzen,·um dem Spiegel Festigkeit zu verleihen·
Da die Herstellung eines solchen Spiegels eine sehr schwierige Angelegenheit ist und die Temperatur beim Abkühlen des Glases sorgfältig gesteuert werden muß, treten viele Schwierigkeiten auf, sobald man"die Eierkistenstruktur an den P Boden des Spiegelrohlings und an den Rücken anschmilzt· Um dies erfolgreich durchzuführen, sind sehr schwierige zeitraubende Vorgänge erforderlich, die die Kosten des Endproduktes wesentlich erhöhen.
Während diese Schwierigkeiten bereits auftreten, wenn man Spiegelrohlinge mittels der Eierkistenstruktur aus Glas herstellt, wie es für gewöhnlich beim Herstellen von Teleskopspiegeln der Fall ist, wobei in erster Linie Borsilikatglas verwendet wird, vergrößern sich diese Schwierigkeiten noch beträchtlich, wenn der Spiegel aus thermisch kristallisierbarem Glas hergestellt wird, das anschliessend kristallisiert wird. Zusätzliche Schwierigkeiten entstehen nämlich infolge einer vorzeitigen Keimbildung, d.h. der Bildung von Keimen und einer ungewollten Kristal-
' -5 - "309834/0531
_ 5 J 17963S3
!isation» Infolge der zum Zusammenschmelzen der Bestandteile notwendigen hohen Temperaturen? insbesondere beim Herstellen von Spiegelrohlingen mit großen Durchmessern, Äst es schwierig, den Erwärmungsvorgang sowie die Keimbildung und die Kristallisation, die während des Erwärmens und Schmelzens auftritt zu steuern. Somit ist es äußerst schwierig, einen zufriedenstellenden Spiegelrohling zu erhaltene Ferner hat sich als schwierig erwiesen, die Spiege !komponenten zu verbinden, indem man die Keimbildung und Kristallisation verhindert bzw· während man die Keimbildung und Kristallisation auf einem absoluten Minimum hält·
Der Erfindung liegt die Aufgate zugrunde, die bisherigen Nachteile bzwo Schwierigkeiten auszuschalten. Diese Aufgabe wird gelöst mittels eines Verfahrens zur Herstellung eines thermisch kristallisierten Glasgegenstandes niedriger Ausdehnung, das erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch Zusammenfügen von mindestens zwei thermisch kristallisierbaren Glaskörpern und in Berührung bringen dieser Körper an nur einem kleinen Teil größerer flächiger Abschnitte dieser Körper, erhitzen des Gefüges auf eine Temperatur* bei der die Viskosität des Glases im Bereich von 1(r bis iO' Poise liegt, Aufrechterhalten dieser Temperatur, bis die in Kontakt gebrachten Oberflächen ver-
■ - 6 -
3ö8i3*/Ö531
■*- 6 -
schmolzen sind, Abkühlen des verschmolzenen Gefüges auf den Keimbildungstemperaturbereich des Glases, in
das Glas eine Viskosität von 10 bis 10 * Poise hat, Aufrechterhalten dieser Keimbildungstemperatur, "bis die Keimbildung im wesentlichen abgeschlossen ist, und thermisch kristallisieren des Gefüges, bis ein thermisch kristallisierter Glasgegenstand mit einem Wärmeaiisdehnüng&- koeffizienten von -10 bis +10 χ ΪΟ~Ί/UQ (0 bis 3000O) entstanden ist·
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auf einfache und sichere Weise großflächige Glasprodukte, wie beispielsweise als Türen, Wandvorhänge, lankauskleidungen Verwendbare plattenförmige Produkte oder auch ftir Bodenkacheln, Behälter und Vorratskästen und dergleichen Produkte, die hohe Festigkeit erfordern, verwendbare Gläser herstellen, und es lassen sich Teleskopspiegela*ohlinge fertigen, beispielsweise auch solche, die mit einer Schicht bzw» lage thermisch kristallisiefbaren Gläsis versehen sind, dessen Oberfläche ahschließgnd bihaadelt wird» um die reflektierende Oberfläche eines Söiöhen Spiegels asu bilden»
Beim erfindüUgsgemäßen Verfahren ist es wiiiirtliöh» daß .der zusammengebaute kristailiiitrbalt ilalieggnitallt mtif
eine Temperatur gebracht wird, die so hoch ist, daß Keime zerstört werden, die sich während der Herstellung der Einzelkomponenten gebildet haben, und die weiterhin so hoch ist, daß die benachbarten, sich berührenden !Flächen der Komponenten angeschmolzen werden. Diese Temperatur wird bis zur Beendigung des Schmelzverbindungsvorgangs aufrechterhalten. Alsdann wird das Gebilde zur Keimbildung einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterzogen, die wesentlich niedriger ist als die Temperatur bei dem Verschmelzungsvorgang, so daß Kristallisation erfolgt und sich ein G-I as ge genstand mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten bildet ο
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten thermisch kristallisierbaren Glaskörper werden einzeln hergestellt und werden bis unter ihre obere Kühltemperatur abgekühlt. Die Glaskörper werden vorzugsweise so schnell wie mögli'-eh abgekühlt, jedoch ohne thermischen Schock, was zur Bildung von Unregelmässigkeiten oder anderen Beschädigungen im Glas/führen würde. Das schnelle Abkühlen macht die Keimbildung minimal, während das Glas den Bereich der zur Keimbildung notwendigen Temperatur durchläuft. Anschließend werden die Körper zusammengebaut und erwärmt. Nach dem Erwärmen über die obere Einkühltemperatur erfolgt die Erwärmung schnell auf eine zum Verschmel-
309834/0831 - 8 -
— ο —
zen der Körper an ihren Kontaktflächen notwendige Temperatur, die aufrechterhalten wird, "bis das Verschmelzen vollendet ist. Anschließend wird das Glas kristallisiert.
Beim «rfindungsgemäßen Verfahren werden zweckmäßig die Flächen thermisch kristallisierbarer Glaskörper miteinander durch erhitzten über die obere Kühltemperatur bei einer normalen Geschwindigkeit verbunden, wobei ein thermischer Schock vermieden wird, worauf man dann eine Abkühlung mit mehr als 10 °/min. auf eine solche Temperatur
7 Q-vornimmt, bei die Glasviskosität etwa 10 bis-TO^ Poise beträgt. Die Temperatur wird dann bis zum Verbinden der !lachen aufrechterhalten.
Es ist auch möglich, die Glasteile nach dem Herstellen zunächst abzukühlen bzw. abzuschrecken, ohne eine Verzögerte Entspannung vorzunehmen, um die Keimbildung möglichst klein zu halten.
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel der Herstellung eines erfindungsgemäßen Teleskopspiegelrohlings anhand der beiliegenden Zeichnungen noch näher erläutert. ■ .
- 9 - ' 309834/0 S3 1
Pig. 1 ist eine isometrische Darstellung eines Teleskep spiegelrohlings gemäß der Erfindung,
. 2 ist ein Schnitt durch den Spiegelrohling längs der Linien 2-2 in fig. 1,
Pig· 3 ist eine auseinandergezogene isometrische Darstellung eines Abschnitts zweier Abstandsglieder unter Darstellung der Verbindungsweise,
Pige 4 ist eine Draufsicht auf einen weiteren Teleskopspiegelrohling gemäß der Erfindung,
Pig. 5 ist eine auseinandergezogene isometrische Darstellung eines Teils des Spiegelrohlings gemäß Pig. 4 und
Pig* 6 ist eine isometrische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Abstandsglieder gemäß der Er- | findung.
Der Teleskopspiege!rohling wird durch zwei gegeneinander angeordnete Schichten gebildet, die durch mehrere einzelne Ahstandsglieder, die entweder getrennt oder verbunden sind, miteinander verbunden sind. Gemäß Pig. 1 besteht ein Aus-
309834/0531 " 1O "
führungsbeispiel des Rohlings 9 aus einer oberen lage 10 thermisch kristallisierten Glases, dessen Unterseite mit einer Anordnung von miteinander verbundenen Abstandsgliedern 11 und 12, ebenfalls aus thermisch kristallisiertem Glas, verbunden ist, wobei die Abstandsglieder wiederum mit der Oberseite einer weiteren Lage 13 thermisch kristallisierten Glases verbunden sind. Die Oberseite 14 der lage kann anschließend geschliffen und poliert werden, um die gewünschte Spiegelkrümmung zu erhalten und dann mit Aluminium nach einem bekannten Verfahren beschichtet werden, um die Reflektionsfläche des Spiegels zu bilden. Die lage 10 ist flach und rechtwinklig dargestellt, kann aber auch kreisförmig oder oval oder eine andere Gestalt aufweisen. Auch ist die Oberseite H flach dargestellt, die anschließend in eine Reflektionsspiegelflache verarbeitet wird, sie kann aber auch bereits ursprünglich konkav sein, so daß der nachfolgende Bearbeitungsvorgang möglichst geringfügig ist ο
Die Ab stands glieder 11 und 12 sind länglich und rechtwinklig, wobei deren Höhe, d.h. der Abstand zwischen der Bodenseite 15 der Lage 10 und der Oberseite 16 im wesentlichen gleichförmig über deren Gesamtlänge ist. Dadurch sind die oberen Kanten 17» 17' und die unteren ta&ten 18,
- 11 -309*34/0831
18» der Abstandsglieder 11 und 12 in vollständiger Berührung mit den entsprechenden !Flächen 15 und 16 der Schichten 10 und 15. Somit können die Abstandsglieder 11 und 12 als iragglieder für die Platte 10 angesehen •werden, deren* Außenfläche 14 schließlich so "behandelt wird, daß die Eeflektionsflache bildet.
Außerdem sind die Abstandsglieder 11 und 12 mit Schlitzen^ und 20 versehen, die im Abstand voneinander ange- J ordnet sind und sich von der einen Fläche 18, 17* der Glieder 11 und 12 erstrecken. Bei dem in den Pig. 1 und 3 gezeigten Zusammenbau stehen die Glieder 11 rechtwinklig auf den Gliedern 12, wobei sich infolge der gleichmäßigen Abstände der Schlitze 19, 20 eine eierkistenförmige Anordnung ergibt.
Obwohl die Schlitze 19 und 20 präzisionsgefertigt und geschliffen sind, ist dies für die Erfindung nicht tatsächlich notwendig. So ist es nicht notwendig, daß die Innenflächen 21, 22 der Schlitze 19 und 20 die entsprechenden Außenflächen der Abstandsglieder 11, 12 berühren, wenn sie in der in Pig. 1 gezeigten Weise angeordnet sind. Die Struktur erhält auch eine ausreichende Steifigkeit, wenn
-12-
309834 -/05-31
nur die Flächen 17, 17* und 18, 18' der aiieder 11, 12 an die Bodenflächen 15 und 16 der Platten 10 und 13 angeschmolzen sind. Das Berühren und Verbinden der Flächen 21 und 22 an die angrenzenden Außenkanten der Glieder 11 und 12 ist jedoch nicht schädlich und vermittelt der fertigen Anordnung eine erhöhte Steifigkeit«,
Bei dem in den Fign. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die oberen Platten 23 und unteren Platten 24 aus thermisch kristallisierbarem Glas gleichmäßig voneinander im Abstand durch mehrere einzelne Abstandsglieder 25 gehalten, die eine kreuzförmige Gestalt aufweisen, doho, daß angrenzende Seiten sich im rechten Winkel berühren. Auch hier ist jedes Glied von gleichmäßiger Höhe, so daß die Oberseite 26 jedes Gliedes 25 in unmittelbarer Berührung mit der Unterseite 27 der Platte 23 ist und die Unterkante 28 jedes Gliedes 25 in unmittelbarer Berührung mit der Oberseite der Platte 24. Eine solche Berührung gewährleistet das vollständige Anschmelzen der Abstandsglieder an die entsprechenden Flächen der Platten 23 und 24 zur Vermittlung der Steifigkeit der Gesamtanordnung.
Der Durchschnittsfachmann weiß, daß die tatsächliche Anordnung und Anzahl der Abstandsglieder 25 im Spiegelrohling
- 13 -
309834/003?"
■"■ - ■■ - 13 - · ■
in Zusammenhang mit der Erfindung nicht bedeutungsvoll ist. Nötig ist jedoch eine ausreichende Anzahl von Gliedern 25 zwischen den Platten 23 und 24 zur Vermittlung der Steifigkeit» Die Glieder 25 können auch in fluchtenden Reihen gemäß Pig. 4 angeordnet werden oder ■beispielsweise in kreisförmigen oder bogenförmigen Mustern verstreut sein. Anstelle der Abstandsglieder 25 können auch die in Hg.. 6 gezeigten -^bstandsglieder 26 Verwendung finden, "bzw. Abstandaglieder mit anderen als den gezeigten Formen. Wesentlich ist jedoch, daß alle Abstandsglie- Λ der die gleiche Höhe aufweisen, um einen gleichförmigen Abstand zwischen der Oberen und unteren Platte 23 bzw« herzustellen. Auch können verschiedenartig geformte.Abstandsglieder Verwendung finden.
Außer der in Pig. 1 gezeigten rechtwinkligen Anordnung der Abstandsglieder können sie auch in anderen Winkeln angeordnet sein. Außer der Gitteranordnung gemäß Pig. 1 könnte auch ein gegossenes Gitter von einheitlicher Höhe Verwendung finden.
In der in Fig. 1 dargestellten Anordnung sind durch die oberen und unteren Platten 10 und die vier Seiten der Abstandsglieder 11 und 12 Hohlräume gebildet»
- 14 309834/0531
Wenn die Anordnung derart getroffen ist, daß zwischen den oberen und unteren Platten angeschlossene Hohlräume gebildet sind, so können in einer oder mehreren Wandungen jedes Hohlraums Öffnungen vorgesehen sein, so daß eine Verbindung nach außen aufrechterhalten wird.; !Dadurch werden schädliche Druckeinflüsse, die die Spiegelform beeinflussen könnten, vermieden. Außerdem kann bei dieser Anordnung die Temperatur im Spiegelrohling durch Hindurchleiten eines Fluids durch die Öffnungen und Hohlräume reguliert werden. Die lluidtemperatur wird selbstverständlich so eingestellt, daß die Temperatur im Mittelpunkt des Spiegels gleich der Temperatur an den Außenflächen ist. In der am 23. 10. 1965 eingereichten USA Patentanmeldung 503.831 der Anmelderin ist ein solches Verfahren •angegeben (0 11 850 VIb/32a)o
Die Erfindung kann auch dann Verwendung finden, wenn die Bodenfläche der oberen Platte eines thermisch kristallisierbaren Glases eine konvexe Ausbildung aufweist. Es ist nur notwendig, die Oberseiten der Abstandsglieder entsprechend konkav auszubilden, so daß die Oberkanten der Abstandsglieder die angrenzende Unterseite der konvexen oberen Platte berühren. Dabei dürfen die Abstandsglieder nicht die gleiche Höhe aufweisen, außer wenn die Bodenschicht
• .'■ ' _ - 15 -
309034/0531
des Spiegelrohlings eine kokave Oberseite aufweist, die zu. der konvexen. Bodenseite der oberen Lage komplementär ist, so daß beide Flächen-tatsächlich miteinander parallel sind.
Beim Herstellen des thermisch kristallisierten Glasteleskopspiegelrohlings wird das von den Abstandsgliedern 11 und 12 gebildete Gitter auf die Oberseite der Schicht 13 gelegt und dann die Platte 10 darüber gelegt. Die Flächen 17, 17' und 18, 18' grenzen berührend an die Flächen 15 und 16 an der Ober- und Unterseite an. Die Gesamtanordnung kann dann auf einnlragglied aufgesetzt werden, das nicht dargestellt ist bevor sie der Wärmebehandlung unterworfen wird, bei der sich ein fester, gleichförmig kristallisierter Spiegelrohling ergibt. Zwar ist das Gewicht der oberen Platte 10 für gewöhnlich so groß, daß auf die Flächen 17, 17* Druck aufgebracht wird, doch kann auf die Schicht 10 zusätzlicher Druck ausgeübt werden, um das Anschmelzen der angrenzenden Flächen zu unterstützen. Die Anordnung wird anschließend während einer bestimmten Zeit auf eine bestimmte Temperatur gebracht um das Schmelzen zu bewirkenο
Alle Komponenten des Spiegelrohlings sind aus einer thermisch kristallisierbaren Glaszusammensetzung hergestellt. Vorzugsweise werden die Komponenten nach dem Herstellen
3098.34/0531
- 1 6 -
verhältnismäßig schnell abgekühlt, und nicht einem verzögerten Entspannungsvorgang unterworfen. Das Abschrecken mit Luft hat sich als nützlich erwiesen, um die Keimbildung möglichst-gering zu halten«.
Vor dem Zusammenbau können die Abstandsglieder 11 und 12 an ihren anzuschmelzenden Flächen, nämlich 17, 1T * und 18, 18' geschliffen und flach poliert werden, daß sie die Flächen 15 und 16, die ebenfalls flach geschliffen und poliert werden können, besser berühren. Während des Anschmelzvorgangs kann eine sehr ernst zu nehmende Schwierigkeit, nämlich die Oberflächenkristallisation auftreten. !Die Oberflächenkristallisation wird durch geschliffene und polierte, gesägte oder in anderer Weise unreine Glasflächen gefördert, und die Glaskristallisation an der Oberfläche verzieht sich bei Anschmelztemperaturen sehr rasch und kann die gute Verbindung der Teile verhindern. !Die Oberflächenkristallisation kannnjedooh durch Waschen mit Säure oder durch Ionenaustausch verzögert werden, in dem man Li+ Ionen gegen Na+ bzw«, K+ Ionen austauschte
Nach dem Zusammensetzen der Abstandsglieder 11, 12 und der Platten 10, 13 in der bereits beschriebenen Weise wird die Anordnung auf eine Temperatur gebracht, in der das
309834/0531
Verbinden in einem ersten Schritt vollzogen wird, um das Anschmelzen der Glasteile zu vermitteln. Das Anschmelzen wird bei einer Temperatur vollzogen, die wesentlich über der nachfolgenden Keimbildungstemperatur liegt. Die Anordnung wird nach dem Erwärmen auf etwa die obere Kühltemperatur rasch über die Keimbildungstemperatur des Glases erhitzt-und zwar auf eine Temperatur, bei der die Viskosität der angrenzenden berührenden Flächen derart ist, daß sich der Anschmelzvorgang vollzieht und die Komponenten derart miteinander verschmelzen, daß ein einstückiger gleichförmiger Spiegelrohling erzielt wird« Während der schnellen Erwärmung werden die in dem Glas gebildeten Keime zerstört. Außerdem wird durch das schnelle Erwärmen des Glases auf die Verschmelzungstemperatur die Bildung von großen Keimen, die schwierig zu zerstören sind, vermieden. ·
Die drei wesentlichen Schritte der Wärmebehandlung sind die Verschmelzungsverbindung, die Keimbildung und die Kristallisation. Diese werden bei verschiedenen Tempera-*- türen durchgeführt. Zweckmäßigerweise wird die jeweilige Glastemperatur durch Angabe der Glasviskosität bei dieser Temperatur ausgedrückt, insofern, als eine große Anzahl verschiedener Glaszusammensetzungen die Angabe einer gleichgroßen Anzahl von Temperaturen notwendig machen würde, was
unpraktisch ist. Deshalb ist es zweckmäßig, die Temperatur für ein spezifisches Glas durch, die Viskosität des Glases, wie man sie hei der Behandlung wünscht, auszudrücken. Beim erfindungsgemäßen Verfahren liegt der Temperaturbereich, "bei dem das Anschmelzen vorgenommen wird, in dem Bereich der Temperaturen, in denen die Glas-
Q 7
viskosität 10 bis 10' Poise "beträgt; vorzugsweise wird "bei Temperaturen gearbeitet, in denen die Glasviskosität zwischen 10^>5 bis 108»5 Poise liegt. Beim Erhitzen auf fc diesen Anschmelztemperaturbereich nach erreichen der oberen Kühltemperatur, die zur Vermeidung eines th'ermisohen Schocks durch Aufbäzen mit normalem Gradienten erzielt wird, wählt man vorzugsweise einen-ziemlich hohen Gradienten, d.h. einen höher als 10 °C/min. gelegen-en Gradienten, was den Vorteil hat, daß kleine, im Entstehen be^ griffene-Keime aufgelöst und die Bildung bzwP das Wachsen von Keimen vermieden wird. Hat das Glas einmal den Bereich der oberen Kühltemperatur überschritten, so -kann man es sehr schnell weitererhitzen,da die Spannungen zurückgehen, Ist die Verschmelzungstemperatur erreicht, so wird diese Temperatur bis zum Vollziehen des Anschmelzens aufrechterhaltene Das Verbinden der Einzelteile erfolgt durch Anschmelzen und zum Teil durch HinsÄen, ohne vorhergehende OberfläOhenkristallisation, die dia§ Anschrnel*. behindern würde.»
lach, dem Anschmelzen wird die Anordnung der thermischen Insitukeimbildung und Kristallisation unterbrochen, um eine ausreichende Keimbildung und nachfolgende Kristallisation zur Erzeugung eines transparenten Glasgegenstandes, z.B. eines Teleskopspiegelrohlings, mit niedriger Wärme-Ausdehnung zu erzielen.
Nach Vollziehen des Anschmelzens der angrenzenden Flächen wird auf die 'Ke imbiläungs temperatur abgekühlt, die natürlich entsprechend der "besonderen Gl as ζ us ammens et zung veränderlich ist. Im allgemeinen erfolgt Keimbildung" in dem
Temperaturbereich, in dem die Glasviskosität zwischen 10
bis 10 4 Poise, im allgemeinen bei etwa 10 »5 Poise, liegt. Selbstverständlich kann auch unter die Keimbildungstemperatur und unter die obere Kühltemperatur abgekühlt werden, sogar auf Raumtemperatur, wenn gewünschte Das Abkühlen auf solch niedrige Temperaturen erlaubt die Inspektion des Glases und das Transportieren der Teile zu einem anderen Werkplatz zur weiteren Verarbeitung. Wird dann später die Keimbildung und das Kristallisieren des Glases gewünscht, so kann es dann auf die notwendigen Temperaturen erwärmt werden. Wach Vollendung der Keimbildung wird die Temperatur des thermisch kristallisierbaren Glases wieter in einen Bereich gesteigert, in dem eine schnelle Kristallisation auftritt, die jedoch für ge-
309834/0531
- 20 -
wohnlich nicht höher als die 10 Poise-Temperatur des Originalglases liegt. Andererseits kann die Kristallisation bei der Keimbildungstemperatur in dem gegebenen Bereich über eine längere Zeitdauer ausgeführt werden, insbesondere bei einer Glasviskosität oberhalb 10 Poise, Die Zeitdauer zum Anschmelzen, zur Keimbildung und zur Kristallisation ist entsprechend der Zusammensetzung und der Größe des Glasgegenstandes verschiedene. Während beispielsweise zwei bis 100 Stunden für kleine Glasgegenstände ausreichend sind, werden für Glasgegenstände mit mehreren Metern Durchmesser und einer Dicke von etwa t/6 des Durchmessers, wie beispielsweise Teleskopspiegelrohlinge, 1000, 3000 oder sogar mehr Stunden erforderlieh. Dies folgt daraus, weil das Glas ein sehr schlechter Wärmeleiter ist und man viel Zeit braucht, um alle Bereiche des Glasgegenstands gleichförmig zu erwärmen.
Es hat sich herausgestellt, daß die vorgenannte Methode des Anschmelzens einer Fläche thermisch kristallisierbaren Glases an eine andere Fläche, insbesondere an die Fläche eines ebenfalls thermisch kriställisierbaren Glases, in überraschender Weise viele schwierige Probleme vermeidet bzw. minimalisiert, die beim Anschmelzen von " thermisch kristallisierbarem Gläsern auftreten, ohne daß
. - 21 -
jnan eine -vorzeitige, unkontrollierte und nicht homogene Kristallisation erzielt*
Beim erfindungsgemäßen Terfahren werden vorteilhaft solche Glaskörper als Ausgangskomponenten eingesetzt, die aus thermisch kristallisierbaren Glassorten, insbesondere aus denen des Lithium-Aluminiuia-Silikat-SysteiflS hestehen, das thermisch insitukristallisierhar ist zu sogenannten Glaskeramiken, die vorzugsweise transparent sind und einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten halben, der sehr niedrig ist und "beinahe null sein kann. Solche Glaskeramiken enthalten als vorherrschende kristalline Spezies lithiumenthaltende kristalline Phasen, entweder als ß-Eukryptit oder ß-Eukryptitähnliche Kristalle oder als ß-Spodumen oder ß-Spodumenäimliche Kristalle,' oder beide, wie durch Röntgendif-. fraktion festgestellt. Das sich ergeisende keramische Brqäukt enthält viele solcher kristalliner Spezies, die in freier Orientierung in der kristallisierten Glaskeramik I verteilt und in einer glasigen Matrix einget>ettet sind, BIe sind das Ergebnis der Insitukristallisation. Alle Kristalle in dieser KeraneLk weisen im wesentlichen einen von kleiner als 1/3^m auf, längs der größtes Atmsssung der Kristalle gemessen, Olwohl diese mit thermischen Ausdehnungskoeffizienten
3Ö983Ä/ÖSJ1 * 22~
von beinahe Knall hergestellt werden können, haben sie im allgemeinen lineare thermische Ausdehnungskoeffizienten γοη etwa -10 χ 10"7 Ms +10 χ 10"'/0O im Bereich Ton 0 bis 300 0G, und vorzugsweise etwa -3 bis +3 x 10 /0O. Der endgültige thermische Ausdehnungskoeffizient dieser Glaskeramiken hängt von der Zusammensetzung des thermisch kristallisierbaren Glases und von der speziellen Wärmebehandlung ab.
Die erfindungsgemäß hergestellten Glaskeramiken sind vorzugsweise transparent; sie können aber auch undurchsichtig sein. Die Bedeutung der Durchsichtigkeit ist darin zu sehen, daß die Verarbeitung begünstig wird. Darüberhinaus ist bei undurchsichtigen Glaskeramiken der thermische Ausdehnungskoeffizient im allgemeinen höher als der von transparenten Glaskeramiken gleicher Zusammensetzung. Deshalb muß man, wenn undurchsichtig kristallisiertes Glas hergestellt wird, sorgfältig darauf achten, daß dieses keinen hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten erhält und man vorzugsweise im Bereich von +10 bis <*10 χ 10""V0O (0 bis 3000C) bleibt,
Glaskeramiken mit niedrigen Ausdehnungskoeffizienten können vorteilhaft erfindungsgemäß hergestellt werden, man als Ausgangsglaskörper solche aus thermisch
kristallisierbaren Gläsern einsetzt, die im wesentlichen aus folgenden Bestandteilen in Gew.-$ testeheni
TABELLE A Gew, -76 91 6
Bestandteile 56 - 70 6 + Ha2O +
SiO2 18 - 27 D) höchstens 93
Al2O3 3,4 - 4,5 2 -
Li2O 0 - 3 von (CaO + MgO + ZnO
CaO 0 - 2
ZnO 0 - 4
B2O3 0 - 6
TiO2 0 - 3
ZrO2 0 - 3
MgO 0 - 1
Na2O 0 - 3
P2O5
mit den Bedingungen: wenigstens 82
(SiO2+ Al2O3) 5) ' -
(SiO2+Al2O3+B2O3+P2O1 2,5 -
(CaO+MgO+ZnO+Fa2O)
(SiO2+Al2O3+P2O5+U2I
(TiO2+ ZrO2)
wo"bei das Verhältnis
zu Li?0 kleiner als 2,4 und das Verhältnis von SiO9 zu
- ii
Al2O3 höchstens 5,8 ist«
309834/0531
- 24 -
Spezifische Zusammensetzung thermisch kristallisierbarer Gläser zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind die Beispiele· 36, 37 und 39 "bis 49 und die Beispiele H bis M in den Tabellen VIII und VIIIA der der USA-Patentanmeldung 464.147 vom 15.6.1965 entsprechenden deutschen Anmeldung der Anmelderin (O 11 030 VIb/32b).
Zweckmässig müssen die Bestandteile aus den Spezies des in der genannten Anmeldung "beschriebenen Zusammensetzungsbereiches sorgfältig ausgewählt werden. Sind beispielsweise die Teile in den ]?ign<, 1 bis 3 zehn Zentimeter dick oder noch stärker, so sollten die Bestandteile verhältnismäßig niedrige Keimbildungsgeschwindigkeit aufweisen, sowie eine niedrige Wachstum^sgeschwindigkeit der Kristalleo
Die Gründe für mögliehst niedrige Keimbildungs- und Kristallwachstumsgeschwindigkeiten sind verschiedene. Erstens werden, wenn die Glasteile vor dem Zusammenbau abgekühlt werden, und wenn dies sogar schnell geschieht, sich Keime bilden und auf eine solche Größe wachsen, daß sie bei der schnellen Erwärmung auf die Verschmelzungstemperatur nicht mehr aufgelöst werden können, wenn die Keimbildungsgeschwindigkeit zu hoch ist. Dann kann es · passieren, daß ,sich mehr Keime bilden, wenn der Bereiöh ■>"
30 9834/0S31. - 25 -
. - 25 -
der Temperaturen für hohe Keimbildungsgeschwindigkeiten, (■beispielsweise entsprechend etwa 10 - 10 Poise) durchfahren wird. Geschieht dies, dann kann die Kristallbildung zu. schnell ablaufen, und für die Glas-auf-Glas-Yerschmelzung bleibt keine Zeit, da dieses Verschmelzen gewöhnlich "bei Temperaturen vollzogen wird, bei denen die Eristallwaohstumesgesehwindigkeiten nahezu maximal sind?
Die Kristallwachstumsgeschwindigkeit soll auch deshalb verhältnismäßig niedrig sein, und sogar dann, wenn die KeimMldungsgeschwindigkeit des Ohargenglases niedrig ist, we.il in bekannter'Weise das. Glas leichter an der Oberfläche kristallisiert als irgendwo anders, was auf Energiebetrachtungen an der Oberfläche und auf Oberflächenverunreinigungen von der UmgelDungsatmosphäre usw. zurückzuführen ist. Die Bildung von Oherflächenkristal^ len verhindert auch das Herstellen einer guten Glas-zu-Gl a.sver bindung,
line andere Schwierigkeit besteht darin, daß sogar nach erfolgreichem Durchfuhren des Verschmelzens bei einer Temperatur,, die beispielsweise einer Temperatur entspricht,
be| der die Viskosität etwa 10 Poise istt die versohmolz,ene und maasive Struktur bis in einen herafbgekuh.lt ·wtrden muß, in dem die digkei.t hoch genig un.d die, Kri
niedrig ist, Wenn Strukturteile eine- groß© Dicke haben, kann dieses Abkühlen nickt sohnellstmaglieh erfolgtnj es kann daher vorkommen, daß eine Kristallisation stattfin·* det (nachdem sich einige Keime gebildet haben), während man γόη der Tersclimelzmngsteiiiperatur zu d.©r gewimsoliten EeiroMldungsteinperatiir keraToküklt, was uiigtwün,iokt große Kristalle, imdurolasiohtige Körper oder niebt gleiojif8.riaig kristallisierte Segenstände zur folge. ha;t, Btia AbMlalen ■feleitit das Innere länger heißer als die iandt©ilet was dazu führen kann,, daß sioh, vtfeil...die l^iitall 1 sation, un~ gleichmäßig ist und in den, heißen Innenteilen, de,s. Glegen-· stands frühzeitiger erfolgt, ein nicht gleichmäßiger Ausd_ehnungskoeffizient ülaer den Querschnitt des ©egenstandes ergibt, wenn· nicht eine Glassorte eingesetzt wird, die so-■wohl eine, langsame Keimbildung als auch eine niedrige Kristallwachstumsgeschwindigkeit hat,, Um die E©imbiMun.gs- \m& Kristailwachstumsgeschwindigkeiten in ©rtni©n iu halten, insbesondere wenn starke Teile erfindumg^gtmäl bti hoher temperatur miteinander verschmollen wtr&ta §olltnt werden vorzugsweise SlaszusaOTi©iii©tiun,gtm: Ytrwendtt,, in ttaen die
e.ngen
Bestandteile
SiO
2°; Li2O CaO
ZnO
B2O3 TiO2 ZrO2 MgO
mit den Bedingungen:
(SiO2 +
(GaO+MgO+ZnO+Fa2O)
+ ZrO2)
56 - 70 18 - 27 3,4 -4,5 0-3 0 --0,5 0 - 4 0 - 2 0-3 0-3 0 - 1 0 --1,5
wenigstens -) 86 - 91
2,5 -" 6 )) höchstens
2 - 3,5
wo"bei das Verhältnis von (CaO + MgO + ZnO + Fa0O zu Li2O weniger als 2,4 und das Verhältnis von SiO2 zu höchstens 3,8 ist.
+ B3O3)
Vorzugsweise "betragen darin die Menge von TiO0 0-1,5 Gew. und die Gesamtmenge an (TiO0 + ZrO0) 2 "bis 3 G.ewo-$.
309834/0531
- 28 -
Eine weitere geeignete Zusammensetzung ist im folgenden Beispiel angegeben» Beispiel 1
Eine Glasschmelze wurde aus folgenden Bestandteilen zur Herstellung eines Spiegelrohlings verwendet»
SiO2 68,4
Al2O3 22'
■CaO .2 ■-".'■■
Li2O 3,9
TiO2 ■ '■ 1 ■ .
ZrO2 1,5
Na2O 0,7
KO . 0,2
SIa5O, 0,3
Das geschmolzene Glas wurde in geeignete Formen gegossen unddie Schlitzteile 11, 12 und die Platten 10, 13 hergestellt, hierauf wurde mit Luft abgeschreckt, um die Keimbildung möglichst gering zu halten. Hierauf wurden die Komponenten zusammengebaut und einer Verschmelzungstemperatur von etwa 9540C während zweier Stunden unterworfen. Hierauf wurde die Struktur bei 7320C während 260 Stunden und 8710C während einer Stunde wärmebehandelt. Dabei ergab sich ein ausreichend transparenter, kristallisierter Glas-Eierkistenspiegelrohling mit einem Ausdehnungskoeffi-
von zienten (θ - 300 C)/beinahe Full
309834/0531
■■ -~ - '■ -■■'· C -■ '.: j. ',,
- 29 -
TJnter den Torteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind vor allem die niedrigen the r mi sehen Ausdehnungskoeffizienten, die vorzügliche Transparenz, das geringe Gewicht und die hohe Festigkeit zu nennen. Außer Teleskopspiegelrohlingen können auch Glasgegenstände fczw, kristallisierte Glasgegenstände erfindungsgemäß hergestellt werden, die "beispielsweise als Wandvorhänge, Feuertüren, Tankauskleidungen Verwendung finden können, sowie dort wo Festigkeit in erster linie gefordert wird, nämlich "bei Bodenkacheln, Behälter und Vorratskasten,
r't :■■■■■ ■·■■ -30—
309834/0 531

Claims (1)

  1. Patentansprüche: . , ... "
    1. Verfahren zur Herstellung eines thermisch kristallisierten Glasgegenstandes niedriger Wärmeausdöhnung, gekennzeichnet durch Zusammenfügen von mindestens zwei thermisch kristallisierbaren Glaskörpern und In-Berührung-Bringen dieser Körper an nur einem kleinen Teil größerer • flächiger Abschnitte dieser Körper, Erhitzen des Ge-
    ^ füges auf eine Temperatur, bei der die Viskosität des
    Q 7
    Glases im Bereich von 1Cr bis 10 Poise liegt, Aufrechterhalten dieser Temperatur, bis die in Kontakt gebrachten Oberflächen verschmolzen sind, Abkühlen des. verschmolzenen Gefüges auf den Keimbildungstemperaturbereich des Glases, in welchem das Glas eine Viskosität von 10 bis 10 Poise hat, Aufrechterhalten dieser Keimbildungstemperatur, bis die Keimbildung im wesentlichen abgeschlossen ist, und thermisch Kristallisieren des Gefüges, bis ein thermisch kristallisierter Glasgegenstand mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von -TO bis +10 χ 10"V0C (0 bis 50O0C) entstanden tat.
    .2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen auf die Temperatur, bei der die Viskosität
    ■■-.=■, - 31 -
    309*'3V/OJ5-31--
    Q 7
    des Glases etwa 10 "bis 10' Poise beträgt, mit einer Geschwindigkeit von über 100C pro Minute ausgeführt wird, nachdem das Gefüge auf wenigstens die obere Kühltemperatur gebracht worden ist.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der thermischen Kristallisation bei einer höheren Temperatur als der Keimbildungstemperatur vorgenommen wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Kristallisation bei;.:..im wesentlichen der gleichen Temperatur wie die Keimbildung vorgenommen wird.
    5„ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß . mindestens ein Abstandskörper vorgesehen wird, welcher aus einer Vielzahl von langen flachen Körpern besteht, die eine Vielzahl von Schlitzen, welche sich von einer Kante nach innen erstrecken, aufweist, wobei die flachen Körper in einem Muster angeordnet sind derart, daß jeder geschlitzte Teil jedes Körpers in einen geschlitzten Teil eines anderen solchen Körpers eingreift, und das ein Gegenstand leichten Gewichtes erhalten wird.
    - 32 309834/0S31
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die langen flachen Körper praktisch senkrecht zu mindestens einem der Glaskörper, die sich mit ihren größeren flächigen Abschnitten gegenüberstehen, angeordnet wirdo
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Abstandskörper vorgesehen wird, welcher aus einem Gitter mit einer Vielzahl von Abstand voneinander habenden Flächen besteht, die in Kontakt miteinander sind und an die kleinen Teile der flächigen Abschnitte der Glaskörper angeschmolzen werden.
    8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als thermisch kristallisierbares Glas ein solches eingesetzt wird, das im wesentlichen aus Li?0, AIpCU und SiOp besteht.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Kristallisieren ein thermisch kristallisiertes Glas gefertigt wird, das" als überwiegende kristalline Spezies Lithium-haltige -kristalline Phasen, nämlich beta-Eukryptit, beta-Spodumen oder Gemische davon, aufweist, wobei das kristallisierte Glas eine Vielzahl solcher kristallinen öpezies in willkürlicher Orien-
    309834/0531 - 35 -
    tierung im kristallisierten Glas und in einer glasigen Matrix verteilt enthält, die bei. der Kristallisation zum Entstehen gebracht wird, und wobei im wesentlichen alle Kristalle mit einer größten Jiangs aus- ·-. dehnung unter 1/3 Mikron gebildet werden,,
    TO« Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als kristallisierbar.es Glas ein solches eingesetzt wird, das im wesentlichen aus den nachstehend aufge-
    führten Bestandteilen "besteht, die in den angegebenen Gewichtsprozenfbereichen Torliegen
    SiO2 56-70
    Al2O5 18-27
    U2O . 3,4 - 4,5
    CaO 0-3
    ZnO 0-2
    B2O3 0-4'
    0-6
    ZrO 0-3 2
    MgO 0-3
    O 0-1
    P2O5 · 0-3
    . - 34 -
    30983470531
    BAD ORIGINAL
    - 54
    mit den Bedingungen:
    (SiO2 + Al2O5) mind. .82
    (Si02+Al203+B203+P2O5) 86-91
    (OaO+MgO+ZnO+Ua2"O) 2,5 - 6
    (Si02+Al205+P205+Li20) nicht mehr als-.93
    ) 2-6
    wobei das Verhältnis von (CaO+MgO+ZnO+NapO+B^.,) zu IiipO kleiner als 2,4 und das Verhältnis von SiOp zu AIpO5 nicht größer als 5,8 iste
    11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die iemperatur, auf die das Gefüge gebracht und zum Verschmelzen der sich berührenden Flächen gehalten wird, die ist, bei der die Viskosität des Glases zwischen etwa ■ 1O7'5 und 108'5 Poise beträgt.
    .1'2ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschmolzene Gefüge auf den Keimbildungstemperaturbereich abgekühlt wird, in welchem die Viskosität des Glases etwa 1010 bis 1012 Poise ist.
    15. Verfahren zum Verschmelzen einer Fläche eines thermisch kristallisierbaren Glasteils mit einer anderen Fläche, gekennzeichnet durch Inberührungsbringen der Flächen, Erhitzen der sieh berührenden Flächen und des Glasteiles auf mindestens die obere Kühltemperatur des Glases, Erhöhen der Temperatur-der Flächen und des Glasteiles
    309834/0B31
    mit einer Geschwindigkeit von über 1O°C/Hinute auf einen Temperaturbereich, in welchem die Viskosität
    Q 7
    des Glases etwa 10 -bis 10' Poise ist, Halten des Glasteils und der Flächen "bei dieser Temperatur, "bis die sich "berührenden Flächen miteinander verschmolzen sind, und Abkühlen des Glasteils und der verschmolzenen Flächen auf eine Temperatur, "bei der die Viskosität des Glases 10 "beträgt, und zwar mit einer zur Vermeidung der Kristallisation des Glasteils während des IOihlens ausreichenden Geschwindigkeit.
    Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasteil und die verschmolzenen Flächen auf den Keimbildungstemperaturbereich des Glases abgekühlt
    1 Ω
    werden, in welchem das Glas eine Viskosität von 10 ■
    "bis TO Poise hat, und daß diese Temperatur "bis zur Keimbildung des Glasteils aufrechterhalten wird, wonach das Glasteil thermisch kristallisiert wirdo
    15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Fläche die Fläche eines thermisch kristallisierbaren Glysteils ist.
    Ii. Verfahren nach Ansixruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Fläche die Fläche einen thermisch kristalli-
    - 36 309834/0531
    : Ο.;":-" BAD ORIGINAL
    sierbaren Glasteils ist und ebenfalls der Keimbildung und Kristallisation während des Vorganges unterworfen wirdo
    17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Glasteile Gläser gleicher Zusammensetzung eingesetzt werden«
    18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, P daß als ein Glasteil ein Teleskopspiegelrohling verwendet wird, der anschließend geschliffen und poliert und konturiert wird, und daß als der andere Glasteil ein Haltekörper für den Teleskoprohling eingesetzt wird. · n
    19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
    daß nach dem Verschmelzen und der Keimbildung die ver- ■
    schmolzenen Teile thermisch kristallisiert werden, bis der durchschnittliche lineare Wärmeausdehnungskoeffizient der resultierenden Struktur im Bereich von 10 χ 10~7 bis -10 χ 10~7/°C (0 bis 30O0C) gelegen ist.
    2Oo Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der thermischen Kristallisation bei einer höheren Temperatur ausgeführt Wird,
    - 37 309834/0531
    als die vorangegangene Keimtaldung und Verschmelzung.
    21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Kristallisation "bei weitgehend der gleichen Temperatur wie die Verschmelzung und Keimbildung ausgeführt wird.
    22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als thermisch kristallisierbare Glasteile solche eingesetzt werden, die aus einem Glas bestehen, das als Hauptbestandteile Ei2O, A1 2°3 ^1*3" ^°2 e3rfekält.
    23. Verfahren, gekennzeichnet durch Formen mindestens zweier Glasteile aus einer Schmelze thermisch kristallisierbaren Glases, Abkühlen der geformten Teile unter die obere Kühltemperatur des Glases mit einer Geschwindigkeit, so daß wesentliches Kühlen des Glases vermieden wird und das Glas unter Spannung ist, Inkontaktbringen einer Fläche eines der Glasteile mit einer Fläche des anderen Glasteils, Erhitzen der Glasteile auf eine Temperatur über der oberen Kühltemperatur des Glases und danach schnelles Erhitzen der Glasteile mit einer Geschwindigkeit von über 100C/ Minute, bis die Viskosität des Glases etwa 10 bis 10/ Poise beträgt, und Halten der Glasteile bei die-
    - 38 309834/0531
    ser Temperatur, "bis die Kontakt habenden Flächen miteinander verschmolzen sind, Abkühlen der verschmolzenen G-lasteile auf den Keimbildungstemperaturbereich des G-lases, in welchem das Glas eine Viskosität von 1010 bis 1014 Poise hat, und Halten der verschmolzenen G-lasteile im Keimbildungstemperaturbereich, bis die Keimbildung bewirkt ist, wonach die verschmolzenen G-lasteile thermisch kristallisiert werden.
    24ο Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß als einer der G-lasteile ein Teleskopspiegelrohling eingesetzt wird, der noch zu schleifen und polieren ist, und als der andere der G-lasteile ein Haltekörper für den Spiegelrohling verwendet wird·
    309834/0531
    SB
    L e e r s e i t e
DE19671796333 1966-01-03 1967-01-03 Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Glaskeramik durch Verschmelzen von einzelnen Glaskörpern, Anwendung des Verfahrens zum Beispiel zur Herstellung von Teleskopspiegelrohlingen sowie nach diesem Verfahren hergestellter Teleskopspiegelrohling Expired DE1796333C3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19671796333 DE1796333C3 (de) 1966-01-03 1967-01-03 Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Glaskeramik durch Verschmelzen von einzelnen Glaskörpern, Anwendung des Verfahrens zum Beispiel zur Herstellung von Teleskopspiegelrohlingen sowie nach diesem Verfahren hergestellter Teleskopspiegelrohling

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US51844766A 1966-01-03 1966-01-03
US52202066A 1966-01-21 1966-01-21
US57492766A 1966-08-25 1966-08-25
DE19671796333 DE1796333C3 (de) 1966-01-03 1967-01-03 Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Glaskeramik durch Verschmelzen von einzelnen Glaskörpern, Anwendung des Verfahrens zum Beispiel zur Herstellung von Teleskopspiegelrohlingen sowie nach diesem Verfahren hergestellter Teleskopspiegelrohling

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1796333A1 true DE1796333A1 (de) 1973-08-23
DE1796333B2 DE1796333B2 (de) 1974-09-19
DE1796333C3 DE1796333C3 (de) 1975-05-15

Family

ID=27430775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19671796333 Expired DE1796333C3 (de) 1966-01-03 1967-01-03 Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Glaskeramik durch Verschmelzen von einzelnen Glaskörpern, Anwendung des Verfahrens zum Beispiel zur Herstellung von Teleskopspiegelrohlingen sowie nach diesem Verfahren hergestellter Teleskopspiegelrohling

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1796333C3 (de)

Also Published As

Publication number Publication date
DE1796333C3 (de) 1975-05-15
DE1796333B2 (de) 1974-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1596573C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes aus Glaskeramik durch Verschmelzen von einzelnen Glaskörpern, Anwendung des Verfahrens zum Beispiel zur Herstellung von Teleskopspiegelrohlingen sowie nach diesem Verfahren hergestellter Teleskopspielgelrohling
DE2263234C3 (de) Verfahren zur Herstellung von hochfesten und temperaturwechselbeständigen Glasgegenständen durch Oberflächenkristallisation unter Ausnutzung eines lonenaustausches innerhalb des Glases
DE102016119942B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer keramisierbaren Grünglaskomponente sowie keramisierbare Grünglaskomponente und Glaskeramikgegenstand
DE3927174C2 (de) Gefärbte Transparent-Glaskeramik mit geringer Ausdehnung und Verfahren zu deren Herstellung
DE202018006435U1 (de) Transparente-ß-Quarzglaskeramik mit niedrigem Lithium-Gehalt
DE2008724C3 (de) Glas des Systems SiO2 - Al2 O3 - CaO - B2 O3 -Alkalioxid - F2, Verfahren zur Herstellung eines spontan trübbaren Opalglases mit einer unmischbaren trübenden Phase und dessen Verwendung
DE102009015089B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Keramisierung von Gläsern, Glaskeramikartikel und seine Verwendung
DE1926824C3 (de) Sehr fester Schichtkörper aus Glas oder aus Glaskeramik oder aus Glas und Glaskeramik, bei dem der Wärmeausdehnungskoeffizient der Außenschichten niedriger ist als der des Kernteils, sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE3003016A1 (de) Durchsichtige glaskeramik brauner farbtoenung
DE1596566A1 (de) Verfahren zur Herstellung von gewichtsarmen Glasgegenstaenden
DE2428678C2 (de) Glaskeramische Gegenstände großer Festigkeit und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1421886B2 (de) Verfahren zur herstellung von glas kristall mischkoerpern grosser mechanischer festigkeit
DE2302312C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Glaskeramik-Gegenstandes durch Wärmebehandlung von entglasbarem Glasteilchen in einer Form
DE1596556B2 (de) Einstueckiger leichter glasiger oder transparenter mindestens teilweise kristalliner glaskeramischer gegenstand mit niedri gem waermeausdehnungskoeffizienten
DE1596555A1 (de) Teleskopspiegel-Rohling und Verfahren zu seiner Herstellung
DE1496611B1 (de) Durchsichtige glaskeramik mit niedrigem waermeausdehnungs koeffizienten verfahren zur herstellung eines aus ihr be stehenden gegenstanes ihre verwendung in teleskopspiegeln sowie thermisch kristallisierbares gla
DE69009166T2 (de) Beige gefärbte Glaskeramiken.
DE2422567A1 (de) Opake glaskeramik
DE1796333A1 (de) Verfahren zur herstellung eines thermisch kristallisierten glasgegenstandes
DE1796334C3 (de) Verfahren zur Hersteilung eines Gegenstandes aus Glaskeramik durch Verschmelzen von einzelnen Glaskörpern, Anwendung des Verfahrens zum Beispiel zur Herstellung von Teleskopspiegelrohlingen sowie nach diesem Verfahren hergestellter Teleskopspiegelrohling
DE2422568A1 (de) Opake glaskeramik
DE1496052B2 (de) Halbkristalline glaeser mit hohem glanz guter temperatur wechselbestaentigkeit und hoher festigkeit
CH510591A (de) Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes unter Aneinanderschmelzen von Teilen aus Glas
DE112021002388T5 (de) Verfahren zum herstellen eines kristallglasartikels, verfahren zum wärmebehandeln von kristallglas und kristallglasartikel
DE2211317A1 (de) Mindestens teilweise kristalliner Glaskeramikgegenstand und Verfahren zu seiner Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee