DE1953374C - Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit von Natronkalkglaskörpern durch den Austausch von Natriumionen gegen aus einer wäßrigen Lösung stammende Kaliumionen bei etwas unterhalb des unteren Spannungspunktes liegenden Temperaturen - Google Patents
Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit von Natronkalkglaskörpern durch den Austausch von Natriumionen gegen aus einer wäßrigen Lösung stammende Kaliumionen bei etwas unterhalb des unteren Spannungspunktes liegenden TemperaturenInfo
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Description
wird. Aus der fran/^ischen Patentschrift 1 524 179 Unbehandelte Stäbe 1,260 kp/cm2
ist bekannt, eine solche Druckspannungsschicht durch mjt K po behandelte Stäbe .. 3,780 kp/cm2
Verwendung wäßriger Lösungen von Kaliumcarbo- mit K-HPO1 behandelte Stäbe 2.590 kp/cm*
nat bzw. Dikaliumphosphat zu bilden.
Es wurde gefunden, caß nach dem bekannten Ver- 30 Die Versuchsergebnisse zeigen, daß die durerfahren
höiiere Festigkeiten durch die Verwendung schnitlliche Bruchfestigkeit der mit K3PO4 behandelte»
einer wäßrigen Lösung von Trikaliumphosphat er- Stäbe das Dreifache der unbehandelten Stäbe beträgt
reicht werden können. und um ungefähr 50°/0 größer ist als jene der mi:
Die Anwendung von K3PO4 erfolgt durch Aufsprit- K2HPO4 behandelten Stäbe.
zer> einer vorzugsweise etwa jO°/oigen wäßrigen 35 Bei weiteren mit K2CO3 und K3PO1 unter jeweiU
Lösung von K3PO4 auf Glasgegenstände, die sich in gleichen Bedingungen durchgeführten Versuchen wupIl
so hoch erhitztem Zustand befinden, daß das Wasser in iler Glasoberfläche eine Konzentration von 1.2
verdampft und das Kaliumsalz auf der heißen Glas- bzw. 11,20Z0 K2O bei der Verwendung von K2CO,
oberfläche abgelagert bleibt. bzw. von K3PO4 festgestellt; die Eindringtiefen waren
Vergleichsvirsuche wurden mit Stäben mit einem 40 7,7 bzw. 12 Mikron. Aus diesen Zahlenwerten folgt,
durchschnittlichen Durchmesser von 2,750 mm aus- daß mit K3PO, eine etwa um 50°/0 größere Festigkeit
geführt, der ungefähr der Stärke einer Flaschenwand als mit K2CO3 erreicht werden kann,
entspricht; das Glas hatte etwa folgende Zusammen- Von praktischer Bedeutung ist ferner die Tatsetzung
(in Gewichtsprozent): sache, daß K2CO3 einen Diffusionskoeffizienten von
SjQ 71 5 45 2,59 · 10 u ciü'/s hat, der Diffusionskoeffizient von
F5 Q1Q42 K3PO4 dagegen 4,63 · IO11 cm*/s ist, 1* -/raus ebenfalls
a1 2q3 ^25 folgt, daß K3PO4 im Vergleich zu K2CO3 eine Festig-
CaQ3 j 0*25 keitssteigerung von 50°/0 ermöglicht.
25 Mit aus dem oben angegebenen Glas bestehenden
q'q35 50 Ein weg-Bierflaschen wurden in folgender Weise Ver-.,V
suche durchgeführt: Die Flaschen wurden bei 260
£"q' Q1Q23 bis 315"C mit einer 25°/oigen Lösung von K3PO4
Sq q'26 bespritzt und durch einen Temperaturofen geführt;
jjQ OO14 m ^em Ofen wurden die bespritzten Flaschen auf
1 55 ungefähr 538 C erhitzt, etwa 5 Minuten auf dieser
Ein solches Natronkalk-Siliciumdioxidglas hat einen Temperatur gehalten und dann in etwa 15 Minuten
Erweichungspunkt von 7190C, eine obere Entspan- abgekühlt. Dadurch wurde eine Druckspannung in
nungstemperatur von 55O°C und eine untere Ent- der Oberflächenschicht von etwa 210 kp/cm1 bis
Spannungstemperatur von 53O°C. zu einer Tiefe von ungefähr 0,03 mm erzeugt.
Es wurden jeweils Gruppen von je 25 bis 30 Stäben 60 Die durchschnittliche hydrostatische Berstfestigkeit
untersucht. Die Stäbe wurden unter gleichbleibenden unbehandelter, spannungsfrei gemachter Flaschen glei-Bedingungen
zerbrochen und die Bruchfestigkeiten eher Art wie vorstehend angegeben beträgt 30,45 kp/
aufgezeichnet. cm2, jedoch 44,03 kp/cm1 bei Flaschen, die wie vor-
Mehrere Gruppen von Stäben wurden auf 51O0C stehend beschrieben behandelt waren. Unter Berückerhitzt
und mit einer 50°/0igen Lösung von K3PO4 65 sichuigung der mit der Behandlung von Flaschen
bzw. K1HPOi besprüht, worauf die Stäbe wieder verbundenen technischen Schwierigkeiten, die behoben
eine halbe Stunde in einem Ofen auf 510°C erhitzt werden können, ist die erzielte Erhöhung der Festigkeit
und dann auf Zimmertemperatur abgekühlt wurden. durch das Verfahren vorliegender Erfindung beachtlich.
Die Stärke der Trikaliumphosphatlösung ist in
weiten Grenzen veränderlich, da bei schwachen Lösungen, z. B. zwischen 10 und 50%, größere
Mengen aufgesprüht werden können, falls nicht die Gefahr besteht, daß dadurch Wärmeschocks verursacht
werden. Nach dem Aufsprühen und der Wärmebehandlung wird überschüssiges Salz mit gewöhnlichem
Leitungswasser von der Glasoberfläche entfernt, so daß die Oberfläche durchsichtig und von
Schlieren frei wird. Das von der Oberfläche abgewaschene Salz kann innerhalb bestimmter Grenzen
wieder verwendet werden, aber nicht, wenn im Waschwasser die Menge Natriumsalz, bezogen auf
die Menge Kaliumsalz, zu groß wirrt.
Claims (1)
- Zum Vergleich wurden sieben Gruppen von jePatentanspruch: 25 bis 30 Stäben spannungsfrei gemacht aber sonstnicht behandelt. Die niedrigste durchschnittlicheVerfahren zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Stäbe der unbehandelten Gruppe beFestigkeit von Natronkalkglaskörpern durch den 5 trug 994 kp/cm2 und die höchste 1,547 kp/cm Die Austausch von Natriumionen gegen aus einer durchschnittliche Bruchfestigkeit der ^verschiedenen wäßrigen Lösung stammende Kaliumionen bei Gruppen lag etwas unter 1,260 κρ/cm_. etwas unterhalb des unteren Spannungspunktes Siebzehn Gruppen von je 25 bis 30 Stäben wurdenliegenden Temperaturen, gekennzeichnet in der oben angegebenen Weise mit 25 /„!gen waBngen d u r c h die Verwendung einer wäßrigen Lösung io Lösungen von K3PO4 behände t: die niedrigste durchvon Trikaliumphosphat. schnittliche Bruchfestigkeit der behandelten Stabewar 2,730 kp/cm2 und die höchste durchschnittliche Bruchfestigkeit betrug 5,390 kp/cm2; als Durchschnitt ergab sich bei den siebzehn Gruppen der Stäbe eine 15 Bruchfestigkeit von 3.780 kp/cm2.Unter den gleichen Bedingungen wurd<*:i fünf Gruppen von Stäben mit DikaliumhydrogenphosphatAus der USA.-Patentschrift 3 218 220 ist ein Ver- (K2HPO4) behandelt und folgende durchschnittliche fahren zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit Bruchfestigke-ten erzielt: Die niedrigste durchschnitt von Natronkalkglaskörpern durch den Austausch von so liehe Bruchfestigkeil dieser fünf Gruppen von je -5 Natriumionengegen Kaüumionen bei etwas unterhalb bis 30 Stäben betrug 1,680 kp/cm2 und die hochs.e des unteren Spannungspunktes des Glases liegenden 3,010 kp/cms, während der Durchschnitt der fui F Temperaturen bekannt. Durch diesen Austausch wird Gruppen 2.590 kp/cm2 betrug, das Gitter in der Oberflächenschicht des Glases der- Die ermittelten durchschnittlichen Bruchfestigkeitenart deformiert, daß dieser eine Druckspannung erteilt 25 sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.
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US77283568A | 1968-11-01 | 1968-11-01 | |
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