DE2413724C3

DE2413724C3 - O-ZnO- SulfidschwefeKMgO)

Info

Publication number: DE2413724C3
Application number: DE19742413724
Authority: DE
Inventors: Makoto Itami Hyogo Kume (Japan)
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1973-03-22
Filing date: 1974-03-21
Publication date: 1978-02-16

Description

SiO₂	54 bis 68
AI₂O₃	5 bis 13
CaO	8 bis 28
MgO	O bis 11
ZnO	0,1 bis 2,5
R₂O	3 bis 10
Sulfidschwefel	0,05 bis 0,3
mit der Bedingung:
CaO+ MgO	18 bis 28

die durch Wärmebehandeln erhalten wurde, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas außerdem 2 bis 6 Geiv.-% B₂O₃ enthält und die Komponente R₂O eine Kombination von K₂O und mindestens einem der anderen Alkalimetalloxide Li₂O und Na₂O darstellt, mit folgenden Bedingungen für die Molverhältnisse:

die durch Wärmebehandeln erhalten wurde und die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Glas außerdem 2 bis 6 Gew.-°/o B₂O₃ enthält und die Komponente R₂O eine Kombination von K₂O und mindestens einem der anderen Alkalimetalloxide Li₂O und Na₂O darstellt, mit folgenden Bedingungen für die Molverhältnisse:

K₂O:	R₂O	0,5 bis 0,95
Li₂O:	R₂O	0,05 bis 0,4
Na₂O	:R₂O	O bis 0,4

Die Gesamtmenge der vorstehend aufgeführten Komponenten beträgt mindestens 95 Gew.-%. Außer diesen Komponenten können bis zu 5 Gew.-% anderer Komponenten, welche die Eigenschaften der Glaskeramik gemäß der Erfindung nicht wesentlich beeinflussen, beispielsweise BaO, SrO, P₂O₅, TiO₂, FeO oder MnO, in der Glaszusammensetzung enthalten sein. Es wird jedoch bevorzugt, daß die Gesamtmenge dieser gegebenenfalls zugesetzten Komponenten nicht mehr als 2 Gew.-°/o beträgt.

Die spezifischen Verhältnisse von B₂O₃ und R₂O, die als wesentliche Bestandteile in der Glaskeramik gemäß der Erfindung enthalten sind, sind von besonderer Bedeutung. Es wurde gefunden, daß die Anwesenheit von B₂O₃ und K₂O zu einer bemerkenswerten Begünstigung der Kristallisation der Glasmassen aufgrund eines synergistischen Effektes dieser beiden Komponenten

beiträgt und daß die scheinbare Viskosität des Glases in dem Temperaturbereich der Kristallisationswärmebehandlung bemerkenswert ansteigt und die Dauer der Kristallisationswärmebehandlung bemerkenswert verkürzt wird, so daß die Verformung der Glaskeramik

so sehr stark verringert wird. Es ist bereits bekannt, daß K₂O den Effekt der Verhinderung der Verformung von Glas bei der Kristallisationswärmebehandlung hat. Es war jedoch völlig unbekannt, daß eine Kombination hiervon mit B₂O₃ einen größeren Effekt der Verhinderung der Verformung als im Fall der Anwendung von K₂O allein ergibt.

Die Zusammensetzung der Glaskeramik gemäß der Erfindung wird nachfolgend im einzelnen beschrieben.
Die Menge von SiO₂ beträgt 54 bis 68 Gew.-%. Wenn

fio sie geringer als 54 Gew.-% ist, wird die Verformung des Glases bei der Kristallisationswärmebehandlung beschleunigt, und wenn sie oberhalb 68% liegt, werden die Schmelztemperatur und die Formungstemperatur des Glasansatzes höher, und die Kristallisation bei der

'15 Wärmebehandlung wird schwierig.

Die Menge von AI₂O₃ beträgt 5 bis 13 Gew.-°/o. Wenn sie weniger als 5% ist, neigt das Glas zur Entglasung, und ein kristallisierte'· Gegenstand von guter Qualität

kann nicht erhalten werden. Wenn sie oberhalb 13% liegt, ist es schwierig, den Glasansatz zu schmelzen, und die Kristallisationstemperatur wird hoch, so daß eine stärkere Verformung verursacht wird.

MgO ist kein wesentlicher Bestandteil, jedoch wird die Anwesenheit von MgO bevorzugt, da es einen Effekt zur Verhinderung der Entglasung und der Erhöhung der Säurebeständigkeit ergibt. Um die Entglasung zu verhindern, ist es ausreichend, daß MgO in einer Menge von nicht mehr als 3,5% vorliegt. Um die Säurebeständigkeit des Glaskeramikgegenstandes zu erhöhen, ist es allgemein notwendig, das MgO in größerer Menge einzuverleiben. Die Anwesenheit von MgO in einer Menge bis zu 11 Gew.-% ergibt eine Erhöhung der Säurebeständigkeit. Wenn MgO in einer Menge oberhalb 11 Gew.-% vorliegt, wird jedoch die Säurebeständigkeit nicht weiter erhöht, sondern es wird vielmehr das Aussehen der erhaltenen Glaskeramik verschlechtert. Die Menge von MgO soll daher nicht mehr als 11 Gew.-% betragen. Der bevorzugte Bereich des Anteils an MgO beträgt O bis 3,5 Gew.-°/o.

Die Menge von CaO beträgt 8 bis 28 Gew.-%, und die Summe der Mengen von CaO und MgO ist auf 18 bis 2G Gew.-% beschränkt. Der Grund liegt darin, daß der Glasansatz schwierig zum Kristallisieren kommt, wenn die Menge von CaO niedriger als die untere Grenze des vorstehend angegebenen Bereiches liegt und der Glasansatz zur Entglasung neigt und nicht ii einem stabilen Zustand hergestellt werden kann, falls das Verhältnis die obere Grenze überschreitet. Der bevorzugte Bereich des Gehaltes an CaO beträgt 15 bis 28 Gew.-%.

Wie vorstehend angegeben, besitzt BiOi eine besonders gute Wirkung auf die Kristallisation der Glasmasse, wenn es zusammen mit R2O verwendet wird. Falls BiOi zusammen mit K>O verwendet wird, wird eine Wärmebehandlung zur Ausbildung eines Kernes vollständig unnötig. Die elektronenmikroskopische Untersuchung zeigt, daß ein Glas, welches B:Oj enthält, eine bemerkenswerte Bereichsstruktur (Domänen-Struktur) hat. Andererseits hat ein von B2Oj freies Glas lediglich eine relativ homogene Struktur. Das B>Oj nicht enthaltende Glas erzielt die Struktur eines B:Oj enthaltenden unbehandelten Glases lediglich dann, wenn es während einiger Stunden bei einer Temperatur von etwa 700°C gehalten wird. Somit wird durch die Anwesenheit von BiO₅ eine bemerkenswerte Begünstigung der Kristallisation und eine bemerkenswerte Abkürzung der gesamten Kristallisationswär.nebehandlungszeit und eine Erniedrigung der Kristallisationstemperatur und infolgedessen eine Verringerung der Verformung des Glases erzielt. Falls jedoch die Menge von B2O] geringer als 2 Gew.-% ist, wird die Kristallisation des Glases nicht ausreichend begünstigt, und die Kristallisationstemperatur wird hoch. Weiterhin ist die Kristallisation des Glases unzureichend, die Verformung des Glases wird groß und Risse werden in dem erhaltenen kristallisierten Produkt gebildet, wodurch wiederum eine Verringerung der Festigkeit des Produktes verursacht wird. Falls die Menge von B2Oi mehr als 8 Gew.-% beträgt, nimmt der vorstehende Kristallisationsbegünstigungseffekt nicht weiter zu, sondern es tritt vielmehr eine Neigung zur Rißbildung auf.

Außer dem vorstehend geschilderten Kristallisationsbegünstigungseffekt wird durch die Anwesenheit von B2O) weiterhin eine bemerkenswerte Senkung der Entglasungstempeiutur, eine Förderung des Schmelzvorganges des Ansatzes und eine Erhöhung der Homogenität des Glases erzielt.

ZnO und Sulfidschwefei gehen in Zinksulfid im Glas über und sind wirksam als Kristalikernbildungsmittel.

Falls der ZnO-Gehalt nicht mehr als 0,1 Gew. % beträgt, ist die Kristallisation des Glases schwierig und, falls er größer als 2,5 Gew.-% ist, nimmt die Verformung der Glaskeramik zu. Deshalb ist der Gehalt an ZnO auf 0,1 bis 2,5 Gew.-% beschränkt Die erforderliche Menge an Schwefel (Schwefel als Sulfid) ist allgemein zu der Menge von ZnO proportional, so daß, falls ZnO erhöht wird, auch S erhöht wird, jedoch wird, falls die Menge nicht mehr als 0,05 Gew.-% beträgt, die Kristallisationstemperatur hoch, und die Verformung des Glases nimmt zu. Wenn andererseits die Menge 0,3 Gew.-% überschreitet, nimmt der Effekt als Kristalikernbildungsmittel nicht zu, sondern es wird vielmehr der Nachteil verursacht, daß die Glasschmelze in einer stärker reduzierenden Atmosphäre gehalten werden müßte. Infolgedessen nimmt die Menge des Abschaumes markant zu, was zu Betriebsschwierigkeiten führt, und es tritt auch die Gefahr auf, daß das LnO zu metallischem Zink reduziert wird. Die Bildung von metallischem Zink ist mit einer Abnahme der Zinksulfidmenge als Kernbildungsmittel verbunden, wodurch die Kristallisation des Glases gehemmt wird. Die bevorzugte Menge an Sulfidschwefel beträgt 0,08 bis 0,15 Gew.-%, und innerhalb dieses Bereiches kann der .Schmelzarbeitsgang ausgeführt werden, wobei kaum irgendein Schaum erzeugt wird.

Die Menge von RjO beträgt 3 bis 10Gew.-%. Falls sie niedriger als 3 Gew.-% ist, ist es schwierig, den Ansatz homogen zu schmelzen, und die Kristallisationstemperatur wird höher, so daß eine größere Verformung der Glaskeramik verursacht wird. Falls die Menge IO Gew.-% übersteigt, ist die Kristallisation unzureichend, und es wird eine größere Verformung der Glaskeramik verursacht.

Die vorstehend angegebenen Molverhältnisse der Alkalioxide machen es möglich, Glaskeramikgegenstände von äußerst verringerter Verformung, verglichen mit der bisherigen Technik, durch Kristallisation bei niedrigeren Kristallisationstemperaturen und während kürzerer Kristallisationszeiträume zu erhalten.

Das Ausmaß der Verformung wird durch die scheinbare Viskosität des Glases in dem Kristallisationswärmebehandlungstemperaturbereich und der Kristallisationswärmebehandlungszeit bestimmt und wird kleiner bei höheren Viskositäten des Glases und kürzeren Zeiträumen der Krisuillisationswärmebehand-' lung.

Die Kristallisationstemperatur wird am niedrigsten, wenn das Molverhältnis von L12O : Na2Ü : K2O etwa 1:0:1 beträgt. Diese Zusammensetzung ist infolgedessen unter Berücksichtigung der Kristallisationstemperatur allein optimal, jedoch ist mit einer solchen Zusammensetzung die Viskosität des Glases zu niedrig. Falls das Molverhältnis von K2O innerhalb der Alkalioxide in der vorstehend angegebenen Glaszusam-

'» mensetzung erhöht wird, nimmt die Viskosität des Glases zu, und wenn das Molverhältnis von IJ2O erhöht wird, nimmt die Viskosität ab. Der Effekt von Na2O auf die Viskosität des Glases liegt /wischen denjenigen von L12O und K2O. Deshalb wird vorzugsweise das

^(l5 Verhältnis von Li_>O nicht zu sehr erhöht. Falls das Verhältnis von Li;O zunimmt, tritt eiiie ungleichförmige Trübung im Produkt auf, und bisweilen treten Risse auf, wodurch die Festigkeit des Glasgegenstandes verrin-

gert wird. Jedoch begünstigt die Einverleibung einer relativ kleinen Menge an Li₂O die Kristallisation des Glases bemerkenswert und erlaubt eine Kristallisationswärmebehandlung des Glases bei niedrigeren Temperaturen, als dies bisher möglich war.

Es wurde gemäß der Erfindung festgestellt, daß das Molverhältnis von L12O/R2O im Bereich von 0,05 bis 0,4 geeignet ist.

Na₂O ist keine wesentliche Komponente. Falls jedoch ein Glasmaterial wie Feldspat oder Hochofenschlacke verwendet wird, ist Na₂O unvermeidlich im Glas enthalten. Selbst wenn eine geringe Menge an Na2Ü enthalten ist, wird hierdurch keine Verschlechterung des Verformungsverhinderungseffektes, der bei der Wärmebehandlung gemäß der Erfindung hervorgebracht wird, erhalten, jedoch wird die Schmelzung des Glases erleichtert. Falls jedoch die Menge an NajOgroß ist, wird die Viskosität des Glases im Wärmebehandlungstemperaturbereich zu niedrig, so daß die Verformunggrößer wird.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Gesichtspunkte wurde festgestellt, daß das Molverhältnis von Na₂O/R₂O vorteilhafterweise 0 bis 0,4 beträgt. Wie bereits angegeben, verringert K2O in Kombination mit B2O3 bemerkenswert die Verformung des Glaskeramikgegenstandes und ist infolgedessen eine wesentliche Komponente des Glaskeramikgegenstandes gemäß dei Erfindung.

Die Molverhältnisse der Alkalioxide, die in der Glaskeramik gemäß der Erfindung vorhanden sein sollen, sind in der Zeichnung durch die mit einer dicken Linie umrandete Fläche gezeigt.

Tabelle 1 Beispiel

3 kg (als Glas) eines Glasansatzes mit jeweils der in der Tabelle I angegebenen Zusammensetzung wurden in einen Schmelztiegel aus Ton eingebracht und in einem elektrischen Ofen bei 1350 bis 1450°C während 7 h geschmolzen. Die Ausgimgsmatcrialien wurden in geeigneter Weise aus Kieselsäuresand. Feldspatpulver, Dolomit, Kalkstein. Hochofenschlacke, Calciumborai.

Lithiumcarbonat. Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Zinksulfid, Zinkoxid und Kohlenstoff u. dgl. gewählt.

Der geschmolzene Glasansatz wurde aus dem Ofen entnommen und auf eine Eisenplatte zur Bildung einer flachen Platte gegossen. Rechtwinklige Platten von 100 mm Länge, 15 mm Breite und 5 bis 8 mm Dicke wurden auf dieser flachen Platte geschnitten und gemäß dem in Tabelle Il angegebenen Wärmebehandlungsschema wärmebehandelt. Die Viskosität des Glases während der Wärmebehandlung wurde mittels einer Strahlbeugungsviskositätsmeßvorrichtung gemessen. Die minimalen Viskositäten des Glases während der Wärmebehandlungsstufe sind angegeben.

In der Tabelle I sind Verunreinigungen, beispielsweise FeO, T1O2, MnO, die üblicherweise in einer Menge von unterhalb etwa 1% insgesamt vorhanden sind, nicht aufgeführt. In der Tabelle 1 umfassen die Versuche 3 bis 18 die Zusammensetzungen von Glaskeramiken gemäß der Erfindung. Versuch 1 gibt ein Glas an, das lediglich Na₂O als Alkalioxid enthält, und Versuch 2 zeigt ein Glas, das kein B₂O3 enthält. Die Versuche 1 und 2 sind deshalb Vergleiche außerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung.

	Versuch	Nr.	Nr.	3	4	5	6	7	8	9
	1	2	11
Komponenten (Gew.-%)				58,0	65,0	60,2	57,4	61,0	59,8	59,0
S1O2	59,8	61,0	5,9	6,0	6,1	5,8	6,0	5,9	8,0
AI2O3	6,0	6,1	1,5	1,3	1,5	1,4	3,3	1,6	1,7
MgO	1,5	1,6	21,8	20,8	22,4	21,3	18,0	21,3	21,3
CaO	22,2	22,7	0,50	0,20	0,50	0.50	0,60	2,00	0,45
ZnO	0,50	0,50	3,7	2,5	3,9	6,0	4,5	3,0	3,0
B2O3	3,8	0	0,09	0,10	0,12	0.12	0,13	0,24	0,15
Sulfidschwefel	0,10	0,10	0,3	0,2	0,3	0,3	0,4	0,2	0,8
L12O	0	0,2	0,7	0,9	0,4	0,6	0,1	0,4	0,3
N22O	6,0	0,7	6,7	3,0	4,5	6,6	6,0	5,5	5,3
K2O	0	7,0	7,7	4,1	5,2	7,5	6,5	6,2	6,4
R2O	6.0	8,0
Molverhältnis			0,11	0,13	0,15	0,11	0,17	0,09	0,30
L12O/R2O	0	0,11	0,12	0,27	0,10	0,11	0.02	0,09	0,05
Na₂O/R2O	1,0	0,12	0,77	0,60	0,75	0,78	0,81	0,82	0,65
K2O/R2O	0	0,77
	Versuch	12	13	14	15	16	17	18
	10

Komponenten (Gew.-%)
S1O2 AI2O3
MgO
CaO
ZnO B2O3
Sulfidschwefel

59,7

58,5

59,0

57,3

56,7

55,8

62,7

64,1

5,8	6,0	53	5,9	7,9	9,7	11,4	63	6,2
1,4	0,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,4	9,2	11,0
22,3	25,5	21,9	21,9	21,4	21,0	20,7	12,7	8,8
0,43	050	0,50	0,49	0,50	0,50	050	0,50	0,50
3,9	3,5	3.8	3,8	3,7	3,6	3,5	3,0	43
0,07	0,10	0,16	0,13	0,1	0,1	0,1	0,15	0,12

Forlsel/ιιημ

Ü2O

Na2O

K2O

R2O

Molverhältnis
U2O/R2O
Na2O/R2O
K2O/R2O

Versuch	Nr.	12	I 1	14	l^r)	Ib	17	18
II)	I I	0,3 0,7 6,1 7,1	0,7 0 6.6 7,3	0,3 0,7 6,6 7,6	0,3 0,6 6,0 6,9	0,3 0,5 5,8 6,2	0,25 0,50 4,70 5,45	0,20 0,20 4,60 5,00
0,2 0,1 6,1 6,4	0,3 0,4 4,7 5,4	0,12 0,13 0,75	0,25 0 0,75	0,11 0,12 0,77	0,12 0,12 0,76	0,13 0,10 0,77	0,12 0,12 0,75	0,11 0,05 0,84
0,09 0,02 0,89	0,15 0,10 0,75

Tabelle I!

Temperatursteigerung

A	Erwärmt auf 650⁰C	behand-	C mit	Erwärmt von 650⁰C at	(etwa 80%	(Kristallisation
	mit 10°C/min	lungs-			kristallisiert)	unzureichend,
B	Erhitzt auf 750°	(Vergleich) A	C mit	Erhitzt von 750 bis	(nicht	Risse erfolgten)
	10°C/min			780"C mit rC/min	bestimmt kristallisiert)
C	Erhitzt auf 740°	(Vergleich) C	C mit	Erhitzt von 740 auf	8,7
	10°C/min			76O⁰C mit 15°C/min
D	Erhitzt auf 750°	(Vergleich) B		Erhitzt von 750 auf 951
	10°C/min			9,5
Tabelle III			9,7
Versuch Wärme-	B	Minimale Bemerkungen	9,6
Nr.	B	Viskosität	9,9
	C	(log-Poisen)	9,8
1	C	7,5	9,7
	B		9,9
1	B	nicht	9,7
	B	9,8
2	B	9,8
	B	9,8
	C	10,0
3	C	103
4	B	9,7
5	B	10,2
6	B	10,5
7	D
8	D
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

Temperatur	¹C	Tempe
beibehaltung		rung
Gehalten bei 950^c	¹C	Ofen
während 60 min		kühlung
Gehalten bei 890'	C	Ofen
während 10 min		kühlung
Gehalten bei 850^c	C	Ofen
während 8 min		kühlung
Gehalten bei 950^c	Ofen
während 5 min	kühlung

Erhitzt von 780 auf
890°C mit 10°C/min
Erhitzt von 760 auf
850⁰C mit /,5°C/niin

Glaskeramikgegenstände von guter Qualität, während die Glasmasse von Versuch 2, welche kein B2O3 enthielt, bei der Wärmebehandlung gemäß Schema B ein praktisch glasiges Aussehen von bernsteinfarbiger Farbe zeigte und überall Risse entwickelte. Bei Anwendung der Masse des Glases gemäß der Erfindung erhöht sich die minimale Viskosität auf 10°·⁵ bis 10¹⁰·⁵, und infolgedessen wird die Verformung des Glases äußerst verringert. Weiterhin wird die Kristallisationstemperatur erniedrigt, und die Behandlungszeit kann drastisch abgekürzt werden.

Das in Tabelle Il angegebene Wärmebehandlungsschema ist lediglich ein Beispiel, und es können auch andere Wärmebehandlungsschemata zur Anwendung gelangen. Beispielsweise ist es bei den Schemata B, C oder D möglich, das Glas direkt in einen bei 650 bis 740⁰C gehaltenen Ofen zu geben und es dann entsprechend dem vorstehenden Schema wärmezubehandeln. Auch in diesem Fall ist die Verformung sehr gering. Weiterhin kann nach dem vorstehenden Schema die Probe rasch abgekühlt werden, beispielsweise mit einem Luftdüsenstrom, nachdem sie bei 890, 850 oder 950° C während 10, 8 oder 5 min gehalten worden war. In diesem Fall nimmt die Festigkeit des Produktes auf das etwa 2fache oder stärker zu, und die Gesamtbehandlungszeit kann drastisch abgekürzt werden.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Glaskeramikgegenstände besitzen die folgenden Eigenschaften:

Röntgenbeugungsanalysen zeigten, daß bei den in den Versuchen 3 bis 18 eingesetzten Proben die Menge der ausgefällten Kristalle mindestens 80% der theoretischen Menge war. Ein Vergleich von Versuch 2 mit Versuch 3 zeigt klar den synergistischen Effekt der gemeinsamen Anwesenheit von B2O3 und K2O. Falls die Wärmebehandlung entsprechend dem Schema B von Tabelle II ausgeführt wurde, ergab Versuch 3 weiße

Biegefestigkeit etwa 1000 kg/cm² Schlagfestigkeit (JlS* A 5410 - 1967):

0,7 bis 0,15 kg/cm

Spezifisches Gewicht: 2,6 bis 2,7 Knoop-Härte: 570 bis 650 kg/mm² Thermischer Ausdehnungskoeffizient:

(60-80) - ΙΟ-⁷

Säurebeständigkeit (JIS* R 1503 - 1955):

0,1 bis 1,3%

¹JIS bedeutet japanischer Industriestandard.

Wie vorstehend angegeben, haben die Glaskeramikgegenstände gemäß der Erfindung eine verringerte Verformung während der Wärmebehandlung, und die Kristallisation kann bei einer relativ niedrigen Temperatur von 800 bis 900"C ausgeführt werden. Die gewünschten Glaskeramikgegenstände können innerhalb kurzer Zeiträume erhalten werden. Die verringerte Verformung erbringt den Vorteil, daß Produkte mit sehr guter Dimensionspräzision gebildet werden. Das Glas kann leicht in weißer Farbe erhalten werden, und da es kein Fluorid enthält, tritt kaum irgendeine Entwicklung schädlicher Gase während der Herstellung auf, wie es der Fall bei den üblichen Gläsern dieser Art ist. Daneben wird Schaum während des Schmelzens kaum gebildet, und der Betrieb kann stabil ausgeführt werden.

Vergleichsbeispiel

Die Proben wurden in folgender Weise hergestellt:
Glasproben mit den in den Vergleichsversuchen Nr. 1 und 2 bzw. dem erfindungsgemäßen Versuch Nr. 3 von Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzungen wurden jeweils in einen Ofen eingebracht, der bei den nachstehenden sechs Temperaturen, nämlich 800, 850, 875, 900, 950 und 975^CC, gehalten war, worin sie während 15 min einer Wärmebehandlung unterworfen wurden, anschließend aus dem Ofen entnommen und in Luft abkühlen gelassen wurden. Die Versuche Nr. 1 und 2 sind Vergleichsversuche, während Versuch Nr. 3 ein Beispiel gemäß der Erfindung darstellt. Sämtliche 18 Proben, die auf diese Weise wärmebehandelt wurden, wurden geprüft, und aus dem Aussehen dieser Proben kann folgendes ohne weiteres festgestellt werden:

10

Proben des Versuchs Nr. I
(Vergleich)

Die Kristallisation ist ungleichförmig. Eine kernbildende Wärmebehandlung ist für eine gleichförmige Kristallisation erforderlich. Überdies tritt die Kristallisation bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur ein und die Deformation ist groß.

Proben des Versuchs Nr. 2
(Vergleich)

Wie bei den Proben des Versuchs Nr. 1 ist eine Kernbildungswärmebehandlung erforderlich, um die geeignete Kristallisation zu erhalten. Ferner ist die Kristallisationstemperatur hoch (oberhalb 900°C), und es ist eine Wärmebehandlung während einer verhältnismäßig langen Zeitdauer notwendig. Die Deformierung ist geringer als bei Versuch Nr. 1.

Eine große Menge an kleinen Blasen wird in den Proben festgestellt, da die Viskosität während des Schmelzens hoch ist, verglichen mit den Versuchen Nr. 1 und Nr. 3.

Proben des Versuchs Nr. 3
(erfindungsgemäß)

Im Gegensatz zu den Proben der Versuche Nr. 1 und Nr. 2 tritt bei der Probe gemäß der Erfindung eine gleichförmige Kristallisation ohne eine Kernbildungswärmebehandlung auf. Die Deformierung ist sehr gering.

Die Überlegenheit der Glaszusammensetzung gemäß der Erfindung ist aus den Versuchsergebnissen ohne weiteres ersichtlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Glaskeramik mit einer Glaszusammensetzung aus folgenden Komponenten (in Gewichtsprozent):

SiO₂ 54 bis 68 AI₂O₃ 5 bis 13 CaO 8 bis 28 MgO O bis 11 ZnO 0,1 bis 2,5 R₂O 3 bis 10 Sulfidschwefel 0,05 bis 0,3 mit der Bedingung: CaO+ MgO 18 bis 28

K₂O: R₂O 0,5 bis 0,95 Li₂O: R₂O 0,05 bis 0,4 Na₂O :R₂O O bis 0,4

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glaskeramik, welche Zinksulfid als Kernbildungsmittel enthält, welche eine verringerte Verformung während der Kristallisationswärmebehandlung hat und eine relativ niedrige Kristallisationstemperatur aufweist.

Glaskeramikgegenstände verschiedener Arten wurden bereits vorgeschlagen. Die bisher vorgeschlagenen Glaskeramikgegenstände sind in mancher Hinsicht unbefriedigend. Beispielsweise unterliegt ein bestimmter Glaskeramikgegenstand einer beträchtlich großen Verformung, da die Viskosität des Glases während der Kristallisationswärmebehandlung niedrig ist. Außerdem muß die Wärmebehandlung während eines langen Zeitraumes bei verhältnismäßig hoher Temperatur ausgeführt werden. Eine weitere Art von Glaskeramik, deren Verformung verringert ist und die kontinuierlich auf einem Förderband gewalzt werden kann, hat den Nachteil, daß eine große Menge Fluor verwendet wird, wobei schädliche Gase während der Herstellung entwickelt werden. Eine andere Art von Glaskeramik unterliegt dem Nachteil, daß der Rohglasansatz eine verhältnismäßig große Menge an Sulfidschwefel enthalten muß und deshalb in einem stark reduzierten Zustand gehalten werden muß, wobei in diesem Fall eine große Menge an Abschaum gebildet wird und das Zink zum metallischen Zustand reduziert wird, um die Kristallisation des Glases zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer neuen Glaskeramik, bei welcher die vorstehend geschilderten Nachteile nicht auftreten und die kontinuierlich auf einem Förderband gewalzt werden kann oder kontinuierlich durch eine Presse gepreßt verden kann, und bei niedrigeren Kristallisationstemperaturen und in kürzerer Zeitdauer für die Kristallisationsbehandlung hergestellt werden kann, wobei die Glaskeramik gemäß der Erfindung kein Fluor enthält und kaum Abschaum erzeugt wird und das Schmelzen des Glases mühelos

durchgeführt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Schaffung einer Glaskeramik mit einer Glaszusammensetzung aus folgenden Komponenten (in Gewichtsprozent):