DE2704018A1 - Durchsichtige glaskeramik und verfahren zur herstellung - Google Patents
Durchsichtige glaskeramik und verfahren zur herstellungInfo
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Description
Anmelderin: Corning Glass Works
Corning, N. Y. 14830, USA
Durchsichtige Glaskeramik und Verfahren zur Herstellung
Die Erfindung betrifft durchsichtige Glaskeramiken mit Beta-Quarz als Hauptkristallphase und hoher Infrarotdurchlässigkeit,
sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Das grundlegende US-Patent 2,920,971 beschreibt die Herstellung von Glaskeramiken durch Erschmelzen eines Glasansatzes,
meist zusammen mit einem Kernbildner, gleichzeitiges Kühlen zu einem im Wesentlichen kristallfreien Glas und Formen eines
Glaskörpers, sowie anschliessende Wärmebehandlung zur Kristallisierung _in situ. Die Wärmebehandlung wird zumeist
zweistufig in der Weise durchgeführt, dass der Glaskörper zunächst
auf eine etwas über dem Glastransformationebereich liegende Temperatur erhitzt wird, um submikroskopisch kleine
Kerne zu bilden. Sodann wird das Glas auf eine höhere, meist über dem Erweichungspunkt liegende Temperatur erhitzt und
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dadurch kristallisiert. Da die Glaskeramik infolge des t>raktisch
erleichzeitipen Wachstums von Kristallen auf zahlreichen,
durch den Glaskörper dispergierten Kernen entsteht,
besteht die Mikrostruktur aus feinkörnigen Kristallen gleichmassiger
Grosse, die in dem verbleibenden Glas homogen dispergiert
und willkürlich orientiert sind. Die Glaskeramiken sind meist sehr stark kristallin, d. h. sie enthalten erheblich
mehr als 50 Vol.-% Kristalle. Infolgedessen ähneln sie in physikalischer Hinsicht mehr dem Kristallanteil als dem
verbleibenden Glasanteil. Auch hat der verbleibende Glasanteil eine vom Ausgangsglas sehr verschiedene Zusammensetzung,
weil die in die Kristallphase eingegangenen Bestandteile damit aus demGlas verschwunden sind.
Eine besonders günstige und breite Anwendung finden Glaskeramiken als Tafel- und Küchengeschirr, Herdplatten und dergleichen.
Hierzu wären Zusammensetzungen mit guter Infrarotdurchlässigkeit besonders günstig, weil eine schnellere und wirtschaftliche
Erhitzung der Herdplatte, des Küchengeschirrs usw. möglich wird. Als Küchengeschirr soll das glaskeramische
Material ferner gute mechanische Festigkeit, eine niedrige Wärmedehnung, gute chemische Beständigkeit und Festigkeit gegenüber
dem Angriff von Waschmitteln (Detergentien) und unansehnlicher und lästiger Bräunung und Verfärbung durch Nahrungsmittel
aufweisen. Ferner muss das Ausgangsglas die zur Massenherstellung, zum Erschmelzen und Formen erforderlichen
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Eigenschaften besitzen, um eine möglichst schnelle Fertigung auszuhalten.
All diesen Anforderungen werden die "bisher bekannten Glaskeramiken
noch nicht in vollem Umfang gerecht. Oft sind die erforderlichen Schmelztemperaturen recht hoch, das Glas neierfc
zur vorzeitigen Entglasung, die Viskosität erschwert die Glasformung oder -bearbeitung, die Feuerpolitur ist zumindest
schwierig, u. a. m. Vor allem sind sie auch meist opak gegenüber Strahlung im sichtbaren Bereich und haben sehr schlechte
Infrarotdurchlässipkeit.
Die US-Patentanmeldung Ser. No. 603,54-4- beschreibt Glaskeramiken,
welche opak, gegenüber sichtbarem Licht aber relativ gut durchlässig für Strahlung im infraroten Bereich sind. So
lassen sie bei Dicken von A-,25 mm bis zu etwa 60% der Strahlung
einer Wellenlänge von 3i5/um durch. Ihre Zusammensetzung
liegt in einem sehr eng begrenzten Bereich des Systems LipO-ZnO-AlpO^-SiOp, wobei als Kernbildner TiO 2 dient und
Beta-S"Dodumen in fester Lösung die Hauptkristallphase bildet.
Die US-Patentanmeldung Ser. No. 64-9,4-75 beschreibt die Herstellung
glaskeTamischer Gegenstände, welche für sichtbare Strahlung durchsichtig und stark durchlässig für Strahlung
im Infrarotbereich sind. So lassen Gegenstände mit Wandstärken von 4- mm bis zu 80% der Strahlung einer Wellenlänge von
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3,5/um hindurch. Ihre Zusammensetzung liegt in einem äusserst
eng begrenzten Bereich des Systems LipO-A-l^CU-SiO^-P^O mit
TiO^ und ZrOo als Kernbildnern. Beta-Quarz in fester Lösung
bildet die Hauptkristallphase. Die Anwesenheit von PpOc führt
7Λΐν Ersetzung eines Teils des SiOp in der Beta-Quarz struktur
durch
Bekannt sind auch durchsichtige Glaskeramiken mit Beta-Quarz in fester Lösung als Hauptkristallphase. Beta-Quarz, die hexagonale,
trapezoide Modifizierung von SiOp hat eine sehr niedrige
Doppelbrechung (optische Anisotropie) und einen leicht negativen Wärmeausdehnungskoeffizient. Diese Eigenschaftskombination
führt zu intensivem Suchen nach Wirtschaftlichen Anwendungen. Die Grundlage der Beta-Quarz i'estlösung (oft auch
Beta-Eukryptit i'estlösung genannt; liegt vermut;l-.ch in dem
Austausch von a I ^ ionen gegen einige der ü± ionen in der
QuarzStruktur, wobei dan entstehende Ladungsdefizit durch
Einfügen eines kleinen Ions wie
Quarzstruktur kompensiert wird.
Quarzstruktur kompensiert wird.
Einfügen eines kleinen Ions wie Li+ , Mg+ oder Zn+ in die
Die US-PS $,157,522 lehrt die Herstellung durchsichtiger
Glaskeramiken mit Beta-Eukryptit fester Lösung als Hauptkristallphase.
Die hiernach in Frage kommenden LipO-AlpO,-SiOp-TiOp
Zusammensetzungen sind aber schwer zu erschmelzen, und die entstehenden Gläser sind unbeständig. Zur Verbesserung
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geeignete Zusätze sind wegen ihrer unerwünschten Nebenfolgen unbefriedigend. So können gewöhnliche Plussmittel wie NapO,
KpO, BpO-, in erheblichem Masse die Wärmedehnung erhöhen
und/oder die chemische Beständigkeit verschlechtern und/oder die Wärmefestigkeit des Endprodukts beeinträchtigen. Durch
Zusätze von erdalkalischen Metalloxiden (siehe die Beispiele IO - 14 der Tabelle II) wird zwar das Schmelz- und Formverhalten
des Ausgangsglases verbessert, aber es leidet die Infrarotdurchlässipkeit
der erzeugten Glaskeramik.
Die US-PS 3,252,811 beschreibt die Herstellung durchsichtiger Glaskeramiken des Systems XO-AIpO,-SiOρ mit ZrOp als Kernbildner
und Beta-Quarz in fester Lösung als Hauptkristallphase, worin XO aus LipO-ZnO und/oder MgO besteht. Der Schmelzpunkt
dieser Gläser liegt mit 1600 - 1800° höher als üblich.
Die US-PS 3,241,985 beschreibt die Herstellung durchsichtiger
Glaszusammensetzungen aus LipO-AlpO^-SiOp mit ZrOp als Kernbildner
und geringen Mengen von Alkalien oder Erdalkalien und/oder TiOp.
Die US-PS 3,282,712 beschreibt die Herstellung durchsichtiger Glaskeramiken des Systems LipO-AlpO^-SiOp-PpO,- mit ZrOp +
TiOp als Kernbildner, deren Hauptkristallphase aus Beta-Eukryptit besteht. Der PpOc Zusatz soll die Lösung von ZrOp
in der Schmelze fördern und eine Abschaumbildung hemmen.
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Mit den Erdalkalien soll die Bearbeitungsfähigkeit des Glases verbessert werden.
Die US-PS 3,484,527 beschreibt die Herstellung durchsichtiger Glaskeramiken aus LipO-AlpO^-SiOp Gläsern, welchen TiOp +
ZrOp als Kernbildner zugesetzt werden, deren Hauptkristallphase
Beta-Eukryptit ist. Sie können zahlreiche Zusätze enthalten,
einschliesslich Alkali- oder Erdalkalimetalle und
BpO5,. Die offenbarten Beispiele enthalten CaO +
Die US-PS 3,499,773 betrifft die Herstellung durchsichtiger
Glaskeramiken aus LipO-AlpO,-SiOp, mit TiOp und/oder ZrO2
und/oder SnO0 als Kernbildner und Zusätzen von Alkalien, Erdalkalien
und PpOc (im offenbarten Beispiel NapO, MgO, P0O1-).
Die Hauptkristallphase ist Beta-Eukryptit.
Die US-PS 3,677,785 hat die Herstellung durchsichtiger Glaskeramiken
aus LipO-BaO-MgO-AlpO^-SiOp mit den Kernbildnern TiOp + ZrOp zum Gegenstand. Der Zusatz von MgO - BaO wird als
kritisch für die Lösung des ZrO0 in der Schmelze bezeichnet.
Als Flussmittel werden Alkalimetalle und BpO, vorgesehen.
Die US-PS 3,788,865 erörtert die Herstellung durchsichtiger Glaskeramiken mit Beta-Eukryptit als Hauptkristallphase aus
Li0O-Al0Ox-SiO0 und als Kernbildnern TiO0 und/oder ZrO0
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c.
und/oder SnO0. Empfohlen werden Zusätze von Erdalkalien,
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P2Oc-, BpO,. Auch Zusätze gewöhnlicher Farbgeber werden erwähnt.
Die Erfindung hat eine durchsichtige Glaskeramik zur Aufgabe, welche sich durch ausgezeichnete chemische Beständigkeit,
Festigkeit gegen Angriff durch Waschmittel und Verfärbung durch Nahrungsmittel auszeichnet, einem Wärmeausdehnungskoeffizient
im Temperaturbereich von Zimmertemperatur bis 600° unter 10 χ 10"" /0C und eine Infrarotdurchlässigkeit der
Wellenlänge 2,5/um über 75%, vorzugsweise sogar über 85%» in
3 mm dicken Proben aufweist und ausserdem günstigerweise in grösserem Umfang aus leicht schmelz- und formbaren Gläsern
hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Glaskeramik der Erfindung mit diesen Eigenschaften gelöst, welche im Wesentlichen, in Gew.%
auf Oxidbasis 2,5 - 3,5% Li3O, 1,5 - 2,5% MgO, 1-2% ZnO,
17,75 - 20% Al2O5, 67 - 70% SiO2, 2-4,5% TiO3, 1-2% ZrO2
enthält und eine Hauptkristallphase aus Beta-Quarz in fester Lösung aufweist.
Ein Zusatz von bis zu 2% BaO kann die Schmelzeigenschaften
des Ausgangsglases verbessern, ohne offensichtlich die Durchsichtigkeit des Endprodukts zu beeinträchtigen. Das beste
Schmelz- und Formverhalten des Glases und die besten chemischen und physikalischen Eigenschaften der Glaskeramik er-
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hält man aus nur aus diesen Grundbestandteilen aufgebauten
Zusammensetzungen, mit wahlweisen Zusätzen von BaO (aussergewöhnlich üblichen Läuterungsmitteln und Farbgebern). Insbesondere
werden Alkali- und Erdalkalimetalloxide (ausser BaO), sowie BpO5. vorzugsweise ,bis auf unvermeidbare Verunreinigungsmengen,
herausgehalten.
Die Ausgangsgläser können in situ zu feinkörnigen, stark
kristallinen Glaskeramiken mit Beta-Quarz als Hauptkristallphase umgewandelt werden. Hierzu wird nach dem Verfahren ein
Glasansatz erschmolzen, die Schmelze bis wenigstens in den Transformationsbereich gekühlt und gleichzeitig zu einem Glaskörper
geformt, dieser für eine zum Wachstum von Beta-Quarzkristallen in fester Lösung ausreichende Zeitdauer einer
850 - 950° betragenden Temperatur ausgesetzt und sodann auf
Zimmertemperatur gekühlt.
Gewöhnliche Farbgeber wie Co.,0^., NiO, Cr2O,, Fe2O,,, MnO2,
VpO1-, OupO und die meisten Übergangsmetalloxide können zugesetzt
werden, um dem durchsichtig bleibenden Endprodukt eine Färbung zu verleihen.
Die Tabelle I enthält Beispiele einiger, zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung geeigneter Zusammensetzungen auf
Oxidbasis und in Gew.%. (Da die Summe der Komponenten 100 oder fast 100 beträgt, entspricht die Angabe der einzelnen
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Komponenten Gew."%). Die im Einzelfall im Ansatz verwendeten
Stoffe können in "beliebiger Form, als Oxide oder andere Verbindungen
zugesetzt werden, die beim Erschmelzen die gewünschten Oxide in dem erforderlichen Verhältnis ergeben. Die
Ansatzstoffe werden zusammen in der Kugelmühle gemahlen, um eine homogene Schmelze zu erzielen. Die Mischung wird in einen
Platintiegel gegeben, abgedeckt und in einen gasbeheizten Ofen mit einer Betriebstemperatur von etwa 1600° gegeben,
unter Rühren während 16 Std. geschmolzen und zu einer rechteckigen, 16,8 χ 1,27 cm grossen Platte gegossen. Diese wird
sofort in einen Anlassofen mit einer Temperatur von 650° gegeben.
Von der behandelten Platte werden dann die Proben der gewünschten Grosse geschnitten.
In den Beispielen diente ASpO1- in bekannter Weise als Läuterungsmittel.
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Die Glasplatten werden durch Temperaturbehandlung bei etwa 850 - 950° zu einer feinkörnigen, durchsichtigen Glaskeramik
umgewandelt. Die Kristallwachstumsgeschwindigkeit steht in direkter Beziehung zur Temperatur, d. h. Dei niedrigeren Temperaturen
sind längere Behandlungen zur vollständigen Kristallisierung erforderlich und umgekehrt. So ist z. B. eine
•>ehantiiung· von 24- otd. und länerer im kümeren Berexr-i erfor-Ipt·;
if.ii, wan "Rnd im oberen Temperaturuereich scnon 0,2b Std.
genügen können. Temperaturen über 950 sind zu vermeiden, weil
dann die Üeca-Quarzkristalle fester Lösung zu Beta-Spodumen
fester Lösung umgewandelt werden und die Platte trübe oder leicht "milchig" wird. Eine sehr lange Wärmebehandlung im geeigneten
Kristallisierungsbereich kann zu übermässigem Kornwachstum und damit ebenfalls zu einer Trübung führen. Es wurde
gefunden, dass die zweistufige Behandlung die gleichmässif?e
Kristallbildung noch verbessert. Hierbei wird das Glas zunächst auf eine etwas über dem Transformationsbereich des
Glases liegende Temperatur erhitzt und für eine die merkliche Bildung von Kristallkeimen bewirkende Dauer gehalten. Anschliessend
wird das Kristallkeime enthaltende Glas auf eine höhere, meist nahe der oder über der Erweichungstemperatur
des Glases liegende Temperatur erhitzt, um das Kristallwachstum zu fördern.
- 12 -
7 09839/0686
Beim Erhitzen des Glaskörpers über den Transformationsbereich
und besonders beim Erhitzen über die Erweichungstemperatur
darf nicht so schnell erhitzt werden, dass die den Körper genügend abstützende Kristallbildung ausbleibt. Beim zu schnellen
Erhitzen besteht die Gefahr des Znsammensackens des Glaskörpers,
oder zumindest seiner Verformung. Werden Abstützmittel oder Formen vorgesehen, so können Erhitzungsgeschwindigkeiten
von bis zu 10 /Min. erfolgreich eingesetzt werden. Ohne solche Abstützung soll die Erhitzungsgeschwindigkeit in der
Regel nicht mehr als etwa 5 /Min. betragen.
Günstig kann zur Vermeidung dieser Verformung auch eine stärkere Keimbildung sein, weil ein Glas mit starker Keimbildung
schneller kristallisiert.
Nach bevorzugter A\isbildung des Verfahrens wird daher das Glas
zur Keimbildung 1-6 Std. auf 750 - 850 erhitzt und dann
bei 850 - 950° während 1-8 Std. kristallisiert.
In den Beispielen der Tabelle I wurden die Glasplatten von der
Anlasstemperatur auf Zimmertemperatur gekühlt, dann auf Fehler inspiziert und zu Platten geschnitten, was einfacher ist, als
nach der Kristallisierung. Eine solche Abkühlung ist zur Kri stallisierung jedoch nicht erforderlich, vielmehr genügt ein
Abkühlen bis wenigstens in den Transformationsbereich des GIa-
- 13 -7Ü9839/0685
- vr-
ses, wobei ein im wesentlichen kristallfreies Glas verbleibt, und anschliessende Kristallisationsbehandlung. Der Transformationsbereich
wird als diejenige Temperatur definiert, bei welcher eine flüssige Schmelze zu einer amorphen festen Phase geworden
ist, was meist nahe der Kühltemperatur (Anlasstemperatur,
Annealing Point) der Fall ist.
Die Tabelle II verzeichnet die keimbildende und kristallisierende Wärmebehandlung der Glasplatten nach Tabelle I. Der Einfachheit
halber werden meist Verweilzeiten bei bestimmten Temperaturen beachtet, jedoch ist dies nicht erforderlich. Das
Glas Times lediglich der Temperaturbehandlung innerhalb der
keimbildenden und kristallbildenden Bereiche unterzogen werden. In den Beispielen wurden die Glaskörper im Elektroofen mit
einer Geschwindigkeit von 5 /Min. auf die Haltewerte erhitzt.
Nach Abschluss der Kristallisationsbehandlung wurde der Strom
abgeschaltet und die Glaskeramik mit Ofengeschwindigkeit, schätzungsweise 3 - 5°/ΓΊΐη. abgekühlt. Eine sehr viel schnellere
Abkühlung ist statthaft, weil die Wärmedehnung im Bereich von Zimmertemperatur bis 600° kleiner als 10 χ 10~V°C ist.
Abkühlen mit Ofengeschwindigkeit ist also lediglich die einfachere Verfahrensweise.
Die Tabelle II gibt auch eine Beschreibung des Aussehens der
kristallisierten Gegenstände, sowie physikalische Eigenschaf-
- 14 -
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ten wie die Wärmedehnung im Temperaturbereich von Zimmertemperatur
bis 600° (x 10" /C), die prozentuale Durchlässigkeit
für Infrarotstrsblunr dpr Wellenlänge 2,5/um durch eine
5 mm dicke nolierte Piattp, den Lim.iidus in °0, die Glasviskosität
beim Liquidus in Poise, und die Bruchfestigkeit. Zum
Auswalzen von Tafeln und Formpressen ist eine Viskosität von
wenigstens etwa 10.000 Poise erforderlich.
Die elektronenmikroskopißche untersuchung zeigt eine starke
Kristallinität, nämlich mehr als 50 Vol.% und meist sogar
mehr als 75%· Die einzelnen Kristalle sind meist kleiner als
3000 Ä im Durchmesser und der Körper ist durchsichtig. Die Diffraktionsanalyse mit Röntgenstrahlen weist als einzige
Kristallphase Beta-Quarz in fester Lösung nach. Der kristallisierte Gegenstand zeigt ohne Farbzusatz ein schwach gelbes
oder bernsteinfarbiges Aussehen.
- 15 -
709839/0685
I I
Beisp. Wärmebehand-Nr. lung
Aussehen
Wärmebe- Bruch- Infrarothandlung festigkeit durchlässigkeit
Liquidus Viskosität am Liouidus
| 1 | 2 1 |
Std. bei Std. bei |
75O0C 90O0C |
hell lavendelblau durchsichtig |
6,8 | 9 | .500 | 86 | 1260° | |
| 2 | 2 1 |
Std. bei Std. bei |
75O0C 875 G |
hell lav ende Ib laia durchsichtig |
7,8 | 9 | .000 | 85 | 1264° | |
| 3 | 2 1 |
Std. bei Std. bei |
75O0C 9oo°c |
hell lavendelblau durchsichtig |
9,6 | 10 | .000 | 8S | 1234-° | |
| 4 | 2 2 |
Std. bei Std. bei |
75O0C 875 C |
sehr hell lavendel durchsichtig |
9,6 | - | - | 123^° | ||
| 70983 | 5 | 2 2 |
Std. bei Std. bei |
75O°C 8800C |
sehr hell burgun derrot durchsichtig |
9,0 | - | - | - | |
| CD O |
6 | 2 2 |
Std. bei Std. bei |
8000C 875 0C |
sehr hell lavendel durchsichtig |
- | - | - | - | |
| 685 | 7 | 1 1 |
Std. bei Std. bei |
7600C 9000C |
hellgrün durchsichtig |
10,0 | 9 | .700 | 86 | 1270° |
| 8 | 2 1 |
Std. bei Std. bei |
75O0C 9000C |
hell lavendelblau durchsichtig |
8,0 | 9 | .000 | 82 | - | |
| 9 | 1 1 |
Std. bei Std. bei |
7600C 875 0 |
hellgrau durchsichtig |
9,8 | 9. | 200 | - | ■Mt |
40.000
35.000
40.000
40.000
Für Gegenstände, die mit Nahrungsmitteln in Berührung gelangen, ist neben guter chemischer Beständigkeit die Widerstandsfähigkeit
gegenüber der angreifenden Wirkung von Waschmitteln (Detergentien") und Verfärbung notwendig.
Zum Vergleich wurden die Corning Glaskeramiken Nr. 9608 und
9617 mit der folgenden Zusammensetzung getestet. Es handelt sich hier um weisse, onake, stark kristalline Glaskeramiken
mit Beta-Spodumen als vorwiegender Kristallphase und Verwendung
als Kuchen- und Tafelgeschirr.
| Code 9608 | Code 9617 | |
| SiO2 | 69,5 | 66,7 |
| Al2O5 | 17,6 | 20,5 |
| Li2O | 2,7 | 3,5 |
| MgO | 2,6 | 1,6 |
| ZnO | 1,0 | 1,2 |
| TiO2 | 4,7 | 4,8 |
| ZrO2 | 0,2 | 0,05 |
| As2O, | 0,9 | 0,4 |
| F | 0,03 | 0,22 |
| Fe2O5 | 0,06 | 0,035 |
| B2O5 | 0,07 | - |
| MnO2 | 0,03 | - |
Das Testverfahren entsprach dem des US-Patents 3,582,371·
Hiernach werden Verfärbungen durch Spinatextrakt geprüft. Dazu wird zunächst eine l%ige wässerige Lösung von gefrier-
- 17 -
709839/0685
-vr-
2704Q18
getrocknetem Spinat auf die glaskeramische Oberfläche aufgebracht,
mi υ 5°/Min. auf 400' erhitzt,, 20 hin. gehalten und
entnommen, gewaschen, petrueknet und i.·Versucht.
üinliger lehandlunrr zeigte aie Glaskeramik 96u8 eine
iexoht graue färbung, während die Glaskeramik 9617 nach zehnmaliger
Behandlung einen leicht grauen Stich zeigte. Dagegen Konnte an dem erfindungsgemäss hergestellten Material selbst
nach zwanzigmaliger Behandlung keine Verfärbung festgestellt werden.
Die Widerstandsfähigkeit gegen Angriff durch Waschmittel wurde mit folgendem Versuch geprüft. Eine 0,3%ige wässerige Lösung
des Waschmittels SUPER SOILAX (Warenzeichen Economics Laboratories, St. Paul, Minnesota", USA) wurde auf 95 erhitzt.
Die Probestücke wurden im Verhältnis von 12 χ 6,4-5 qcm zu g Lösung eingetaucht und periodisch aus der heissen Lösung
herausgenommen, mit Leitungswasser gewaschen und trocken gewischt. Ein Teil der Fläche wurde mit einem eindringenden
Farbmittel (SPOTCHECK, Warenzeichen Magnaflux Corporation, Chicago, Illinois, USA) überzogen und diese bei Zimmertemperatur
20 Min. einziehen gelassen. Die Farbe wurde getrocknet und die Oberfläche 30 Sek. mit einem Haushaltsreinigungspulver
gereinigt.
- 18 -
709839/0685 SAD ORKaINAL
Das Material 9608 zeigte nach sechs Std. Eintauchen in die
Lösung eine leichte Färbung, das Material 9617 eine solche nach.
16 Std., während die Glaskeramik der Erfindung nach 72 Std. nur einen ganz schwachen Anflug zeigte.
Mit den folgenden Versuchen wurde die Beständigkeit gegen
Säuren und Basen geprüft. Zur Errechnung des Gewichtsverluste in mg/qcm wurden die Proben gewogen und vermessen. Zur Prüfung
der Säurefestigkeit wurde die Probe ?A Std. in eine 95 heisse,
S%ige HCl Lösung, zur Prüfung der Basenfestigkeit 6 Std. in
eine 95° heisre, S%i ge NaOH Lösung eingetaucht. Die Tabelle
zeigt die vergleichenden Gewichtsverluste, wobei für das erfindungsgemäss
hergestellte Material die durchschnittlichen We^te angegeben sind.
Nr. 9608 Nr. 9617 Material der Erfindung
HGl 0,12 <0,01 /-0,02
HGl 0,12 <0,01 /-0,02
NaOH 2,82 0,70 0,29
- 19 -
709839/0685
Claims (6)
1. Durchsichtige Glaskeramik, gekennzeichnet durch die wesentliche
Zusammensetzung, auf Oxidbasis in Gew.%
2,5 - 3,5% Li2O 1,5 - 2,5 % MgO
1,0 - 2,0% ZnO 17,75- 20,0% Al2O3
67 - 70% SiO2 2 - 4,5% 1 - 2% ZrO2,
Beta-Quarz in fester Lösung als Hauptkristallphase, einen
Wärmeausdehnungskoeffizient unter 10 χ 10" / C, im Temperaturbereich
von Zimmertemperatur - 600 , guter Festigkeit ge gen Waschmittel und guter Verfärbungsfestigkeit gegen Nahrungsmittel,
und einer Infrarotdurchlässigkeit bei 2,5/UN
Wellenlänge über 75% für 3 mm dicke, polierte Scheiben.
2. Durchsichtige Glaskeramik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass sie bis zu 2% BaO enthält.
3. Durchsichtige Glaskeramik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Wesentlichen keine Alkalimetalloxide,
keine Erdalkalimetalloxide mit Ausnahme von BaO und kein Bp^ enthält.
- 20 -
709830/0685
4. Verfahren zur Herstellung der Glaskeramik nach einem der
Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Glasansatz
erschmolzen, die Schmelze bis wenigstens in den Transformationsbereich gekühlt und gleichzeitig zu einem Glaskörper geformt,
dieser für eine zum Wachstum von Beta-Quarzkristallen in fester Lösung ausreichende Zeitdauer einer 850 - 950° betragenden
Temperatur ausgesetzt und sodann auf Zimmertemperatur gekühlt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Temper; trägt.
Temperaturbehandlungsdauer bei 850 - 950° 0,25 - 24 Std. be-
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass
die Behandlungsdauer 1-6 Std. beträgt.
703839/0685
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