DE2853670A1 - Bearbeitbares glas - Google Patents
Bearbeitbares glasInfo
- Publication number
- DE2853670A1 DE2853670A1 DE19782853670 DE2853670A DE2853670A1 DE 2853670 A1 DE2853670 A1 DE 2853670A1 DE 19782853670 DE19782853670 DE 19782853670 DE 2853670 A DE2853670 A DE 2853670A DE 2853670 A1 DE2853670 A1 DE 2853670A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- glass
- glasses
- phase
- oxide
- pbo
- 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
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims description 41
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 10
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 10
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 7
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 4
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000581613 Alchemilla arvensis Species 0.000 description 1
- 229910011255 B2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 PbZnSiO. Substances 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052628 phlogopite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- WSNJABVSHLCCOX-UHFFFAOYSA-J trilithium;trimagnesium;trisodium;dioxido(oxo)silane;tetrafluoride Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[F-].[F-].[F-].[F-].[Na+].[Na+].[Na+].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O WSNJABVSHLCCOX-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000011023 white opal Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/005—Compositions for glass with special properties for opaline glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C10/00—Devitrified 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
- C03C10/0009—Devitrified 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 silica as main constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C10/00—Devitrified 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
- C03C10/0018—Devitrified 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
- C03C10/0027—Devitrified 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/102—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing lead
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/102—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing lead
- C03C3/105—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing lead containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/102—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing lead
- C03C3/108—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing lead containing boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/11—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
- C03C3/112—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine
- C03C3/115—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/11—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
- C03C3/112—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine
- C03C3/115—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron
- C03C3/118—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen containing fluorine containing boron containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft G-läser, die mit Werkzetigen bearbeitet,
beispielsweise gesägt oder gebohrt werden können, ohne zu ■platzen oder zu zerspringen.
Tm Gegensatz zu Metallen konnte Glas bisher nicht maschinell
bearbeitet werden, weil es brüchig ist und zu scharfen Stücken und Scherben birst. Die Glasformung erfolgt traditionell daher
im glaserweichten oder feinteiligen, pulverförmigen, Zustand.
Dies galt zunächst auch für die seit etwa 20 Jahren bekannten Glaskeramiken, US-PS 2,920,971, und es war seinerzeit überraschend,
daß bestimmte Glaskeramiken einer Bearbeitung mit Werkzeugen zugänglich sind. So können nach der Lehre der
US-PS 3,689,293 Fluorglimmer - Glaskeramiken des Systems SiOp-B2O^-Al2O5-MgO-KpO-P
und natürlichem Phlogopit ähnlichen Kristallen maschinell bzw» mit Werkzeugen bearbeitet werden.
909828/0639
-Y-
Das Gleiche gilt für die weiteren Glaskeramiken auf Glimmerbasis
der US-PS 3,756,838, 3,732,087, 3,801,295 und ·%<397,352.
Die vergleichsweise aufwendige und teure Herstellung "hat allerdi.nsrs
der praktischen Anwendbarkeit dieser .Stoffe Grenzen gesetzt.
THο "Erfindung stellt erstmali°· die Aufgabe, mit ¥erkzeusen bearbeitbare,
einfacher als Glaskeramiken herstellbare slssartifre
Stoffe zu schaffen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß bestimmte Gläser in
einem kritischen Zusammensetzungsbereich einer Bearbeitung zufcänslich
sind. Es handelt sich hierbei um Gläser der nach dem Ansatz errechneten, auf Oxidbasis in Gewichtsxirosent ausgedrückten
Zusammensetzung
0,3 -.2,5 % M2O, 1 - 10 % ZnO, 5 - 28 % PbO, 4-12 % "B3O3,
45 _ 72 % SiO2 und wahlweise 0 - 5 % (vorzugsweise 1 - 5 %) TiO
und 0 - 7 % (vorzugsweise 2 - 5 %) Al2O5.
Weitere Oxide kommen als Regulf all nicht in Frage, mit Ausnahme geringer Mengen Alkalien oder Erdalkalien, die in Mengen bis zu
3 % toleriert werden können.
Diese Gläser sind mit Handwerkzeugen, wie Handmetallsägen und -bohrern, bzw. maschinell, bearbeitbar. Eine Umwandlung in Glas
keramiken durch übliche Kernbildung und Krjstallisierung ist
möglich. Auch diese Glaskeramiken sind bearbeitbar, allerdings
909828/0639 - 3 -
weniger leicht als im unkristallisierten
Die US-PS 3,503,763 "beschreibt entp-lHRbare LHtfläser aus
4 - 6 % Li2O, 13 - 23 % PhO, 4. - 11 * H?0v 14 - 19 # AIgO^,
39 - 50 9i SiO ? und wahlweise e-errnficen Anteilen TiOp und 7-nO,
aher ohne Offenbarung einer Bearbeitbarkeit, und es entstehen
K"ristallT>hasen in Form von Beta-SOofluTien u-nfl "Reta-ihikryptit.
Weitere Offenharnnp-en von Gläsern mit den hauOtsächlichen
Bestandteilen Li3O, ZnO, PhO, "BpO,, Ή0?, SiOp, Äl?0^, sind
ebenfalls auf andpre G-ebiete beschränkt, z.B. OOhthalmisnhe
Gläser, -elektrische und elektronische Bauteile und opakes Tafelgeschirr.
Weder enthalten sie eine Anreerune die auf eine möeliche
Bearbeitbarkeit Tpit ¥erk?ou.p-en hindeuten könnte, noch
sind die konkreten Gläser soweit ersichtlich einer solchen Bearbeitbarkeit
53Uf?äne\Lich. Eines dieser Gläser ist z.B. in der
kritischen Patentschrift 1,181,430 behandelt. Das für Ultraschall-Verzögerungsleitungen
bestimmte Glas besteht aus PbO-TiO2-B2O5-SiO2,
mit wahlweisem Zusatz von Ii2O und ZnO.
Weitere Gläser dieser Art beschreiben die US-PS 2,523,264 und 2,523,266. Sie betreffen ophthalmische Gläser des Systems
Li2O-ZrO2-B2O5-SiO2, mit zwei oder mehr zweiwertigen Oxiden
wie PbO und wahlweise ZnO und/oder TiO2. Im gleichen Zusammensetzungsgebiet
liegen die Glühlampengläser der US-PS 2,570,020. Allen fehlt eine Lehre oder Andeutung der Bearbeitbarkeit mit
Werkzeugen, sowie des spezifischen kritischen Zusammensetzungsbereichs der vorliegenden Erfindung.
909828/0639
Dies gilt auch für die opaken. Borsilikatgläser mit wahlweisen
Zusätzen von ZnO, Li2O und/oder TiO?, aber ohne PbO, der US-PS
3,275,492 und 3,723,144, und 3,728,139.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß bestimmte Glaszusammensetzungen
mit den Bestandteilen MpO-ZnO-PbO-BpO.,-SiOp
ρ-Λ,ίρΟ^ im vorstehend angegebenen Zusammensetzungsbereich
mit Werkzeugen, z.B. mit handwerkzeugen bzw. maschinell bea.rbeitet,
z.B. gesägt und gebohrt werden können, und gewünschtenfalls
auch durch weitere "Behandlung in Glaskeramiken mit einer noch verbleibenden Bearbeitbarkeit \imgewandelt werden können.
Bei den Gläsern der Erfindung handelt es sich um Gläser mit
einer Phasentrennting. Das beim Schmelzen entstehende homogene
Glas einer gleichmäßigen Phase erfährt bei der anschließenden Wärmebehandlung eine Trennung in zwei Phasen, wobei die eine
Phase in. der anderen Phase nach Art einer Emulsion dispergiert wird.
Das Bleioxid, PbO, dieser Gläser neigt zur Konzentration in einer der beiden Phasen, und es entsteht eine weiche Phase
niedriger Viskosität. Die andere Phase ist reich an Boroxid und Kieselsäure, obwohl beide Oxide in gewissen Mengen auch in der
bleireichen Phase anzutreffen sind.
909828/06 3 9
Es wird angenommen, daß cHe Bearbeitbarkeit dieser Gläser auf
einem erheblichen Unterschied der Viskosität beider Phasen bei der jeweiligen Temperatur beruht, indem die bleireiche Phase
weicher, also von geringerer Viskosität ist als die Borsilikatphase. Infolgedessen fließt die bleireiche Phase relativ zur
Borsilikatphase bei Belastung, sodaß die bei Bearbeitung mit
Werkzeugen entstehenden S-narrmm^en abgebaut werden.
Als weiteren Unterschied zeilen die beiden Phasen sehr verschiedene
Brechungsindices. Dadurch entsteht bei der Phasentrennung ein dicht weißes Opalglas. Im G-las bilden sich bleihaltige
Kristalle wie PbZnSiO., Pb2SiO4 oder PbO»BgO, in
Mengen unter 10 Volumen-%. Wahrscheinlich leisten sie aber
keinen Beitrag zur Bearbeitbarkeit des Glases, sondern hemmen sie eher durch Erschöpfung der bleireichen Phase. Zu bemerken
ist in diesem Zusammenhang auch, daß bei Umwandlung in eine Glaskeramik unter weiterer Entwicklung dieser Kristallbildungen
die Bearbeitbarkeit nicht mehr ganz so gut ist, wie die des Ausgangsglases.
Tm Regelfall können die Gläser aus der Schmelze zu einem im
wesentlichen klaren, einphasigen Glas abgeschreckt und nach dieser Abschreckung durch anschließende Wärmebehandlung, entsprechend
einer Erhitzung auf 550 - 7000O während 4-8 Stunden
phasensretrennt werden. Dabei wurde gefunden, daß diese Wärmebehandlung
aus der normalen Anlaßbehandlung (Behandlung bei Kühltemperaturen, annealing Temperaturen) bestehen kann, die
909828/0639
■■<-
gewöhnlieh zu der Trennung in zwei Phasen führt. Sollte die
Phasentrennung unzureichend bleiben, etwa weil der Bleigehalt oder Boroxidffehalt niedrig ist, so kann die Anlaßbehandlung
entweder ausgedehnt werden, oder es kann eine zusätzliche Wärmebehandlung vorgenommen werden, bis die gewünschte Phasentrennung
erreicht ist.
Die grundlegenden glasbildenden Oxide sind Kieselsäure und Boroxid, die bei Phasentrennung in der härteren, stärker viskosen
Phase angereichert werden. Bei einer Boroxidgehalt unter
•twa 4 % blei rt die Phasentr inunr für die Bearbeitbarkeit des
Glases unzureichend. Die löslxchkeitsgrenze für Boroxid liegt
in diesem Glassystem "bei etwa 12 %, und diesen Grenzwert übersteigende
Boroxidmengen haben beim Abkühlen der- Schmelze eine
starke Entglasung zur Έοΐge.
Eine Schlüsselstellung nimmt auch der Bleioxidgehalt ein, weil
er einen Hauptbeitrag zur Bildung der weichen Phase niedriger Viskosität leistet. Zur Erzielung einer ausreichenden Phasentrennung und Bearbeitbarkeit müssen wenigstens 5 % Bleioxid
vorhanden sein. Beträgt sein Anteil aber mehr als 28 %, so
wird das Boroxid unlöslich, und das Glas kann nur schwer geschmolzen
werden. Auch wird das Glas für die Bearbeitung zu welch.
- 7 -909828/0639
Ebenfalls Schiüsseifunktion besitzt die Mthiurnoxidkoiiroonente
(LigO), ohne allerdings wesentlich zu der Zusammensetzung oder
ztx den Eigenschaften der Phasen beizutragen. Es fördert lediglich
die Trennung der Phasen, wahrscheinlich durch Senkung der Oberflächenspannung in einer oder beiden Phasen in weit stärkerem
Maße als dies die üblichen Flrißmittel tun. Infolgedessen
werden auch die üblichen Flußmittel, wie τ$ά~Ο, K?O, bis auf geringe
Mengen, oder auch die zweiwertigen Oxide (mit Ausnahme von
"Blei- und tfiT-ikoxi.rO vermieden. Für die Fließwirkung werden wenigstens
0,5 % LipO benötigt. Bei Zusätzen von mehr als 2,5 % entsteht
andererseits beim Abkühlen eine zu starke Kristallbildung, und die -Bearbeitbarkeit leidet.
Im Gegensatz zu anderen zweiwertigen Metalloxiden begünstigt offenbar Zinkoxid die Phasentrennung. Ziunindest eine kleine
Menge dieses Oxids ist daher äußerst günstig. Dagegen entstehen bei Zusätzen über etwa 10 % klare und nicht bearbeitbare Gläser.
Ein geringer Aluminiumoxidanteil, optimal etwa 2 - 5 %, ist zwar
nicht wesentlich, verbessert aber die Bearbeitbarkeit weiter. Große Mengen stabilisieren das Glas gegen die gewünschte Phasentrennung,
schaden also der Bearbeitbarkeit, und erschweren das Schmelzen.
Titanoxid, TiOp, erfüllt seine bekannte Aufgabe als Eernbildner im Falle einer Umwandlung zur Glaskeramik. Wenigstens 1 % soll
hierfür vorhanden sein.
909828/0639
-J-
Pie Tabelle I enthält Beispiele erfindungsgemäß brauchbarer
Glaszusammensetzungen, in Gewichtsprozent auf Oxidbasis. Da die Summe der einzelnen "KOfnponenten annäherungsweise 100
ergibt, können sie als Angaben in Gew.-% betrachtet werden.
Me Ansatzbestandteile könner aus den Oxiden selbst oder den
diese beim Schmelzen in den entsprechenden Anteilen ergebenden Verbindungen bestehen.
909828/0639
TABELLE I
2 52,2 55,9 60,2 58,6
ß2u3 ' - » " '»■ ■ »^
Al2O3 4,1 5,6 - 4,2
TiO2 3,? 3,1 3,2 3,3
Li2O 1,2 0,4 0,4 1,2
PTdO 24,5 20,4 21,1 21,1
ZnO 5,5 5,4 5,6 2,2
7 8
| SiO2 | 67,8 | 58,7 | 65,8 | 67,0 | 71,1 |
| B2O3 | 5,8 | 9,4 | 5,8 | 10,5 | 10,8 |
| Al2O3 | - | 4,1 | - | 4,7 | - |
| TiO2 | 3,3 | 1,1 | 1,1 | 3,6 | 3,7 |
| Li2O | 1,3 | 0,4 | 0,4 | 1,4 | 1,4 |
| PbO | 19,6 | 20,8 | 21,3 | 6,8 | • 6,9 |
| ZnO | 2,2 | 5,5 | 5,6 | 6,0 | 6,1 |
909828/0639
Die Glasansätze der Tabelle I wurden in der Kugelmühle zusammen
gemahlen und gut durchgemischt in Platintiegel pegeben, abgedeckt,
und in einem auf 1550 - 165O0C erhitzten Ofen ohne Rühren etwa 4 Stunden geschmolzen. Die Schmelzmasse wurde in
Stahlformen zu 6" χ 6" χ 1/2" - 15 x 15 x 1,27 cm erroßen Platten
gegossen und sofort in einen .Anlaßofem belegt und bei 550 - 700 ·
angelassen. Läuterunp-smittel wurden wesfgelaR.gen, wenn die
Schmelze recht flüssig war, während den stärker viskosen Gläsern oft LiCl zugesetzt wurde. Zur Vermeidung einer Reduzierung der
Blei- oder Titanoxide wurde etwa 2.-3 Gew.-% Ammoniumnitrat
zugesetzt. Beim Schmelzen großer Ansa.tzposten kann ohne Schaden ein Ijäuterungsmittel, z.B. As2O, zugegeben werden.
Die Tabelle II beschreibt das Aussehen der erhaltenen Glasgegenstände,
sowie einige wichtige Eigenschaften wie Wärmeausdehnungskoeffizient bei 25 - 3000C, den Bruchmodul und das
Verhalten bei Bearbeitung mit Metallsägen und Stahlbohrern. Zum Vergleich ist der Index der Bearbeitbarkeit 78 für kaltgewalzten
Stahl, 32 für Aluminium und 15 für Messing.
- 11 -
909828/0639
TABELLE TI
Beispiel Aussehen Bearbeitbarkeit
Beispiel Aussehen Bearbeitbarkeit
1 dicht weiß, hornsteinartiger Bruch ^O
2 dicht weiß, halbglänzender Bruch 11O
3 dicht weiß, erlangender Bruch H
to 4 dicht weiß, hörnst<=inartlerer Bruch 20
co i> dicht weiß, glänzender Bruch ^
CO V
110 6 dicht weiß, halbglänzender Bruch ?0 ^ A. A 9.940 -^ -\
oo fco , λ
o 7 dicht weiß, glänzender Bruch 10
co 8 dicht weiß, hornsteinarticer Bruch ~0
co
9 dicht weiß, hörnst ei naxtxerer Bruch 5
| ^rmedehmTnpr | "^ruohraodul (tiPI ) |
| -2i9, A | 10,180 |
| ^6,A | 11,000 |
| ^,5 | - |
| ^7,1 | 10,120 |
| 9.940 | |
| -,o,o | h, 1 RO |
| •π, 8 | 9, ROO |
4LTt CO CD
Όϊρ Tabelle ττχ enthält "Versrl ei.ohc!b0i sn ί el ^, i"n flehen eine
kriti sehe KOmnonente au8^rHqTh de.s erfirKlunfs^mäR 0-PfO-P^o
t, Oi e G-I qsq^^q'b^e ^iyien in Ί ια Ar)s^ + '^e der
elle T /?omi qoht, o-e^ohmol zen imrl eesOSsen.
])i<? φη^οΠ ι ρ ν°τ"ίοί ohnot q-nR^r.riem wich ti o-Q iforo·! Ή ohsd^ten zum
909828/0639
TABELLE III
| Gew.-96 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 49,7 | •«5: | 48,1 |
| SiO2 | 56,3 | 52,5 | 50,4 | 55,3 | A8,5 | 70,0 | 56,2 | 50,5 | 50,4 | 9,3 | » | mittel |
| B2O3 | 9,3 | 8,3 | 9,3 | 9,3 | 8,0 | 11,3 | 2,0 | 15,0 | 8,0 | 4,5 | opak, | |
| Al2O3 | 5,1 | 4,5 | 4,1 | 4,1 | 4,5 | 5,4 | 4,7 | 4,5 | 9,0 | 3,5 | glän | |
| TiO2 | 3,5 | 3,2 | 8,0 | 0 | 3,5 | 4,3 | 3,6 | 3,5 | 3,0 | 3,5 | zender | |
| Li2O | 1,2 | 1,0 | 1,2 | 1,2 | 1,0 | 1,6 | 1,5 | 1,5 | 1,6 | 5,b | Bruch | |
| ZnO to |
- | 12,0 | 5,5 | 5,5 | 7,4 | 7,0 | 5,0 | 5,5 | 24,0 | |||
| 0 PbO CO |
24,5 | 18,5 | 21,5 | 24,5 | 30.0 | — | ?5,0 | ?0,0 | 22,5 | |||
| oo Schmelz- | Ober- | |||||||||||
| £punkt (0O) | 820 | 760 | - | 705 | 696 | SChrmrnpft | 752 | flächen- entgla- |
785 | |||
| O | suns; | |||||||||||
| °* 'Dehnung | ||||||||||||
| ω (x10"7/°C) | 44,5 | 38,6 | - | 40,5 | 4.0,2 | - | - | - | - | |||
| Aussehen: | klar, | leicht | dicht | mittel | klar | klar, | klar, | dicht | mittel | |||
| glänzend | opak, | ouak, | opak, | opak, | Stein | PbSiO, Stein1" |
opak | opak, | ||||
| glänzen | horn- ' | hörn | Streifen, | bildung | horn- | |||||||
| der Bruch | stein | st ein | Glänzen | stein- | ||||||||
| artiger | artiger | der Bruch | artiger | |||||||||
| Bruch | Bruch | Bruch | ||||||||||
Bearbeitbarkeit
10
K> 10
OO
UI
CO
CT)
Die Beispiele 10 und 11 zeigen die Wirkung eines zu niedrigen und zu hohen Zinkoxidgehalts. In beiden Fällen entsteht ein
klares Glas ohne gute Bearbeitbarkeit, wahrscheinlich weil der Ansatz unvollkommen erschmilzt und eine stärkere Kristallbildung
erfolgt, sodaß die Bearbeitbarkeit schlecht wird und die sonstigen Eigenschaften nicht,meßbar sind.
Das Beispiel 1.3 belegt, daß Titanoxid nützlich aber nicht wesentlich
ist.
Wie die Beispiele 14 und 15 zeigen, entsteht bei mangelnder
Kontrolle des Bleioxidgehalts ein klares, und bei normalen Temperaturen nur sehr schwer schmelzbares Glas. Den zur Phasentrennung
erforderlichen Mindestgehalt von 4 % Boroxid erläutert das Beispiel 16. Nach Beispiel 17 entsteht dagegen bei Überschreiten
der Löslichkeitsgrenze von BpÖ-, trotz Entwicklung dichter
Opazität ein brauchbares Glas. Beispiel 18 legt dar, wie ungünstig
zu viel Aluminiumoxid ist. Interessant ist das Ergebnis im Beispiel 19. Das zunächst bearbeitbare Glas.zerfällt später
spontan, ist also offenbar chemisch unbeständig.
909828/0639
Claims (3)
- Patentansprüche1o "PhasenGcetrenntes mit typ.r^seueren bearbeitbares Glas der ■fenentIi chen, in ßewi chtsnrozent auf Oxidbasis nach dem Ansatz errechneten ZusammensetzungO9I - 2,5 % Li?n1 _ in % 7,x)CiR _ pp °A PbOA. - 12 % B2O^- IP. % SiO?und wahlweiseO - 5 % TiO2_ O - 7 % Al2O^5.
- 2. G-las nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß rs - 5 % Al2O^ enthält.
- 3. Gflas nach AnsOrüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es 1 - 5 % TiOp enthält.909828/Ü639ORIGINAt INSPECTED
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/867,222 US4111708A (en) | 1978-01-06 | 1978-01-06 | Machinable glasses |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2853670A1 true DE2853670A1 (de) | 1979-07-12 |
| DE2853670C2 DE2853670C2 (de) | 1988-09-08 |
Family
ID=25349369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19782853670 Granted DE2853670A1 (de) | 1978-01-06 | 1978-12-13 | Bearbeitbares glas |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4111708A (de) |
| JP (1) | JPS54101818A (de) |
| BR (1) | BR7808128A (de) |
| CA (1) | CA1092170A (de) |
| DE (1) | DE2853670A1 (de) |
| FR (1) | FR2414027A1 (de) |
| GB (1) | GB2011882B (de) |
| NL (1) | NL7900107A (de) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4353966A (en) * | 1980-12-12 | 1982-10-12 | United Technologies Corporation | Composite bonding |
| US4315991A (en) * | 1980-12-19 | 1982-02-16 | Corning Glass Works | Very low expansion sealing frits |
| US4435511A (en) | 1982-09-13 | 1984-03-06 | Owens-Illinois, Inc. | Glasses suitable for sealing ferrites |
| NL8301604A (nl) * | 1983-05-06 | 1984-12-03 | Philips Nv | Dielektrisch glas in meerlagenschakelingen en hiermee uitgeruste dikke filmschakelingen. |
| JPH01155942U (de) * | 1988-03-27 | 1989-10-26 | ||
| GB201219511D0 (en) | 2012-10-30 | 2012-12-12 | Liverpool The | Composite material |
| CN105936588A (zh) | 2015-02-28 | 2016-09-14 | 肖特玻璃科技(苏州)有限公司 | 一种可机械加工的可化学钢化的玻璃陶瓷 |
| WO2019051148A1 (en) * | 2017-09-07 | 2019-03-14 | Peiser Mark C | GLASS COMPOSITIONS AND ASSOCIATED METHODS |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1261570A (fr) * | 1958-06-03 | 1961-05-19 | English Electric Co Ltd | Produits céramiques et procédé pour leur fabrication |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2570020A (en) * | 1949-07-13 | 1951-10-02 | Corning Glass Works | Low-expansion lead-borosilicate glass of high chemical durability |
| US3369961A (en) * | 1964-01-30 | 1968-02-20 | Corning Glass Works | Radiation-resistant metal sealing glass |
| FR1423222A (fr) * | 1964-01-30 | 1966-01-03 | Corning Glass Works | Verres de soudure résistant aux radiations |
| US3503763A (en) * | 1966-12-06 | 1970-03-31 | Anchor Hocking Glass Corp | Creptallizable lead borosilicate compositions for use as low thermal expansion,devitrifying solder glasses or coatings |
| US4038448A (en) * | 1976-06-04 | 1977-07-26 | Corning Glass Works | Composite glass articles spontaneous opal glass and enamel of Li2 -O-B2 -O3 -TiO2 -ZrO2 -PbO-SiO2 |
-
1978
- 1978-01-06 US US05/867,222 patent/US4111708A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-10-10 CA CA312,933A patent/CA1092170A/en not_active Expired
- 1978-12-12 BR BR7808128A patent/BR7808128A/pt unknown
- 1978-12-13 DE DE19782853670 patent/DE2853670A1/de active Granted
-
1979
- 1979-01-05 NL NL7900107A patent/NL7900107A/xx not_active Application Discontinuation
- 1979-01-05 FR FR7900241A patent/FR2414027A1/fr active Granted
- 1979-01-05 JP JP94079A patent/JPS54101818A/ja active Granted
- 1979-01-05 GB GB79415A patent/GB2011882B/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1261570A (fr) * | 1958-06-03 | 1961-05-19 | English Electric Co Ltd | Produits céramiques et procédé pour leur fabrication |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1092170A (en) | 1980-12-23 |
| GB2011882B (en) | 1982-05-12 |
| BR7808128A (pt) | 1979-08-07 |
| JPS54101818A (en) | 1979-08-10 |
| US4111708A (en) | 1978-09-05 |
| FR2414027A1 (fr) | 1979-08-03 |
| GB2011882A (en) | 1979-07-18 |
| NL7900107A (nl) | 1979-07-10 |
| DE2853670C2 (de) | 1988-09-08 |
| FR2414027B1 (de) | 1983-09-02 |
| JPS6154736B2 (de) | 1986-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60033451T2 (de) | Kristallisiertes Li2O-Al2O3-SiO2 Glas | |
| DE69919835T2 (de) | Mineralwollezusammensetzung | |
| DE2337702C3 (de) | Flachglas des Systems SiO2 -Na2 0-CaO-MgO-Al2 O3 -Fe2 O] -SO3 -(K2 O) mit verbesserten Eigenschaften zur thermischen und chemischen Härtung, sowie Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE2034393B2 (de) | Anwendung des Verfahrens zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit eines Glases durch Austausch von Natriumionen gegen Kaliumionen auf ein Glas, das verkürzte Austauschzeiten ermöglicht | |
| DE3927174C2 (de) | Gefärbte Transparent-Glaskeramik mit geringer Ausdehnung und Verfahren zu deren Herstellung | |
| DE2635140C2 (de) | Mittels Ionenaustausch gehärtete Brillenglaslinsen | |
| DE1421842B2 (de) | Verfestigter glasgegenstand aus einem alkali aluminium silikatglas und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE102011009769A9 (de) | Hochfestes Alkali-Alumo-Silikatglas | |
| DE1239817B (de) | Verfahren zur Herstellung eines Glaskoerpers, der in seinen Oberflaechenschichten neben der Glasphase noch eine Kristallphase aufweist | |
| DE2428678C2 (de) | Glaskeramische Gegenstände großer Festigkeit und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| EP3122691B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines lithiumsilikat-glasrohlings und eines lithiumsilikat-glaskeramikrohlings | |
| DE4207180A1 (de) | Glaskeramik und daraus hergestellte, kuenstliche zahnkronen | |
| DE2853670A1 (de) | Bearbeitbares glas | |
| DE60300906T2 (de) | Optisches Glas mit anomaler Dispersion | |
| DE1496488A1 (de) | Glas-Keramikstoff | |
| DE4028187A1 (de) | Glaskeramiken, ihre herstellung und ihre verwendung als zahnkronen | |
| DE3634676A1 (de) | Optische fluorphosphatglaeser mit positiver anomaler teildispersion und verbesserten physiko-chemischen eigenschaften sowie verfahren zu ihrer herstellung | |
| DE1496496B2 (de) | Verfahren zur herstellung eines oberflaechenentglasten glases mit einer gegenueber dem nicht entglasten glas scharf begrenzten mikrokristallinen oberflaechenschicht | |
| DE10025465C2 (de) | Lithiumoxidarmes Borosilicatglas und seine Verwendung | |
| DE1496465B2 (de) | Kristallisierte abdichtglaeser mit waermeausdehnungskoeffi zienten von hoechstens 70 x 10 hoch 7 grad c (0 450 grad c) die bei temperaturen unter 700 grad c entglast worden sind und verfahren zur herstellung einer kristallisierten glasab dichtung | |
| DE2625313C2 (de) | Mittels Ionenaustausch gehärtete Brillenglaslinse | |
| DE1596855B2 (de) | Zusammensetzungen zum herstellen von undurchsichtigen glas keramiken mit gezielt einstellbaren zwischen 9 und 75 10 hoch 7 grad c liegenden ausdehnungskoeffizienten | |
| DE2125898B2 (de) | Durch Wärmebehandlung in Glaskeramiken umwandelbare Gläser des Systems SiO2 -Al2 | |
| DE2023717A1 (de) | Glaskeramische Produkte und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| EP0658521B1 (de) | Blei- und cadmiumfreie Glasfrittenzusammensetzung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: HERZFELD, A., RECHTSANW., 6370 OBERURSEL |
|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |