DE3803191A1 - Glass article, and process for the production thereof - Google Patents
Glass article, and process for the production thereofInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Glasgegenstand, der gegen ein Verfärben durch Elektronenstrahlen geschützt ist, welcher zur Verwendung als Glastafel bzw. -platte einer Kathodenstrahlröhre (nachstend als CRT abgekürzt), welche mit Elekronenstrahlen bestrahlt wird, geeignet ist und ebenfalls ein Verfahren zu seiner Herstellung.The present invention relates to a glass article, which protects against discoloration by electron beams which is for use as a glass sheet or plate a cathode ray tube (hereinafter abbreviated as CRT), which is irradiated with electron beams is suitable and also a process for its manufacture.
Die Glasplatte einer CRT verfärbt sich (nachstehend auch als braunfärben bezeichnet) durch Beschuß mit Elektronenstrahlen. Um dieses Problem zu beheben, wird die Glasplatte aus Glas einer spezifischen Zusammensetzung, die Sr, Ba, Ce usw. enthält, hergestellt. Das Herstellungsverfahren schließt das Schmelzen des Glases, das Einspeisen des Tropfens, das Pressen des Tropfens und das Zerkleinern der Glasplatte ein.The glass plate of a CRT changes color (also below) referred to as brown coloring) by bombardment with Electron beams. To fix this problem, the Glass plate made of glass of a specific composition, containing Sr, Ba, Ce, etc. The Manufacturing process includes melting the glass, feeding the drop, pressing the drop and crushing the glass plate.
Dieses Herstellungsverfahren besitzt den Nachteil, daß ein spezieller Ofen zum Schmelzen des Glases einer spezifischer Zusammensetzung notwendig ist und daß ebenfalls eine Zerkleinerungs- bzw. Mahlungsstufe nach dem Preßformen erforderlich ist. Dies führt zu hohen Produktionskosten und einer niedrigen Produktivität.This manufacturing process has the disadvantage that a special furnace for melting the glass one specific composition is necessary and that also a crushing or grinding stage after Press molding is required. This leads to high ones Production costs and low productivity.
Weiterhin muß die bekannte Glasplatte eine beträchtliche Dicke aufweisen, so daß sie einen Druck von mehr als 3 kg · f/cm² (29,4 N/cm²) aushält. Dies führt zu einer Gewichtserhöhung.Furthermore, the known glass plate must be considerable Have thickness so that they have a pressure greater than Withstands 3 kg · f / cm² (29.4 N / cm²). This leads to a Weight gain.
Andererseits ist es möglich, die Glasplatte einer CRT aus einer Natriumcarbonat)-Calciumoxid(Kalk)-Siliciumdioxid-Glasplatte zu bilden. Diese Glasplatte wird durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen jedoch braun gefärbt. On the other hand, it is possible to make the glass plate of a CRT a sodium carbonate) calcium oxide (lime) silica glass plate to build. This glass plate is made by Irradiation with electron beams, however, colored brown.
Das Verfärben eines Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxidglases durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen wird wahrscheinlich durch den folgenden Mechanismus hervorgerufen. Elektronen, die auf die Glasplatte aufprallen, dringen in die Oberflächenschicht der Glasplatte im Verhältnis zu der Beschleunigungsspannung der Elektronen ein, und die Elektronen bleiben darin und bilden eine elektrisches Feld. Dieses elektrische Feld bewirkt, daß sich Natriumionen von der Oberflächenschicht in die Innenschicht bewegen. Diese Natriumionen bilden Kolloide, die aus Natriummetallatomen in Glas zusammengesetzt sind.The discoloration of a sodium carbonate-calcium oxide-silica glass by irradiation with electron beams probably by the following mechanism evoked. Electrons on the glass plate impact, penetrate into the surface layer of the Glass plate in relation to the acceleration voltage of the electrons and the electrons stay in it and form an electric field. This electric field causes sodium ions to come off the surface layer move into the inner layer. These form sodium ions Colloids made from sodium metal atoms in glass are composed.
In der japanischen Offenlegungsschrift 1 05 705/1975 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Glases, das gegen Verfärbung durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen geschützt ist, offenbart. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß Lithiumionen oder Natriumionen, die in der Oberflächenschicht des Glases, die mit Elektronenstrahlen bestrahlt wird, vorliegen, durch wenigstens eine Art von Ionen aus Kaliumionen, Rubidiumionen, Cäsiumionen und Wasserstoffatomen ausgetauscht werden. Dieses Ionenaustauschverfahren ist jedoch nicht sehr wirksam zu Verhinderung einer Braunfärbung.In Japanese patent application 1 05 705/1975 a method of manufacturing a glass that is against Discoloration due to electron beam radiation is protected. This procedure is therefore characterized in that lithium ions or sodium ions, which in the surface layer of the glass with Is irradiated by electron beams at least one kind of ions from potassium ions, Rubidium ions, cesium ions and hydrogen atoms be replaced. This ion exchange process is however not very effective in preventing one Brown color.
In der japanischen Offenlegungsschrift 1 53 148/1987 wird ein Verfahren zur Verhinderung der Verfärbung von Glas durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen offenbart. Gemäß diesem Verfahren werden Natriumionen in der Oberflächenschicht der Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glasplatte einer CRT, die mit Elektronenstrahlen bestrahlt wird, durch Kaliumionen ausgetauscht. Der Ionenaustausch wird durch Eintauchen einer Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glasplatte in Kaliumnitrat bei 440 bis 480°C über 0,5 bis 3 h durchgeführt. Als Ergebnis des Ionenaustausches wird die Bildung von Kolloiden durch Natriumatome verringert. Kaliumionen, die von der Oberflächenschicht in die Innenschicht wandern, bilden jedoch Kolloide, die aus Kaliumatomen zusammengesetzt sind, wodurch die Verfärbung von Glas nur geringfügig verringert wird.In Japanese patent application 1 53 148/1987 a method to prevent discoloration of glass disclosed by irradiation with electron beams. According to This process uses sodium ions in the Surface layer of the sodium carbonate-calcium oxide-silica glass plate a CRT that with Electron rays are irradiated by potassium ions exchanged. The ion exchange is done by immersion a sodium carbonate-calcium oxide-silica glass plate in potassium nitrate at 440 to 480 ° C for 0.5 to 3 h carried out. As a result of the ion exchange, the Formation of colloids reduced by sodium atoms. Potassium ions from the surface layer in the Inner layer migrate, however, form colloids Potassium atoms are composed, which causes discoloration of glass is only slightly reduced.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Glasgegenstand zur Verfügung zu stellen, der sich bei Bestrahlung mit Elektronenstrahlen kaum braun färbt.The object of the present invention is a To provide glass object that is at Irradiation with electron beams hardly turns brown.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Glasgegenstand mit hoher Festigkeit zur Verfügung zu stellen.Another object of the present invention is a Glass object with high strength available too put.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu Herstellung des Glasgegenstandes bei niedrigen Herstellungskosten zur Verfügung zu stellen.Another object of the present invention is a Process for the manufacture of the glass object to provide low manufacturing costs.
Die vorliegende Erfindung schließt die folgenden sieben Ausführungsformen ein:The present invention includes the following seven Embodiments:
- (1) Einen Glasgegenstand, der aus einem Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glasformkörper bzw. -formling geformt worden ist, wobei seine Oberfläche so modifiziert ist, daß Natriumionen darin durch Lithiumionen und wenigstens eine Art von Ionen, gewählt aus Kaliumionen, Rubidiumionen und Cäsiumionen, ausgetauscht werden.(1) A glass article made of a sodium carbonate-calcium oxide-silica glass molded body respectively. -form has been molded, its surface is modified so that sodium ions through it Lithium ions and at least one type of ion, selected from potassium ions, rubidium ions and Cesium ions.
- (2) Ein Verfahren zur Herstellung dieses Glasgegenstandes, bei dem ein Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glasformling bzw. -formkörper mit einem geschmolzenen Salz, das Lithiumionen und wenigstens eine Art von Ionen, gewählt aus Kaliumionen, Rubidiumionen und Cäsiumionen, enthält, bei 430 bis 490°C über 0,5 bis 4 h in Kontakt gebracht wird.(2) A process for producing this glass article, in which a sodium carbonate-calcium oxide-silicon dioxide glass molding or molded body with a molten salt, the lithium ion and at least a kind of ions chosen from potassium ions, Rubidium ions and cesium ions, contains, at 430 to 490 ° C is brought into contact over 0.5 to 4 h.
- (3) Einen Glasgegenstand, der aus einem Glasformling, zusammengesetzt aus 69 bis 73% SiO₂, 0,5 bis 1,5% Al₂O₃, 0 bis 0,15% Fe₂O₃, 7 bis 14% CaO, 0 bis 4,5% MgO, 12 bis 16% Na₂O, 0 bis 1,5% K₂O, 0 bis 0,1% TiO₂, 0 bis 0,5% SO₃ und 0,2 bis 1,5% Li₂O, jeweils in Gew.-%, hergestellt ist, wobei seine Oberfläche so modifiziert ist, daß Natriumionen darin durch Kaliumionen ausgetauscht sind.(3) A glass object made from a glass molding, composed of 69 to 73% SiO₂, 0.5 to 1.5% Al₂O₃, 0 to 0.15% Fe₂O₃, 7 to 14% CaO, 0 to 4.5% MgO, 12 to 16% Na₂O, 0 to 1.5% K₂O, 0 to 0.1% TiO₂, 0 to 0.5% SO₃ and 0.2 to 1.5% Li₂O, each in wt .-%, with its surface so is modified that sodium ions in it Potassium ions are exchanged.
- (4) Ein Verfahren zur Herstellung dieses Glasgegenstandes, bei dem ein Glasformling bzw. -körper dieser Zusammensetzung mit einem geschmolzenen Salz, das Kaliumionen enthält, bei 430 bis 490°C in Kontakt gebracht wird.(4) A method of manufacturing this glass article, in which a glass molding or body of this Composition with a molten salt, the Contains potassium ions in contact at 430 to 490 ° C brought.
- (5) Ein Verfahren zur Herstellung eines Glasgegenstandes, der gegen Verfärbung durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen geschützt ist, bei dem ein Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glasformling mit einem geschmolzenen Salz, das Kaliumionen und wenigstens eine Art von Ionen, gewählt aus Calciumionen, Bariumionen und Strontiumionen, enthält, in Kontakt gebracht wird, so daß die Oberflächenschicht des Glasformlings eine Zusammensetzung besitzt, die durch ein Molverhältnis von 0,4 bis 0,65 für Na₂O/(Na₂O + K₂O) definiert ist, wobei die Oberflächenschicht eine Tiefe besitzt, in die die bestrahlten Elektronen eindringen können (diese Tiefe wird nachstehend als Maximalbereich angegeben).(5) A method of manufacturing a glass article, against discoloration caused by radiation Electron beams is protected, at which a Sodium carbonate-calcium oxide-silicon dioxide glass molding with a molten salt containing potassium ions and at least one type of ions selected from Contains calcium ions, barium ions and strontium ions, is brought into contact so that the Glass molding one surface layer Has composition by a molar ratio from 0.4 to 0.65 is defined for Na₂O / (Na₂O + K₂O), wherein the surface layer has a depth in which the irradiated electrons can penetrate (This depth is called the maximum range below specified).
- (6) Ein Verfahren zur Herstellung eines Glasgegenstandes, bei dem ein Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glasformling mit einem geschmolzenen Salz, enthaltend Kaliumionen und Lithiumionen, in Kontakt gebracht wird und anschließend der Glasformling einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird, so daß die Oberflächenschicht von der Oberfläche bis zu dem Maximalbereich eine Zusammensetzung besitzt, die durch ein Molverhältnis von 0,4 bis 0,65 für Na₂O/(Na₂O + K₂O) und durch ein Molverhältnis von 0,05 bis 0,3 für Li₂O/(Gesamtmenge der Alkalimetalloxide) definiert ist.(6) A method of manufacturing a glass article, in which a sodium carbonate-calcium oxide-silicon dioxide glass molding with a molten salt, containing potassium ions and lithium ions in contact is brought and then the glass molding one Heat treatment is suspended so that the Surface layer from the surface to the Maximum range has a composition that by a molar ratio of 0.4 to 0.65 for Na₂O / (Na₂O + K₂O) and by a molar ratio of 0.05 to 0.3 for Li₂O / (total amount of alkali metal oxides) defined is.
- (7) Ein Verfahren zur Herstellung eines Glasgegenstandes, bei dem ein Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glasformling mit einem geschmolzenen Salz, enthaltend Kaliumionen, in Kontakt gebracht wird und anschließend der Glasformling einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird, so daß die Oberflächenschicht von der Oberfläche bis zu dem Maximalbereich eine Zusammensetzung besitzt, die durch ein Molverhältnis von 0,4 bis 0,65 für Na₂O/(Na₂O + K₂O) definiert ist.(7) A method of manufacturing a glass article, in which a sodium carbonate-calcium oxide-silicon dioxide glass molding with a molten salt, containing potassium ions, is brought into contact and then the glass molding of a heat treatment is exposed so that the surface layer of the Surface up to the maximum area one Has composition by a molar ratio from 0.4 to 0.65 for Na₂O / (Na₂O + K₂O) is defined.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer CRT-Glasplatte, die sich auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform bezieht. Fig. 1 is a cross sectional view of a CRT glass plate, which refers to an inventive embodiment.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das das Molverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) in der Oberflächenschicht der Glasplatte zeigt. (Die durchgezogene Linie gibt die Daten des Beispiels 7 und die durchbrochene Linie die Daten des Vergleichsbeispiels 5 an.) Fig. 2 is a graph showing the molar ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) in the surface layer of the glass plate. (The solid line indicates the data of Example 7 and the broken line indicates the data of Comparative Example 5.)
Fig. 3 ist ein Diagramm, das das Molverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) in der Oberflächenschicht der Glasplatte zeigt. (Die durchgezogene Linie gibt die Daten des Beispiels 8 und die unterbrochene Linie die Daten des Vergleichsbeispiels 6 an.) Fig. 3 is a graph showing the molar ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) in the surface layer of the glass plate. (The solid line indicates the data of Example 8 and the broken line indicates the data of Comparative Example 6.)
Fig. 4 ist ein Diagramm, das das Molverhältnis von Li₂O/(Li₂O + Na₂O + K₂O) in der Oberflächenschicht der Glasplatte des Beispiels 8 zeigt. Fig. 4 is a graph showing the molar ratio of Li₂O / (Li₂O + Na₂O + K₂O) in the surface layer of the glass plate of Example 8.
Der Glasgegenstand gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist eine geschmolzene Glasplatte aus bekannten Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxidglas, dessen Oberfläche, welche mit Elektronenstrahlen bestrahlt wird, so modifiziert ist, daß Natriumionen darin durch Lithiumionen und wenigstens eine Art von Ionen, gewählt aus Kaliumionen, Rubidiumionen und Cäsiumionen, ausgetauscht sind.The glass article according to the first invention Embodiment is made of a molten glass plate known sodium carbonate-calcium oxide-silica glass, its surface, which with electron beams is irradiated, is modified so that sodium ions therein by lithium ions and at least one type of ion, selected from potassium ions, rubidium ions and cesium ions, are exchanged.
Der Teilaustausch der Natriumionen durch Lithiumionen und wenigstens eine Art von Ionen, gewählt aus Kaliumionen, Rubidiumionen und Cäsiumionen, liefert den "gemischten Alkalieffekt", welcher eine Braunfärbung der Glasplatte durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen verringert und eine kompremierte Schicht in der Glasoberfläche bildet, was zur erhöhter Glasfestigkeit führt.The partial exchange of sodium ions by lithium ions and at least one type of ion selected from potassium ions, Rubidium ions and cesium ions, provides the "mixed Alkali effect ", which turns the glass plate brown reduced by irradiation with electron beams and forms a compressed layer in the glass surface, which leads to increased glass strength.
Die Lithiumionen, die die Natriumionen austauschen, liegen in Form von Lithiumoxid in dem Glas vor. Der durchschnittliche Gehalt an Glas Lithiumoxid sollte vorzugsweise 0,1 bis 3 Gew.-% in einer Tiefe von 10 µm, in die Elektronenstrahlen aus der bestrahlten Oberfläche eindringen, betragen. Bei einem durchschnittlichen Gehalt an Lithiumoxid von mehr als 3 Gew.-% besitzt der Glasformling eine geringe Festigkeit und weist im extremen Fall eine trübe Oberfläche und feine Oberflächenrisse auf.The lithium ions that exchange the sodium ions lie in the form of lithium oxide in the glass. The average content of glass of lithium oxide should preferably 0.1 to 3% by weight at a depth of 10 μm, in the electron beams from the irradiated surface penetrate, amount. With an average salary of lithium oxide of more than 3% by weight Glass molding has low strength and exhibits extreme Show a cloudy surface and fine surface cracks.
Der Austausch von Natriumionen durch Kaliumionen, Rubidiumionen und Cäsiumionen sollte vorzugsweise in einer Tiefe von 5 bis 20 µm von der Oberfläche stattfinden. Der Austausch in einer äußerst flachen oder tiefen Schicht verhindert nicht die Braunfärbung.The exchange of sodium ions with potassium ions, Rubidium ions and cesium ions should preferably be in one Depth of 5 to 20 µm from the surface. The Exchange in an extremely flat or deep layer does not prevent browning.
Der Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glasformling wird durch ein Schwimm- bzw. Floatverfahren hergestellt. Er ist aus 69 bis 73 Gew.-% SiO₂, 0,5 bis 1,5 Gew.-% Al₂O₃, 0 bis 0,15 Gew.-% Fe₂O₃, 7 bis 14 Gew.-% CaO, 0 bis 4,5 Gew.-% MgO, 12 bis 16 Gew.-% Na₂O, 0 bis 1,5 Gew.-% K₂O, 0 bis 0,1 Gew.-% TiO₂ und 0 bis 0,5 Gew.-% SO₃ zusammengesetzt. Weiterhin ist es wünschenswert, daß die Oberfläche des Glasformlings, die mit Elektronenstrahlen bestrahlt wird, der Seite, die mit geschmolzenem Zinn in dem Float- bzw. Schwimmbad in Kontakt kommt, gegenüberliegt. Wenn dies nicht der Fall ist, geht der Ionenaustausch an der Oberfläche des Formkörpers nur langsam vonstatten und das Zinn, das auf der Glasoberfläche vorliegt, kann sich braun färben.The sodium carbonate-calcium oxide-silicon dioxide glass molding is through a swimming or float process produced. It is made of 69 to 73 wt .-% SiO₂, 0.5 to 1.5 wt .-% Al₂O₃, 0 to 0.15% by weight Fe₂O₃, 7 to 14% by weight CaO, 0 to 4.5 wt .-% MgO, 12 to 16 wt .-% Na₂O, 0 to 1.5% by weight K₂O, 0 to 0.1% by weight TiO₂ and 0 to 0.5% by weight SO₃ composed. Furthermore, it is desirable that the surface of the glass molding that with Electron beams are irradiated, the side with molten tin in the float or swimming pool in Contact comes, is opposite. If not is the ion exchange on the surface of the Molded body slowly and the tin on it the glass surface may turn brown.
Der Glasgegenstand gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird durch das Verfahren gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform hergestellt. Nach diesem Verfahren wird eine CRT-Glasplatte mit gewünschter Form aus einem Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glas gebildet, und der erhaltene Formling wird in ein geschmolzenes Salz, das Lithiumionen und wenigstens eine Art von Ionen, gewählt aus Kaliumionen, Rubidiumionen und Cäsiumionen, enthält, bei 430 bis 490°C über 0,5 bis 4 h getaucht, so daß die Natriumionen in der Oberfläche des Glasformlings durch Lithiumionen und wenigstens eine Art von Ionen, gewählt aus Kaliumionen, Rubidiumionen und Cäsiumionen, ausgetauscht werden.The glass article according to the first invention Embodiment is carried out by the method according to the second Embodiment according to the invention produced. After this The process is a CRT glass plate with the desired shape from a sodium carbonate-calcium oxide-silicon dioxide glass formed, and the molding obtained is in a molten salt, the lithium ion and at least one Kind of ions selected from potassium ions, rubidium ions and Contains cesium ions at 430 to 490 ° C for 0.5 to 4 h immersed so that the sodium ions in the surface of the Glass moldings by lithium ions and at least one kind of ions selected from potassium ions, rubidium ions and Cesium ions.
Nach dem Verfahren gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform sollte die Menge an Lithiumionen in dem geschmolzenen Salzbad, bezogen auf die Gesamtmenge an Ionen aus wenigstens einer Art von Kaliumionen, Rubidiumionen und Cäsiumionen, vorzugsweise 0,04 bis 0,4 Mol-% betragen. Wenn die Menge an Lithiumionen größer als 0,4 Mol-% ist, besitzt der erhaltene Glasgegenstand eine geringe Festigkeit und im extremen Fall eine trübe Oberfläche und feine Oberflächenrisse.According to the method according to the second invention The embodiment should include the amount of lithium ions in the molten salt bath, based on the total amount Ions from at least one type of potassium ion, Rubidium ions and cesium ions, preferably 0.04 to 0.4 mol% be. If the amount of lithium ions is greater than Is 0.4 mol%, the glass article obtained has one low strength and, in extreme cases, cloudy Surface and fine surface cracks.
Wenn der Glasformling durch Formen einer Glasplatte hergestellt wird, ist es möglich, die Glasoberfläche ohne Körnen und Polieren eben zu halten.If the glass molding by molding a glass plate is made, it is possible to finish the glass surface without Keep grain and polish flat.
Der Glasgegenstand gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche so behandelt ist, daß die Natriumionen darin teilweise durch Lithiumionen und wenigstens eine Art von Ionen, gewählt aus Kaliumionen, Rubidiumionen und Cäsiumionen, teilweise ausgetauscht sind. Die so behandelte Glasoberfläche verfärbt sich bei Bestrahlung mit Elektronenstrahlen kaum braun. Dies führt zu dem Vorteil, daß eine im Handel erhältliche Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glasplatte als Ausgangsmaterial für die CRT-Glasplatte verwendet werden kann, und daß die Glasplatte ohne Körnungs- und Polierstufe und somit bei niedrigen Kosten hergestellt werden kann.The glass article according to the first invention Embodiment is characterized in that its Surface is treated so that the sodium ions in it partly by lithium ions and at least one kind of Ions selected from potassium ions, rubidium ions and Cesium ions, partially exchanged. The so treated glass surface changes color when irradiated barely brown with electron beams. This leads to that Advantage that a commercially available sodium carbonate-calcium oxide-silica glass plate as starting material can be used for the CRT glass plate, and that the Glass plate without grain and polishing level and thus at can be manufactured at low cost.
Die erfindungsgemäß hergestellte Glasplatte weist eine erhöhte Festigkeit auf und kann deshalb mit geringerer Dicke hergestellt werden, weil die Glasoberfläche eine komprimierte Oberflächenschicht aufweist, die durch den Teilaustausch von Natriumionen in der Oberflächenschicht durch wenigstens eine Art von Ionen, gewählt aus Kaliumionen, Rubidiumionen und Cäsiumionen, gebildet ist.The glass plate produced according to the invention has a increased strength and can therefore with less Thickness can be made because of the glass surface Compressed surface layer, which by the Partial exchange of sodium ions in the surface layer by at least one kind of ions selected from Potassium ions, rubidium ions and cesium ions.
Der Glasgegenstand gemäß der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche, die mit Elektronenstrahlen bestrahlt wird, so modifiziert ist, daß die Natriumionen durch Kaliumionen ausgetauscht sind. Er wird aus einer Glasplatte, die aus 69 bis 73 Gew.-% SiO₂, 0,5 bis 1,5 Gew.-% Al₂O₃, 0 bis 0,15 Gew.-% Fe₂O₃, 7 bis 14 Gew.-% CaO, 0 bis 4,5 Gew.-% MgO, 12 bis 16 Gew.-% Na₂O, 0 bis 1,5 Gew.-% K₂O, 0 bis 0,1 Gew.-% TiO₂, 0 bis 0,5 Gew.-% SO₃ und 0,2 bis 1,5 Gew.-% Li₂O zusammengesetzt ist, hergestellt.The glass article according to the third invention Embodiment is characterized in that the Surface that is irradiated with electron beams, so is modified that the sodium ions by potassium ions are exchanged. It is made out of a glass plate 69 to 73 wt .-% SiO₂, 0.5 to 1.5 wt .-% Al₂O₃, 0 to 0.15% by weight Fe₂O₃, 7 to 14% by weight CaO, 0 to 4.5% by weight MgO, 12 to 16 wt .-% Na₂O, 0 to 1.5 wt .-% K₂O, 0 to 0.1% by weight of TiO₂, 0 to 0.5% by weight of SO₃ and 0.2 to 1.5% by weight Li₂O is composed, manufactured.
Die dritte erfindungsgemäße Ausführungsform basiert auf der folgenden Erkenntnis. Die Braunfärbung, die durch Elektronenstrahlen verursacht wird, findet statt, weil sich die Alkaliionen in der äußersten Glasschicht nach innen bewegen, wenn das Glas mit Elektronenstrahlen bestrahlt wird, und sich in metallische Alkaliatome in einer Tiefe von 0,5 bis 8 µm ab der Oberfläche ändern. Es ist bekannt, daß, wenn zwei oder mehr Arten von Alkali in Glas vorliegen, diese eine Braunfärbung aufgrund des gemischten Alkalieffekts verhindern. Eine Braunfärbung kann noch wirksamer verhindert werden, wenn weiterhin 0,2 bis 1,5 Gew.-% Li₂O zusätzlich zu Na₂O und K₂O zugegeben werden. Wenn die Menge an Li₂O weniger als 0,2 Gew.-% beträgt, wird eine Braunfärbung nicht wirksam verhindert. Wenn die Menge an Li₂O größer als 1,5 Gew.-% ist, wird die Wirkung einer Verhinderung der Braunfärbung nicht verstärkt. Das Gewichtsverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) sollte 0,2 bis 0,6 betragen. Außerhalb dieses Bereiches ist die Wirkung bezüglich der Verhinderung einer Braunfärbung nur gering.The third embodiment according to the invention is based on the following finding. The brown color caused by Electron beam is taking place because the alkali ions in the outermost layer of glass move inside when the glass with electron beams is irradiated, and turns into metallic alkali atoms change to a depth of 0.5 to 8 µm from the surface. It it is known that when two or more types of alkali are used in Glass, this is a brown color due to the Prevent mixed alkali effects. A brown color can be prevented even more effectively if 0.2 up to 1.5 wt .-% Li₂O added to Na₂O and K₂O will. If the amount of Li₂O is less than 0.2% by weight browning is not effectively prevented. If the amount of Li₂O is greater than 1.5 wt .-%, the No effect of preventing browning reinforced. The weight ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) should be 0.2 to 0.6. Outside this area is the effect on preventing one Brown coloration only slight.
Die Tiefe der Schicht, in der eine Verfärbung durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen stattfindet, wird durch den Abstand, in den die Elektronenstrahlen eindringen, bestimmt. Die Tiefe wird durch die folgende Formel ausgedrückt (Thomson - Widington Gesetz):The depth of the layer in which discoloration occurs Irradiation with electron beams takes place through the distance the electron beams penetrate, certainly. The depth is given by the following formula expressed (Thomson - Widington law):
worinwherein
D (cm) die Tiefe des Glases, in die die Elektronenstrahlen
eindringen, bedeutet;
V (Volt) die Beschleunigungsspannung der Elektronenstrahlen
ist;
d (g/cm³) die Dichte des Glases ist und
βdie Konstanz 6,2 × 10¹¹ Volt² · cm²/g ist. D (cm) means the depth of the glass into which the electron beams penetrate;
V (volts) is the acceleration voltage of the electron beams;
d (g / cm³) is the density of the glass and
β is 6.2 × 10¹¹ volt² · cm² / g.
Wenn die Beschleunigungsspannung V (Volt) der Elektronenstrahlen 10 kV, 20 kV und 30 kV beträgt, dringen die Elektronenstrahlen deshalb in eine Tiefe von 0,62 µm, 2,48 µm bzw. 5,58 µm ein. Es wurde experimentell gefunden, daß Elektronenstrahlen in eine Tiefe von 0,5 bis 1,5 µm, 0,75 bis 4 µm bzw. 2,0 bis 6,5 µm eindringen, wenn der Elektronenstrahl auf eine Oberfläche eines Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glases bei einer Beschleunigungsspannung von 10 kV, 20 kV und 30 kV strahlt.Therefore, when the accelerating voltage V (volt) of the electron beams is 10 kV, 20 kV and 30 kV, the electron beams penetrate to a depth of 0.62 µm, 2.48 µm and 5.58 µm, respectively. It has been found experimentally that electron beams penetrate to a depth of 0.5 to 1.5 µm, 0.75 to 4 µm and 2.0 to 6.5 µm, respectively, when the electron beam hits a surface of a sodium carbonate-calcium oxide-silica -Glass emits at an acceleration voltage of 10 kV, 20 kV and 30 kV.
Diese Tatsache führt dazu, daß bei Einstellung der Zusammensetzung der Oberflächenschicht eines Glasformlings, in die die eingestrahlten Elektronenstrahlen eindringen, derart, daß der Gehalt an Li₂O 0,2 bis 1,5 Gew.-% und das Gewichtsverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) 0,2 bis 0,6 beträgt, der Glasgegenstand gegen eine Braunfärbung durch Elektronenstrahlen geschützt ist und eine hohe Festigkeit besitzt.This fact means that when the Composition of the surface layer of a Glass molds into which the irradiated Electron beams penetrate such that the content of Li₂O 0.2 to 1.5 wt .-% and the weight ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) is 0.2 to 0.6, the glass object protected against browning by electron beams is and has a high strength.
Der Glasformling gemäß der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform sollte deshalb die folgende Zusammensetzung aufweisen:The glass molding according to the third invention Embodiment should therefore be the following Have composition:
Einen Li₂O-Gehalt in der Oberflächenschicht tiefer als 0,4 µm von 0,2 bis 1,5 Gew.-%, wobei das Gewichtsverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) 0,2 bis 0,6 beträgt.A Li₂O content in the surface layer deeper than 0.4 µm from 0.2 to 1.5% by weight, the weight ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) is 0.2 to 0.6.
Ein solcher Glasgegenstand wird durch das Verfahren gemäß der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform hergestellt. Gemäß diesem Verfahren wird eine Glasplatte, die aus 69 bis 73 Gew.-% SiO₂, 0,5 bis 1,5 Gew.-% Al₂O₃, 0 bis 0,15 Gew.-% Fe₂O₃, 7 bis 14 Gew.-% CaO, 0 bis 4,5 Gew.-% MgO, 12 bis 16 Gew.-% Na₂O, 0 bis 1,5 Gew.-% K₂O, 0 bis 0,1 Gew.-% TiO₂, 0 bis 0,5 Gew.-% SO₃ und 0,2 bis 1,5 Gew.-% Li₂O zusammengesetzt ist, in einer gewünschten Form gebildet, und die Glasplatte wird in ein geschmolzenes Salzbad, das Kaliumionen enthält, bei 430 bis 490°C über eine vorgeschriebene Zeit eingetaucht, so daß die Natriumionen in der Oberflächenschicht teilweise durch Kaliumionen ausgetauscht werden.Such a glass object is made according to the method the fourth embodiment of the invention. According to this method, a glass plate made of 69 up to 73% by weight SiO₂, 0.5 to 1.5% by weight Al₂O₃, 0 to 0.15% by weight Fe₂O₃, 7 to 14 wt .-% CaO, 0 to 4.5 wt .-% MgO, 12 up to 16% by weight Na₂O, 0 to 1.5% by weight K₂O, 0 to 0.1% by weight TiO₂, 0 to 0.5 wt .-% SO₃ and 0.2 to 1.5 wt .-% Li₂O is composed, formed in a desired shape, and the glass plate is placed in a molten salt bath, the Contains potassium ions at 430 to 490 ° C over a prescribed time immersed so that the sodium ions in the surface layer partly due to potassium ions be replaced.
Bessere Ergebnisse werden erhalten, wenn eine Glasplatte der vorstehenden Zusammensetzung, die durch ein Float-Verfahren gebildet worden ist, in eine CRT-Glasplatte geformt wird und die Glasplatte in ein geschmolzenes Salzbad, das Kaliumionen enthält, bei 430 bis 490°C eingetaucht wird, so daß Natriumionen in der Oberflächenschicht der Glasplatte teilweise durch Kaliumionen ausgetauscht werden. Der Ionenaustausch schützt die Glasplatte gegen eine Braunfärbung durch Elektronenstrahlen und bewirkt eine Kompressionsspannung in der Glasoberfläche, wodurch die Glasfestigkeit erhöht wird.Better results are obtained when using a glass plate the above composition by a Float has been formed into a process CRT glass plate is molded and the glass plate in one molten salt bath containing potassium ions at 430 is immersed up to 490 ° C, so that sodium ions in the Surface layer of the glass plate partially through Potassium ions are exchanged. The ion exchange protects the glass plate against brown coloring Electron beams and causes a compression voltage in the glass surface, which increases the glass strength becomes.
Ein Vorteil des Ionenaustauschverfahrens besteht darin, daß es möglich ist, die Tiefe der Oberflächenschicht, in der der Ionenaustausch stattfindet, durch Einstellen der Zeit, während der die Glasplatte in das geschmolzene Salzbad eingetaucht wird, zu kontrollieren. Deshalb kann die Eintauchzeit für den Ionenaustausch auf geeignete Weise gemäß der Beschleunigungsspannung einer CRT eingestellt werden.An advantage of the ion exchange process is that that it is possible to determine the depth of the surface layer, in which the ion exchange takes place by adjusting the Time during which the glass plate is melted Control salt bath immersed. Therefore can the immersion time for the ion exchange to suitable Way according to the acceleration voltage of a CRT can be set.
Die vorstehende Glaszusammensetzung (69 bis 73 Gew.-% SiO₂, 0,5 bis 1,5 Gew.-% Al₂O, 0 bis 0,15 Gew.-% Fe₂O₃, 7 bis 14 Gew.-% CaO, 0 bis 4,5 Gew.-% MgO, 12 bis 16 Gew.-% Na₂O, 0 bis 1,5 Gew.-% K₂O, 0 bis 0,1 Gew.-% TiO₂, 0 bis 0,5 Gew.-% SO₃ und 0,2 bis 1,5 Gew.-% Li₂O) kann unter Verwendung eines Ofens zur Herstellung eines Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glases erhalten werden. Der erfindungsgemäße Glasgegenstand kann deshalb ohne Verwendung eines speziellen Ofens hergestellt werden. Dies verringert die Herstellungskosten. Wenn der erfindungsgemäße Glasgegenstand aus einer Glasplatte, die durch ein Float-Verfahren hergestellt worden ist, hergestellt wird, besitzt er außerdem eine glatte Oberfläche, und es ist kein Polieren nach dem Formen notwenig.The above glass composition (69 to 73% by weight SiO₂, 0.5 to 1.5 wt .-% Al₂O, 0 to 0.15 wt .-% Fe₂O₃, 7th up to 14% by weight CaO, 0 to 4.5% by weight MgO, 12 to 16% by weight Na₂O, 0 to 1.5 wt .-% K₂O, 0 to 0.1 wt .-% TiO₂, 0 to 0.5 wt .-% SO₃ and 0.2 to 1.5 wt .-% Li₂O) can under Use of an oven to manufacture a Sodium carbonate, calcium oxide, silicon dioxide glass be preserved. The glass article according to the invention can therefore manufactured without using a special oven will. This reduces the manufacturing cost. If the glass object according to the invention from a glass plate, the has been produced by a float process, is manufactured, it also has a smooth Surface, and there is no polishing after molding necessary.
Wenn eine Unterdrückung der Braunfärbung durch Eintauchen einer im Handel erhältlichen Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glasplatte in ein geschmolzenes Salz, daß sowohl Kaliumionen als auch Lithiumionen enthält, durchgeführt wird, kann die Glasfestigkeit aufgrund des Austausches von Lithium durch Natrium verringert werden. Dies erfordert eine Erhöhung der Dicke der Glasplatte, wenn die Glasplatte als Vakuumbehälter, wie als CRT, verwendet wird. Eine Erhöhung der Dicke ist nachteilig bezüglich der Produktionskosten und einer Gewichtsverringerung der CRTs.If a suppression of browning by immersing one commercially available Sodium carbonate-calcium oxide-silica glass plate in a molten salt that contains both potassium ions as well as contains lithium ions, the Glass strength due to the exchange of lithium Sodium are reduced. This requires an increase the thickness of the glass plate when the glass plate as Vacuum container, such as used as a CRT. An increase the thickness is disadvantageous in terms of production costs and a reduction in weight of the CRTs.
Im Vergleich dazu besitzt der Gegenstand gemäß der dritten und vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform Vorteile. Der Teilaustausch von Natriumionen durch Kaliumionen macht das Glas gegenüber einer Braunfärbung der Elekronenstrahlen aufgrund des gemischten Alkalieffekts beständig. Weiterhin wird eine komprimierte Schicht der Glasoberfläche gebildet, und dadurch wird die Glasfestigkeit erhöht.In comparison, the item according to the third and fourth embodiment of the invention advantages. The partial exchange of sodium ions by potassium ions makes the glass against a brown color of the Electron beams due to the mixed alkali effect resistant. Furthermore, a compressed layer of Glass surface is formed, and this is the Glass strength increased.
Der Glasgegenstand gemäß der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird aus einer Glasplatte, die aus 69 bis 73 Gew.-% SiO₂, 0,5 bis 1,5 Gew.-% Al₂O₃, 0 bis 0,15 Gew.-% Fe₂O₃, 7 bis 14 Gew.-% CaO, 0 bis 4,5 Gew.-% MgO, 12 bis 16 Gew.-% Na₂O, 0 bis 1,5 Gew.-% K₂O, 0 bis 0,1 Gew.-% TiO₂, 0 bis 0,5 Gew.-% SO₃ und 0,2 bis 1,5 Gew.-% Li₂O zusammengesetzt ist, hergestellt, wobei seine Oberfläche so modifiziert ist, daß Natriumionen darin teilweise durch Kaliumionen ausgetauscht sind. Er wird deshalb bei Bestrahlung mit Elektronenstrahlen kaum braun gefärbt. Zusätzlich besitzt er eine verbesserte Festigkeit aufgrund des Ionenaustausches, und deshalb kann die Platte mit einer geringeren Dicke hergestellt werden. Er kann unter Verwendung eines Ofens zur Herstellung eines Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glases erhalten werden. Der erfindungsgemäße Glasgegenstand kann deshalb ohne Verwendung eines speziellen Ofens hergestellt werden. Dies ist bezüglich der Produktionskosten vorteilhaft. Wenn der erfindungsgemäße Glasgegenstand aus einer Glasplatte, die durch ein Float-Verfahren hergestellt worden ist, hergestellt wird, besitzt sie eine glatte Oberfläche, und es ist kein Polieren nach dem Formen erforderlich.The glass article according to the fourth invention Embodiment is made from a glass plate that from 69 to 73% by weight SiO₂, 0.5 to 1.5% by weight Al₂O₃, 0 to 0.15% by weight Fe₂O₃, 7 to 14 wt% CaO, 0 to 4.5 wt% MgO, 12 to 16% by weight Na₂O, 0 to 1.5% by weight K₂O, 0 to 0.1% by weight TiO₂, 0 to 0.5% by weight SO₃ and 0.2 to 1.5% by weight Li₂O is composed, being made Surface is modified so that sodium ions in it are partially replaced by potassium ions. He will therefore hardly brown when irradiated with electron beams colored. In addition, it has an improved strength due to the ion exchange, and therefore the plate be made with a smaller thickness. He can using an oven to make a Obtained sodium carbonate-calcium oxide-silica glass will. The glass article according to the invention can therefore can be made without using a special oven. This is advantageous in terms of production costs. If the glass object according to the invention from a glass plate, which was produced by a float process, is produced, it has a smooth surface, and no polishing after molding is required.
Gemäß der fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines Glasgegenstandes, der gegen eine Verfärbung durch Elektronenstrahlen geschützt ist, zur Verfügung gestellt. Gemäß diesem Verfahren wird ein Glasformling, der aus Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glas gebildet worden ist, in ein geschmolzenes Salzbad, das Kaliumionen und wenigstens eine Art von Ionen, gewählt aus Calciumionen, Bariumionen und Strontiumionen, enthält, getaucht, so daß Natriumionen in seiner Oberflächenschicht teilweise durch Kaliumionen ausgetauscht werden. Der Ionenaustausch wird bis zu einem solchen Ausmaß durchgeführt, daß das Molverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) 0,4 bis 0,65 in der Oberflächenschicht bis zu einer Tiefe des Maximalbereichs von der Oberfläche beträgt.According to the fifth embodiment of the present invention a method of manufacturing a glass article which protected against discoloration by electron beams is provided. According to this procedure a glass molding made of sodium carbonate-calcium oxide-silica glass has been formed into a molten salt bath, the potassium ion and at least one Type of ions selected from calcium ions, barium ions and Strontium ions, contains, immersed so that sodium ions in its surface layer partly due to potassium ions be replaced. The ion exchange is up to one to such an extent that the molar ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) 0.4 to 0.65 in the surface layer to a depth of the maximum area from the surface is.
Wenn das Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glas in Kontakt mit einem geschmolzenem Salzbad, das Kaliumionen und wenigstens eine Art von Ionen, gewählt aus Calciumionen, Bariumionen und Strontiumionen, enthält, gebracht wird, wird der Austausch von Natriumionen durch Kaliumionen durch die Wirkung wenigstens eines Ions aus der Gruppe der Calciumionen, Bariumionen und Strontiumionen unterdrückt. Dadurch ist es möglich, das Molverhältnis von Na₂O zu der Gesamtmenge an Na₂O und K₂O bei 0,4 bis 0,65 zu kontrollieren.If the sodium carbonate-calcium oxide-silica glass in contact with a molten salt bath, the Potassium ions and at least one kind of ions selected from Contains calcium ions, barium ions and strontium ions, is brought, the exchange of sodium ions through Potassium ions from the action of at least one ion the group of calcium ions, barium ions and Suppresses strontium ions. This makes it possible Molar ratio of Na₂O to the total amount of Na₂O and K₂O to check at 0.4 to 0.65.
Wie vorstehend erwähnt, wird die Glastiefe (Maximalbereich), in die die Elektronenstrahlen eindringen, durch die Beschleunigungsspannung der Elektronenstrahlen bestimmt, und es ist bekannt, daß die Tiefe durch die FormelAs mentioned above, the glass depth (Maximum range) in which the electron beams penetrate through the acceleration voltage of the Electron beams determined, and it is known that the Depth through the formula
ausgedrückt werden kann, worincan be expressed in what
D (cm) die Tiefe des Glases, in die die Elektronenstrahlen
eindringen, bedeutet;
V (Volt) die Beschleunigungsspannung der
Elektronenstrahlen bedeutet;
d (g/cm³) die Dichte des Glases bedeutet; und
βdie Konstanz 6,2 × 10¹¹ Volt² · cm²/g ist. D (cm) means the depth of the glass into which the electron beams penetrate;
V (volts) means the acceleration voltage of the electron beams;
d (g / cm³) means the density of the glass; and
β is 6.2 × 10¹¹ volt² · cm² / g.
Wenn die Beschleunigungsspannung V (Volt) der Elektronenstrahlen 10 kV, 20 kV und 30 kV Beträgt, dringen die Elektronenstrahlen deshalb in eine Tiefe von 0,62 µm, 2,48 µm bzw. 5,58 µm ein. Es wurde gefunden, daß Elektronenstrahlen in eine Tiefe von 0,5 bis 1,5 µm, 0,75 bis 4 µm bzw. 2,0 bis 6,5 µm eindringen, wenn der Elektronenstrahl auf eine Oberfläche eines Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glases bei einer Beschleunigungsspannung von 10 kV, 20 kV und 30 kV auftrifft.Therefore, when the accelerating voltage V (volt) of the electron beams is 10 kV, 20 kV and 30 kV, the electron beams penetrate to a depth of 0.62 µm, 2.48 µm and 5.58 µm, respectively. It has been found that electron beams penetrate to a depth of 0.5 to 1.5 µm, 0.75 to 4 µm and 2.0 to 6.5 µm, respectively, when the electron beam hits a surface of a sodium carbonate-calcium oxide-silicon dioxide. Glases strikes at an acceleration voltage of 10 kV, 20 kV and 30 kV.
Die Zeit zur Behandlung in einem geschmolzenem Salzbad sollte im Verhältnis zu der Beschleunigungsspannung der Elektronenstrahlen oder des Maximalbereichs gewählt werden. Es ist deshalb notwendig, die Behandlung mit einem Salz, das Kaliumionen und Strontiumionen, usw., enthält, so durchzuführen, daß die Oberfächenschicht innerhalb des Maximalbereichs eine Zusammensetzung besitzt, die durch ein Molverhältnis von Na₂O zu der Gesamtmenge an Na₂O und K₂O von 0,4 bis 0,65 definiert ist.The time for treatment in a molten salt bath should be in relation to the acceleration voltage of the Electron beams or the maximum range selected will. It is therefore necessary to treat with a Salt containing potassium ions and strontium ions, etc. so that the surface layer within the Maximum range has a composition that by a molar ratio of Na₂O to the total amount Na₂O and K₂O is defined from 0.4 to 0.65.
Gemäß der fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform sollte das geschmolzene Salz, das zur Behandlung des Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glases verwendet wird, 99,90 bis 99,99 Mol-% eines Salzes, das Kaliumionen enthält, enthalten. Die Behandlung mit dem geschmolzenen Salz sollte vorzugsweise bei 440 bis 480°C über 0,5 bis 4 h durchgeführt werden.According to the fifth embodiment of the present invention the molten salt used to treat the Sodium carbonate, calcium oxide, silicon dioxide glass 99.90 to 99.99 mol% of a salt is used Contains potassium ions. Treatment with the molten salt should preferably be at 440 to 480 ° C be carried out over 0.5 to 4 h.
Gemäß einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines Glasgegenstandes, der gegen eine Verfärbung durch Elektronenstrahlen geschützt ist, zur Verfügung gestellt. Gemäß diesem Verfahren wird ein Glasformling, der aus einem Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumoxid-Glas gebildet worden ist, in ein geschmolzenes Salzbad, das Kaliumionen und Lithiumionen enthält, eingetaucht, so daß Natriumionen in der Oberflächenschicht des Glasformlings durch Kaliumionen und Lithiumionen ausgetauscht werden. Der behandelte Glasgegenstand erfährt weiterhin eine Wärmebehandlung. Die Wärmebehandlung kann durchgeführt werden, wenn der Gegenstand in einem Erwärmungsverfahren (wie einem Abdichtungs- oder Backverfahren) während eines Herstellungsverfahrens einer CRT ist. Das Behandlungsverfahren kann selbst durchgeführt werden. Der Iionenaustausch wird bis auf ein solches Ausmaß durchgeführt, daß das Molverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) 0,4 bis 0,65 und das Molverhältnis von Li₂O/(Gesamtmenge der Alkalimetalloxide) 0,05 bis 0,3 in der Oberflächenschicht fast bis zur Tiefe des Maximalbereichs von der Oberfläche beträgt.According to a sixth embodiment of the invention is a method of manufacturing a glass article, against discoloration by electron beams is protected. According to this The process becomes a glass molding that consists of a Sodium carbonate-calcium oxide-silicon oxide glass formed in a molten salt bath containing potassium ions and contains lithium ions immersed so that sodium ions through in the surface layer of the glass molding Potassium ions and lithium ions are exchanged. The treated Glass object continues to experience one Heat treatment. The heat treatment can be carried out when the item is in a heating process (such as a sealing or baking process) during a Manufacturing process of a CRT is. The Treatment procedures can be carried out by yourself. The Ion exchange is to such an extent carried out that the molar ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) 0.4 to 0.65 and the molar ratio of Li₂O / (total amount the alkali metal oxides) 0.05 to 0.3 in Surface layer almost to the depth of the maximum area from the surface.
Wenn das Molverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) 0,4 bis 0,65 beträgt, bewegen sich die Natriumionen und Kaliumionen mit einer geringeren Diffusionsgeschwindigkeit als bei anderen Molverhältnissen, wobei sich die Alkaliionen so langsam bewegen, daß die Bildung von Kolloiden verhindert wird und die Entfärbung des Glasgegenstands abnimmt. Eine Zugabe von Li₂O in einem Molverhältnis von 0,05 bis 0,3 erniedrigt die Diffusionsgeschwindigkeit, wodurch sich der Glasgegenstand weiter weniger entfärbt. Ein Molverhältnis von Li₂O von weniger als 0,5 oder mehr als 0,3 erhöht die Diffusionsgeschwindigkeit und das Glas kann sich entfärben.If the molar ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) 0.4 to 0.65 the sodium ions and potassium ions move with it a lower diffusion rate than others Molar ratios, the alkali ions changing so slowly move that the formation of colloids is prevented and the discoloration of the glass object decreases. An encore of Li₂O in a molar ratio of 0.05 to 0.3 reduces the rate of diffusion, causing the Glass object further less discolored. A molar ratio of Li₂O of less than 0.5 or more than 0.3 increases the Diffusion rate and the glass can become discolor.
Bei Kontakt mit einem geschmolzenen Salz, das Kaliumionen und Lithiumionen enthält, erfährt die Oberflächenschicht des Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glases eine Änderung der Zusammensetzung. Das heißt, 70 bis 100% der Natriumionen in der Oberflächenschicht werden durch Kaliumionen und Lithiumionen ausgetauscht. Die anschließende Wärmebehandlung bewirkt, daß Natriumionen und Kaliumionen in die Tiefe des Maximalbereichs von der Oberfläche diffundieren. Als Ergebnis besitzt die Zusammensetzung in der Oberflächenschicht dieser Tiefe eine Zusammensetzung, die durch ein Molverhältnis von Na₂O zu der Gesamtmenge von Na₂O und K₂O von 0,4 bis 0,65 und durch ein Molverhältnis von Li₂O zu der Gesamtmenge an Alkalimetalloxiden von 0,05 bis 0,3 definiert ist. When in contact with a molten salt, the potassium ions and contains lithium ions, the surface layer experiences of sodium carbonate-calcium oxide-silica glass one Change in composition. That is, 70 to 100% of the Sodium ions in the surface layer are caused by Potassium ions and lithium ions exchanged. The subsequent heat treatment causes sodium ions and potassium ions to the depth of the maximum range from that Diffuse surface. As a result, the Composition in the surface layer of this depth a composition by a molar ratio of Na₂O to the total amount of Na₂O and K₂O from 0.4 to 0.65 and by a molar ratio of Li₂O to the total amount Alkali metal oxides is defined from 0.05 to 0.3.
Wie vorstehend erwähnt, wird die Tiefe des Glases (Materialbereich), in die die Elektronenstrahlen eindringen, durch die Beschleunigungsspannung der Elektronenstrahlen bestimmt.As mentioned above, the depth of the glass (Material area) into which the electron beams penetrate through the acceleration voltage of the Electron beams determined.
Wenn die Beschleunigungsspannung V (Volt der Elektronenstrahlen 10 kV, 20 kV und 30 kV beträgt, dringen die Elektronenstrahlen in eine Tiefe von 2,5 µm, 4,5 µm bzw. 7,5 µm ein. Es wurde experimentell gefunden, daß Elektronenstrahlen in eine Tiefe von 0,5 bis 1,5 µm, 0,75 bis 4 µm bzw. 2,0 bis 6,5 µm eindringen, wenn sie auf eine Oberfläche eines Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glases bei einer Beschleunigungsspannung von 10 kV, 20 kV und 30 kV auftreffen.When the accelerating voltage V (volts of the electron beams is 10 kV, 20 kV and 30 kV, the electron beams penetrate to a depth of 2.5 µm, 4.5 µm and 7.5 µm, respectively. It has been found experimentally that electron beams in penetrate to a depth of 0.5 to 1.5 µm, 0.75 to 4 µm or 2.0 to 6.5 µm if they hit a surface of a sodium carbonate-calcium oxide-silica glass at an acceleration voltage of 10 kV, 20 kV and 30 kV hit.
Die geeignete Temperatur und Zeit zur Behandlung sollte in Abhängigkeit von der gewünschten Beschleunigungsspannung der Elektronenstrahlen und den Bedingungen des Ionenaustausches so eingestellt werden, daß das Molverhältnis von Na₂O zu der Gesamtmenge an Na₂O und K₂O 0,4 bis 0,65 beträgt. Im allgemeinen erfordern der Ionenaustausch und die Wärmebehandlung eine höhere Temperatur und eine längere Zeit, wenn die angestrebte Beschleunigungsspannung der Elektronenstrahlen zunimmt.The appropriate temperature and time for treatment should be in Dependence on the desired acceleration voltage of electron beams and the conditions of the Ion exchange can be set so that the Molar ratio of Na₂O to the total amount of Na₂O and K₂O Is 0.4 to 0.65. Generally require the Ion exchange and heat treatment a higher Temperature and a longer time when the desired Accelerating voltage of the electron beams increases.
Gemäß der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden Kaliumnitrat und Lithiumnitrat als geschmolzenes Salz, das Kaliumionen und Lithiumionen enthält, verwendet. In diesem Fall sollte das geschmolzene Salz vorzugsweise bei 440 bis 480°C gehalten werden, und die Eintauchzeit sollte vorzugsweise 0,5 bis 4 Stunden betragen. Die Wärmebehandlung sollte bei 440 bis 480°C bei 1 bis 10 h durchgeführt werden. According to the sixth embodiment of the present invention potassium nitrate and lithium nitrate are melted Salt containing potassium ions and lithium ions is used. In this case, the molten salt should preferably be kept at 440 to 480 ° C, and the immersion time should preferably be 0.5 to 4 hours. The Heat treatment should be at 440 to 480 ° C for 1 to 10 h be performed.
Gemäß der siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines Glasgegenstands, der gegen eine Verfärbung durch Elektronenstrahlen geschützt ist, zur Verfügung gestellt. Gemäß diesem Verfahren wird ein Glasformling, der aus einem Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glas gebildet worden ist, in ein geschmolzenes Salzbad, das Kaliumionen enthält, eingetaucht, so daß Natriumionen in der Oberflächenschicht des Glasformlings durch Kaliumionen ausgetauscht werden. Der behandelte Glasgegenstand erfährt weiterhin eine Wärmebehandlung. Der Ionenaustausch wird bis auf ein solches Ausmaß durchgeführt, daß das Molverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) 0,4 bis 0,65 in der Oberflächenschicht zu der Tiefe des Maximalbereiches von der Oberfläche beträgt.According to the seventh embodiment of the present invention a method of manufacturing a glass article which protected against discoloration by electron beams is provided. According to this procedure a glass molding made from a Sodium carbonate-calcium oxide-silica glass formed in a molten salt bath containing potassium ions contains, immersed so that sodium ions in the Surface layer of the glass molding due to potassium ions be replaced. The treated glass object experiences continue a heat treatment. The ion exchange will to such an extent that the Molar ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) 0.4 to 0.65 in the surface layer to the depth of the maximum area from the surface.
Bei Kontakt mit einem geschmolzenen Salz, das Kaliumionen enthält, erfährt die Oberflächenschicht des Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glases eine Änderung ihrer Zusammensetzung. Das heißt, 70 bis 80% Natriumionen in der Oberflächenschicht werden durch Kaliumionen ausgetauscht, und die Oberflächenschicht enthält sowohl Natriumionen als auch Kaliumionen. Die anschließende Wärmebehandlung bewirkt, daß Natriumionen und Kaliumionen in die Tiefe des Maximalbereichs von der Oberfläche diffundieren. Als Ergebnis besitzt die Zusammensetzung in der Oberflächenschicht dieser Tiefe eine Zusammensetzung, die durch ein Molverhältnis von Na₂O zu der Gesamtmenge an Ma₂O und K₂O von 0,4 bis 0,65 definiert ist.When in contact with a molten salt, the potassium ions contains, the surface layer of the Sodium carbonate-calcium oxide-silica glass one Change their composition. That is, 70 to 80% Sodium ions in the surface layer are caused by Potassium ions exchanged, and the surface layer contains both sodium ions and potassium ions. The subsequent heat treatment causes sodium ions and potassium ions to the depth of the maximum range from that Diffuse surface. As a result, the Composition in the surface layer of this depth a composition by a molar ratio of Na₂O to the total amount of Ma₂O and K₂O from 0.4 to 0.65 is defined.
Wie vorstehend erwähnt, wird die Tiefe des Glases (Maximalbereich), in die die Elektronenstrahlen eindringen durch die Beschleunigungsspannung der Elektronenstrahlen, ausgedrückt durch die FormelAs mentioned above, the depth of the glass (Maximum range) into which the electron beams penetrate by the acceleration voltage of the electron beams, expressed by the formula
bestimmt.certainly.
Wenn die Beschleunigungsspannung V (Volt) der Elektronenstrahlen 10 kV, 20 kV und 30 kV beträgt, dringen die Elektronenstrahlen deshalb in eine Tiefe von 0,62 µm, 2,48 µm bzw. 538 µm ein.Therefore, when the accelerating voltage V (volt) of the electron beams is 10 kV, 20 kV and 30 kV, the electron beams penetrate to a depth of 0.62 µm, 2.48 µm and 538 µm, respectively.
Die geeignete Temperatur und Zeit für die Behandlung sollten in Abhängigkeit von der gewünschten Beschleunigungsspannung der Elektronenstrahlen und den Bedingungen des Ionenaustausches gewählt werden, so daß das Molverhältnis von Na₂O zu der Gesamtmenge an Na₂O und K₂O 0,4 bis 0,65 beträgt. Im allgemeinen erfordern der Ionenaustausch und die Wärmebehandlung eine höhere Temperatur und eine längere Zeit, wenn die gewünschte Beschleunigungsspannung der Elektronenstrahlen zunimmt.The appropriate temperature and time for treatment should depend on the desired Accelerating voltage of the electron beams and the Conditions of ion exchange can be chosen so that the molar ratio of Na₂O to the total amount of Na₂O and K₂O is 0.4 to 0.65. Generally require the ion exchange and heat treatment a higher one Temperature and a longer time if the desired Accelerating voltage of the electron beams increases.
Gemäß der siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird Kaliumnitrat als geschmolzenes Salz, das Kaliumionen enthält, verwendet. In diesem Fall sollte das geschmolzene Salz vorzugsweise bei 440 bis 480°C gehalten werden, und die Eintauchzeit sollte vorzugsweise 0,5 bis 4 h betragen, und die Wärmebehandlung sollte bei 440 bis 480°C über 1 bis 10 h durchgeführt werden.According to the seventh embodiment of the present invention Potassium nitrate as a molten salt, the potassium ion contains, used. In this case, the melted one Salt are preferably kept at 440 to 480 ° C, and the immersion time should preferably be 0.5 to 4 hours, and the heat treatment should be at 440 to 480 ° C above 1 up to 10 hours.
Gemäß der fünften, sechsten und siebten erfindungsgemäßen
Ausführungsform wird Natriumcarbonat-Calciumoxid-Siliciumdioxid-Glas
verwendet. Die bevorzugte Zusammensetzung des
Glases ist in Tabelle 1 gezeigt.
KomponenteGew.-%According to the fifth, sixth and seventh embodiment of the invention, sodium carbonate-calcium oxide-silica glass is used. The preferred composition of the glass is shown in Table 1.
Component weight%
SiO₂50-75 Al₂O₃0,5-2,5 MgO0-4,5 CaO5,0-14,0 Na₂O5,0-16,0 K₂O0-2,0 Fe₂O0-1,0 TiO₂0-0,5 SO₃0-0,5SiO₂50-75 Al₂O₃0.5-2.5 MgO0-4.5 CaO5.0-14.0 Na₂O5.0-16.0 K₂O0-2.0 Fe₂O0-1.0 TiO₂0-0.5 SO₃0-0.5
Das gemäß der fünften, sechsten und siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendete Glas sollte eine solche Zusammensetzung besitzen, daß das Alkalimetalloxid 5 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise 10 Gew.-% oder mehr in dem Glas ausmacht und daß das Natriumoxid 65 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise 80 Gew.-% oder mehr des Alkalimetalloxids ausmacht. Wenn eine Zusammensetzung außerhalb dieses Bereichs verwendet wird, besitzt das Glas eine schlechte Beständigkeit gegenüber einer Verfärbung durch Elektronenstrahlen.According to the fifth, sixth and seventh Glass used in the embodiment of the invention should have such a composition that the Alkali metal oxide 5% by weight or more, preferably 10% by weight or more in the glass and that that Sodium oxide 65% by weight or more, preferably 80% by weight or more of the alkali metal oxide. When a Composition is used outside this range the glass has poor resistance to discoloration due to electron beams.
Gemäß der fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Oberflächenschicht des Glases bis zu einer Tiefe des Maximalbereichs so modifiziert, daß das Molverhältnis von Na₂O zu der Gesamtmenge an Na₂O und K₂O 0,4 bis 0,65 beträgt. Die Natriumionen und Kaliumionen, die zusammen in der Oberflächenschicht vorliegen, sind weniger mobil in dem Glas und bilden deshalb kaum Kolloide von Alkalimetallatomen. Aus diesem Grund ist der erfindungsgemäße Glasgegenstand gegen eine Verfärbung durch Elektronenstrahlen geschützt.According to the fifth embodiment of the present invention the surface layer of the glass to a depth of Maximum range modified so that the molar ratio of Na₂O to the total amount of Na₂O and K₂O 0.4 to 0.65 is. The sodium ions and potassium ions combined in the surface layer are less mobile in the glass and therefore hardly form colloids of Alkali metal atoms. For this reason, the Glass object according to the invention against discoloration protected by electron beams.
Wenn Natriumionen, Kaliumionen und Lithiumionen zusammen in der Oberflächenschicht vorliegen, entfärbt sich der Glasgegenstand weniger als wenn zwei Arten von Alkaliionen zusammen darin vorliegen.When sodium ions, potassium ions and lithium ions together are present in the surface layer, the discolors Glass object less than when two kinds of alkali ions present together in it.
Erfindungsgemäß ist es nicht notwendig, Glas einer speziellen Zusammensetzung zu verwenden, das eine große Menge an Kaliumoxid enthält zur Verhinderung einer Verfärbung durch Elektronenstrahlen. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Glasgegenstands benötigt deshalb keinen speziellen Ofen oder ein teures Ausgangsmaterial. Der erfindungsgemäße Glasgegenstand ist in seiner Beständigkeit gegenüber einer Verfärbung durch erfindungsgemäße Glasgegenstand ist in seiner Beständigkeit gegenüber einer Verfärbung durch Elektronenstrahlen im Vergleich zu bekanntem Glas für Bildröhren von Farbfernsehern überlegen.According to the invention, it is not necessary to have a glass to use special composition that is a great Amount of potassium oxide contains to prevent Discoloration due to electron beams. The production of the Glass article according to the invention therefore does not require any special oven or an expensive raw material. The glass object according to the invention is in its Resistance to discoloration glass object according to the invention is in its Resistance to discoloration Electron beams compared to known glass for Superior picture tubes from color TVs.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.The following examples illustrate the invention.
Eine Glasplatte mit einer Breite von 300 mm, einer Länge von 370 mm und einer Höhe von 50 mm mit einer flachen Oberfläche, wie in Fig. 1 gezeigt, wurde aus einer Natriumcarbonat-Calciumoxid-Lithiumdioxid-Glasplatte, die durch ein Float-Verfahren gebildet worden war, durch Erwärmen und Vakuumformen in Kombination mit Pressen hergestellt. Nach einer Vorbehandlung bei etwa 200°C über etwa 30 min wurde die Glasplatte in ein geschmolzenes Salzbad, das aus Kaliumnitrat und Lithiumnitrat zusammengesetzt war, bei 460°C über 2 h getaucht. Der Gehalt an Lithiumnitrat in dem geschmolzenen Salzbad betrug 0 Mol-% in Vergleichsbeispiel 1, 0,04 Mol-% in Beispiel 1, 0,15 Mol-% in Beispiel 2 und 0,04 Mol-% in Beispiel 3. Nach dem Eintauchen wurde die Glasplatte gewaschen.A glass plate with a width of 300 mm, a length of 370 mm and a height of 50 mm with a flat surface as shown in Fig. 1 was made of a sodium carbonate-calcium oxide-lithium dioxide glass plate, which was formed by a float process had been produced by heating and vacuum molding in combination with presses. After pretreatment at about 200 ° C for about 30 minutes, the glass plate was immersed in a molten salt bath composed of potassium nitrate and lithium nitrate at 460 ° C for 2 hours. The content of lithium nitrate in the molten salt bath was 0 mol% in Comparative Example 1, 0.04 mol% in Example 1, 0.15 mol% in Example 2 and 0.04 mol% in Example 3. After immersion the glass plate was washed.
Tabelle 2 zeigt die durchschnittliche Konzentration (Gew.-%) an Lithiumoxid in der Oberflächenschicht bis zu einer Tiefe von 10 µm von der Oberfläche der Glasplatte. Tabelle 2 zeigt ebenfalls das Molverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) in der gleichen Oberflächenschicht.Table 2 shows the average concentration (Wt .-%) of lithium oxide in the surface layer up to a depth of 10 µm from the surface of the glass plate. Table 2 also shows the molar ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) in the same surface layer.
Die durch das vorstehende Verfahren erhaltene Glasplatte wurde mit Elektronenstrahlen über 300 h unter Verwendung einer Elektronenkanone (Kathodenspannung: 21 kV, Kathodenstrom: 30 µA und Oberflächenstromdichte: 100 µA/cm²) bestrahlt. Danach wurde die Glasplatte auf ihre Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 400 nm geprüft. Die Änderung der Extinktion ln (T₀/T) wird in Tabelle 2 gezeigt. (T₀ und T bedeuten die Lichtdurchlässigkeit vor und nach Bestrahlung mit Elektrodenstrahlen.)The glass plate obtained by the above method was irradiated with electron beams for 300 hours using an electron gun (cathode voltage: 21 kV, cathode current: 30 µA and surface current density: 100 µA / cm²). The glass plate was then checked for light transmission at a wavelength of 400 nm. The change in absorbance ln (T ₀ / T) is shown in Table 2. (T ₀ and T mean the light transmission before and after irradiation with electrode beams.)
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die Braunfärbung in den Beispielen 1 bis 3 (worin die Konzentration an Lithiumnitrat 0,04 bis 0,4 Mol-% ist) geringer ist als in Vergleichsbeispiel 1 (worin kein Lithiumnitrat enthalten ist). Es wurde gefunden, daß die Oberflächenschicht der Glasplatte eine Kompressionspannung aufweist, wodurch die Glasplatte eine erhöhte Festigkeit besitzt. From Table 2 it can be seen that the brown color in the Examples 1 to 3 (wherein the concentration of Lithium nitrate is 0.04 to 0.4 mol%) is less than in Comparative Example 1 (which does not contain lithium nitrate is). It was found that the surface layer of the Glass plate has a compression voltage, which causes the Glass plate has an increased strength.
Eine Glasplatte mit einer Breite von 300 mm, einer Länge von 370 mm und einer Höhe von 50 mm mit einer flachen Oberfläche, wie in Fig. 1 gezeigt, wurde aus einer Glasplatte mit der in Tabelle 3 gezeigten Zusammensetzung durch Erwärmen und Vakuumformen in Kombination mit Pressen hergestellt. Nach einer Vorbehandlung bei etwa 200°C über etwa 30 min wurde die Glasplatte in ein geschmolzenes Salz aus Kaliumnitrat bei 460°C über 2 h getaucht. Nach dem Eintauchen wurde die Glasplatte gewaschen. Zum Vergleich wurde die gleiche Glasplatte aus Glas für Farbfernsehbildröhren mit der in Tabelle 4 gezeigten braunfärbungsbeständigen Zusammensetzung hergestellt (Vergleichsbeispiel 3). A glass plate with a width of 300 mm, a length of 370 mm and a height of 50 mm with a flat surface as shown in Fig. 1 was made from a glass plate having the composition shown in Table 3 by heating and vacuum molding in combination with Presses. After pretreatment at about 200 ° C for about 30 minutes, the glass plate was immersed in a molten salt of potassium nitrate at 460 ° C for 2 hours. After immersion, the glass plate was washed. For comparison, the same glass plate made of glass for color television picture tubes was made with the brown color resistant composition shown in Table 4 (Comparative Example 3).
KomponenteGew.-% Component weight%
SiO₂56,8 Al₂O₃2,07 MgO0,83 CaO0,23 SrO9,1 BaO11,5 ZnO2,41 Li₂O0,41 Na₂O7,2 K₂O7,23 CeO₂0,63 TiO₂0,57 ZrO₂1,73 Fe₂O₃0,035 Sb₂O₃0,14SiO₂56.8 Al₂O₃2.07 MgO 0.83 CaO 0.23 SrO9.1 BaO11.5 ZnO2.41 Li₂O0.41 Na₂O7.2 K₂O7.23 CeO₂0.63 TiO₂0.57 ZrO₂1.73 Fe₂O₃0.035 Sb₂O₃0.14
Tabelle 5 zeigt das Gewichtsverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) in der gleichen Oberflächenschicht der Glasplatte bis zu einer Tiefe von 2,5 µm von der Oberfläche.Table 5 shows the weight ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) up in the same surface layer of the glass plate to a depth of 2.5 µm from the surface.
Ein Teststück bzw. Prüfling, der von der durch das vorstehende Verfahren erhaltenen Glasplatte ausgeschnitten wurde, wurde mit Elektronenstrahlen über 300 h unter Verwendung einer Elektronenkanone (Kathodenspannung: 20 kV, Kathodenstrom: 300 µA und Oberflächenstromdichte: 1,00 µA/cm²) bestrahlt. Danach wurde die Glasplatte auf ihre Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 400 nm überprüft. Die Extinktionsänderung ln (T₀/T) wird in Tabelle 5 gezeigt. (T₀ und T bedeuten die Lichtdurchlässigkeit vor und nach der Bestrahlung mit Elektronenstrahlen.)A test piece cut out from the glass plate obtained by the above method was irradiated with electron beams for 300 hours using an electron gun (cathode voltage: 20 kV, cathode current: 300 µA and surface current density: 1.00 µA / cm²). The glass plate was then checked for light transmission at a wavelength of 400 nm. The change in absorbance ln (T ₀ / T) is shown in Table 5. (T ₀ and T mean the light transmission before and after irradiation with electron beams.)
Aus Tabelle 5 ist ersichtlich, daß die Glasplatten der Beispiele 4 bis 6 (worin die Konzentration an Lithiumoxid 0,2 bis 1,0 Gew.-% beträgt) eine gute Beständigkeit gegenüber einer Braunfärbung besitzen. Es wurde gefunden, daß eine Kompressionsspannung (80 kg/cm²) in der Oberflächenschicht der Glasplatte vorliegt, wodurch die Glasplatte eine erhöhte Festigkeit besitzt. From Table 5 it can be seen that the glass plates of Examples 4 to 6 (wherein the concentration of lithium oxide 0.2 to 1.0 wt .-%) is a good resistance have a brown color. It was found, that a compression tension (80 kg / cm²) in the Surface layer of the glass plate is present, whereby the Glass plate has an increased strength.
Eine 3 mm dicke Glasplatte, die durch ein Float-Verfahren
gebildet worden war, mit der in Tabelle 6 angegebenen
Zusammensetzung wurde einem Ionenaustausch ausgesetzt. Die
Glasplatte wurde mit Elektronenstrahlen bestrahlt. Die
durch die Bestrahlung verursachte Verfärbung wurde durch
Messen der Änderung der Durchlässigkeit bewertet.
KomponenteGew.-%A 3 mm thick glass plate, which had been formed by a float process and had the composition shown in Table 6, was subjected to ion exchange. The glass plate was irradiated with electron beams. The discoloration caused by the irradiation was evaluated by measuring the change in permeability.
Component weight%
SiO₂72,92 Al₂O₃1,70 MgO3,83 CaO7,52 Na₂O13,38 K₂O0,70 Fe₂O₃0,08 SO₃0,30SiO₂72.92 Al₂O₃1.70 MgO3.83 CaO7.52 Na₂O13.38 K₂O0.70 Fe₂O₃0.08 SO₃0.30
Der Ionenaustausch wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:The ion exchange was carried out under the following conditions carried out:
geschmolzenes Salz:Kaliumnitrat (Reinheit 99,9%): 99,975 Mol-%
Strontiumnitrat: 0,025 Mol-%
Badtemperatur:460°C
Eintauchzeit:1 hmolten salt: potassium nitrate (purity 99.9%): 99.975 mol%
Strontium nitrate: 0.025 mol% bath temperature: 460 ° C immersion time: 1 h
Die Bestrahlung mit Elektronenstrahlen wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:The radiation with electron beams was among the following conditions:
Beschleunigungsspannung:10 kV Oberflächenstromdichte:2,0 µA/cm² Strahlungszeit:200 hAcceleration voltage: 10 kV Surface current density: 2.0 µA / cm² Radiation time: 200 h
Das so erhaltene Teststück wurde auf seine Lichtdurchlässigkeit mit einer Wellenlänge von 400 nm geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt. The test piece thus obtained was placed on its Light transmission with a wavelength of 400 nm checked. The results are shown in Table 7.
Das Molverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) in der Oberflächenschicht der vorstehend genannten Glasplatte wurde unter Verwendung eines Röntgenmikroanalysengeräts (XMA) gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 gezeigt (durchgezogene Linie).The molar ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) in the surface layer of the aforementioned glass plate was measured using an X-ray microanalyzer (XMA). The results are shown in Fig. 2 (solid line).
In Vergleichsbeispiel 4 wurde die vorstehend genannte Glasplatte mit geschmolzenem Kaliumnitrat bei 480°C über 1 h behandelt, und die behandelte Glasplatte wurde auf ihre Lichtdurchlässigkeit (400 nm) vor und nach Bestrahlung mit Elektronenstrahlen geprüft. In Vergleichsbeispiel 5 wurde eine im Handel erhältliche Glasplatte für Farbbildröhren auf ihre Lichtdurchlässigkeit (400 nm) vor und nach Bestrahlung mit Elektronenstrahlen geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt. Das Molverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) in der Oberflächenschicht der Platte des Vergleichsbeispiels 5 wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 gezeigt (durchbrochene Linie). Aus Tabelle 7 und Fig. 2 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Glasplatte in ihrer Durchlässigkeit nach Bestrahlung mit Elektronenstrahlen weniger abnimmt als die der Vergleichsbeispiele 4 und 5.In Comparative Example 4, the above glass plate was treated with molten potassium nitrate at 480 ° C for 1 hour, and the treated glass plate was checked for its light transmittance (400 nm) before and after irradiation with electron beams. In Comparative Example 5, a commercially available glass plate for color picture tubes was checked for its light transmittance (400 nm) before and after irradiation with electron beams. The results are shown in Table 7. The molar ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) in the surface layer of the plate of Comparative Example 5 was measured. The results are shown in Fig. 2 (broken line). From Table 7 and Fig. 2 it can be seen that the transparency of the glass plate according to the invention decreases less after irradiation with electron beams than that of Comparative Examples 4 and 5.
Eine 3 mm dicke Glasplatte, gebildet durch ein Float-Verfahren, mit der in Tabelle 6 angegebenen Zusammensetzung wurde einem Ionenaustausch und einer anschließenden Wärmebehandlung ausgesetzt. Die Glasplatte wurde mit Elektronenstrahlen bestrahlt. Die durch die Bestrahlung verursachte Verfärbung wurde durch Messen der Änderung der Lichtdurchlässigkeit bewertet.A 3 mm thick glass plate, formed by a Float method, with that given in Table 6 Composition was one ion exchange and one then subjected to heat treatment. The glass plate was irradiated with electron beams. The through the Irradiation discoloration was determined by measuring the Change in light transmittance rated.
Der Ionenaustausch wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:The ion exchange was carried out under the following conditions carried out:
geschmolzenes Salz:Kaliumnitrat (Reinheit 99,9%):
99,9 Gew.-%
Lithiumnitrat: 0,1 Gew.-%
Badtemperatur:460°C
Eintauchzeit:3 h
Wärmebehandlung:bei 460°C über 4 h.molten salt: potassium nitrate (purity 99.9%): 99.9% by weight
Lithium nitrate: 0.1% by weight bath temperature: 460 ° C immersion time: 3 h heat treatment: at 460 ° C for 4 h.
Die Bestrahlung mit Elektronenstrahlen wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:The radiation with electron beams was among the following conditions:
Beschleunigungsspannung:10 kV Oberflächenstromdichte:35 µA/cm² Bestrahlungszeit:20 hAcceleration voltage: 10 kV Surface current density: 35 µA / cm² Irradiation time: 20 h
Das so erhaltene Teststück wurde auf seine Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 400 nm geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt. The test piece thus obtained was placed on its Light transmission at a wavelength of 400 nm checked. The results are shown in Table 8.
Das Molverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) in der Oberflächenschicht der vorstehend genannten Glasplatte wurde unter Verwendung eines Röntgenmikroanalysengeräts (XMA) gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 gezeigt (durchgezogene Linie). Fig. 4 zeigt das Molverhältnis von Li₂O/(Li₂O + Na₂O + K₂O) in dem Beispiel 8.The molar ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) in the surface layer of the aforementioned glass plate was measured using an X-ray microanalyzer (XMA). The results are shown in Fig. 3 (solid line). Fig. 4 shows the molar ratio of Li₂O / (Li₂O + Na₂O + K₂O) in Example 8.
In Vergleichsbeispiel 6 wurde die vorstehend genannte Glasplatte einem Ionenaustausch ausgesetzt, jedoch keiner Wärmebehandlung. In Vergleichsbeispiel 7 hatte eine im Handel erhältliche Glasplatte für Farbbildröhren die in Tabelle 4 angegebene Zusammensetzung. Die Glasplatten der Vergleichsbeispiele 4 und 7 wurden auf ihre Lichtdurchlässigkeit (400 nm) vor und nach Bestrahlung mit Elektronenstrahlen geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt. Das Molverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) in der Oberflächenschicht der Platte des Vergleichsbeispiels 6 wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 gezeigt (durchbrochene Linie). Aus Tabelle 8 und Fig. 3 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Glasplatte in ihrer Lichtdurchlässigkeit nach Bestrahlung mit Elektronenstrahlen weniger abnimmt als die der Vergleichsbeispiele 6 und 7.In Comparative Example 6, the above glass plate was subjected to ion exchange, but no heat treatment. In Comparative Example 7, a commercially available glass plate for color picture tubes had the composition shown in Table 4. The glass plates of Comparative Examples 4 and 7 were checked for their light transmittance (400 nm) before and after irradiation with electron beams. The results are shown in Table 8. The molar ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) in the surface layer of the plate of Comparative Example 6 was measured. The results are shown in Fig. 3 (broken line). From Table 8 and Fig. 3 it can be seen that the glass plate according to the invention decreases in light transmission after irradiation with electron beams less than that of Comparative Examples 6 and 7.
Eine 3 mm dicke Glasplatte, gebildet durch ein Float-Verfahren, mit der in Tabelle 6 angegebenen Zusammensetzung wurde einem Ionenaustausch und nachfolgender Wärmebehandlung ausgesetzt. Die Glasplatte wurde mit Elektronenstrahlen bestrahlt. Die durch die Bestrahlung verursachte Verfärbung wurde durch Messen der Änderung der Lichtdurchlässigkeit bewertet.A 3 mm thick glass plate, formed by a Float method, with that given in Table 6 Composition was an ion exchange and Subsequent heat treatment exposed. The glass plate was irradiated with electron beams. The through the Irradiation discoloration was determined by measuring the Change in light transmittance rated.
Der Ionenaustausch wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:The ion exchange was carried out under the following conditions carried out:
geschmolzenes Salz:Kaliumnitrat: (Reinheit 99,9%) Badtemperatur:460°C Eintauchzeit:2 h Wärmebehandlung:bei 460°C über 4 h.molten salt: potassium nitrate: (purity 99.9%) Bath temperature: 460 ° C Immersion time: 2 h Heat treatment: at 460 ° C for 4 h.
Die Bestrahlung mit Elektronenstrahlen wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:The radiation with electron beams was among the following conditions:
Beschleunigungsspannung:10 kV Oberflächenstromdichte:2,0 µA/cm² Bestrahlungszeit:200 hAcceleration voltage: 10 kV Surface current density: 2.0 µA / cm² Irradiation time: 200 h
Das so erhaltene Teststück wurde auf seine Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 400 nm geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 gezeigt.The test piece thus obtained was placed on its Light transmission at a wavelength of 400 nm checked. The results are shown in Table 9.
Das Molverhältnis von Na₂O/(Na₂O + K₂O) in der Oberflächenschicht der vorstehend genannten Glasplatte wurde unter Verwendung eines Röntgenmikroanalysengeräts (XMA) gemessen. Die Ergebnisse sind fast die gleichen wie in Fig. 3 gezeigt durchgezogene Linie).The molar ratio of Na₂O / (Na₂O + K₂O) in the surface layer of the aforementioned glass plate was measured using an X-ray microanalyzer (XMA). The results are almost the same as the solid line shown in Fig. 3).
In Vergleichsbeispiel 8 wurde die vorstehend genannte Glasplatte einem Ionenaustausch, jedoch keiner Wärmebehandlung ausgesetzt. In Vergleichsbeispiel 9 hatte eine im Handel erhältliche Glasplatte für Farbbildröhren die in Tabelle 4 gezeigte Zusammensetzung. Die Glasplatten der Vergleichsbeispiele 8 und 9 wurden auf ihre Lichtdurchlässigkeit (400 nm) vor und nach Bestrahlung mit Elektronenstrahlen geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 gezeigt. Das Molverhältnis von Na₂O/Na₂O + K₂O) in der Oberflächenschicht der Platte des Vergleichsbeispiels 8 wurde gemessen. Die Ergebnisse sind fast die gleichen wie in Fig. 3 gezeigt (durchbrochene Linie). Aus Tabelle 9 und Fig. 3 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Glasplatte in ihrer Lichtdurchlässigkeit nach Bestrahlung mit Elektronenstrahlen viel weniger abnimmt als die der Vergleichsbeispiele 8 und 9.In Comparative Example 8, the above glass plate was subjected to ion exchange but no heat treatment. In Comparative Example 9, a commercially available glass plate for color picture tubes had the composition shown in Table 4. The glass plates of Comparative Examples 8 and 9 were checked for their light transmittance (400 nm) before and after irradiation with electron beams. The results are shown in Table 9. The molar ratio of Na₂O / Na₂O + K₂O) in the surface layer of the plate of Comparative Example 8 was measured. The results are almost the same as shown in Fig. 3 (broken line). From Table 9 and Fig. 3 it can be seen that the glass plate according to the invention decreases in its light transmission after irradiation with electron beams much less than that of Comparative Examples 8 and 9.
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JP2438187A JPH07102981B2 (en) | 1987-02-04 | 1987-02-04 | Glass panel irradiated with electron beam and method for manufacturing the same |
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JP62241592A JPH06104581B2 (en) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | Method for producing glass article in which coloring by electron beam is prevented |
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