DE955990C

DE955990C - Verfahren zur Herstellung von Glas

Info

Publication number: DE955990C
Application number: DES30981A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Harry Kalsing
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1952-11-06
Filing date: 1952-11-06
Publication date: 1957-01-10

Description

Verfahren zur Herstellung von Glas Die Erfindung betrifft ain neues Verfahren zur Herstellung eines Glases, das hohe chemische Beständi,glceit, geringe thermische Ausdehnung sowie einen reIativ.niedrigen Schmelzberaich besitzt.
Um ein chemisch widerstandsfähiges Glas zu erhalten, muB der Kieselsäuregehalt des Glases möglichst .hoch gewählt werden. Die bekannten Gläser mit erhöhtem Kieselsäuregehalt z.etigen heispiel.sw@e:is.e folgende Zusammensetzung: 82 % Si 02, 1 2 % B2 03, z % A12 03, 5 °/o Nag O, wobei eventuell noch .andere Bestandteile in Spurenmengen als zufällige Verunreinigungen vorhanden sein können. Die bei diesen kieselsäurereichen Glassorten erreichte erhöhte Temp@eraturwechselbeständtigkeit ist für viele Verwendungszwecke notwendig, beispielsweise für die Herstellung von Geräten für die ch.emische und pharmazeutische Industrie, gewisse Beleuchtungsgläser, Schutzgläser und sonstige Erzeugnisse aus Glas, @die Betriebstemperaturen über 200° annehmen. Diese Gläser stellen daher wertvolle und gesuchte Glassorten @dar.
Wegen des geringen Fl:ußm.ittelgebalts lassen sich aber diese bisher bekannten Gläser der betreffenden Art nur schwer erschmelzen und verlangen Schmelz- und Läutertemperaturen bis i650°. Die Schmelzgefäße müssen besonders schwer schmelzbar sein und aus kostspieligen Rohstoff°_n hergestellt sein. Auch der Brennstoffaufwand ist erheblich höher als bei normalen Gläsern.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, die Erschmelzbarkeit derartiger kieselsäurereicher Glassorten zu erleichtern und die Herstellung dieser Gläser damit wesentlich zu verbilligen.
Ausgehend von dem bekannten Grundgesetz der physikalischen Chemie läßt sich der. Schmelzpunkt eines Stoffes - von seltenen, hier nicht interessierenden Ausnahmen abgesehen -herabsetzen, wenn andere Stoffe zugesetzt werden, da Mischungen bei tieferer Temperatur schmiedzen als die reinen Ausgangsstoffe. Es isst hierbei; nicht notwendig, daß eine chemische Reaktion .einsetzt. Bei Ader Glasschmelze wirken,die Zusätze von.Alkalien und Erdalkalioxyden aber als Flußmittel und setzen den Schmelzpunkt des Quarzes energisch herab. Durch zu starke Erhöhung der Flußm.i.ttelzusätze verliert das Glas allerdings seinen Glascharakter und neigt stark zur Entglasung oder Kristallisation.
Bei dem bekannten Glas der oben angegebenen Zusammensetzung können als Flußmittel nur Natron und Borsäure zugesetzt werden. Diese Zusätze lassen sich nicht über die angegebene Zusammensetzung wesentlich erhöhen, weil die typischen Eigenschaften - hohe chemische Beständigkeit und niedriger Ausdehnungskoeffizient - sonst beeinträchtigt werden.
Erfindungsgemäß wird die Erschmelzbarkeit kieselsäurereicher Gläser dadurch verbessert, daß man nicht einige -wenige Flußmittel in größerer Menge zusetzt, sondern möglichst viele Flußmittel in kleinen Mengen; die jedes für sich die Erschmelzbark eit nur wenig verbessern und die Eigenschaften nur wenig verändern, in ihrer Gesamtheit aber auf die Erschmelzbarkei:t einen großen Einfluß haben, weil sie alle in gleicher Richtung wirken, auf die Eigenschaften aber praktisch. in der GesaIntheit kaum einen Einfluß haben, weil jedes einzelne sich. in verschiedener Richtung auswirkt, wobei sie sich gegenseitig kompensieren können.
Ein Glas, das erheblich leichter schmilzt und läutert als ein Glas vom Typus: des eingangs als . bekannt erwähnten. Glases, aber sehr ähnliche Eigenschaften hat, wie lineare thermische Ausdehnung von etwa 40 X 10 -7 oder weniger, chemische Beständigkeit entsprechend der I. hydrolytischen Klasse und hohe T:emperaturwechselbeständigkeit und Entglasungsfestsgkeit, läßt sich erfindungsgemäß z. B. nach folgender oxydischer gewichtsprozentiger Zusammensetzung erschmelzen:

Bei solchen Zusammensetzungen kann die Ersch,melzbarkeit noch weitererleichtert werden, wenn jeder Glasbildner durch verschiedene Rohstoffe eingeführt wird. Die Tonerde kann also teilweise als Feldspat, Natriumaluminat, Aluminiumsulfat und Tonerd'ehydrat eingeführt werden. Zwischen diesen kahstoffm.ischungen setzen schon bei tieferer Temperatur Reaktionen in festem Zustand ein, durch die die Schmelze vorgebildet wird.
Der Kieselsäuregehalt soll in den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gläsern mindesten 75 0/0 betragen. Die Zahl der Flußm.ittel, die in kleinen Mengen zugesetzt werden, soll mindestens zehn betragen, um die Wirkung nach der Erfindung zu erreichen. je nach verwendetem Rohstoff sollen dlieFlußmittelmengen jeweils etwa zwischen o,1 und 5,50/0 liegen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht durch einen planmäßigen Zusatz von einer Vielzahl von Flußimitteln in jeweils nur geringen Konzentrationen über das :in der Glastechnik übliche hinaus, die bisher sich nicht vereinbarenden Eigenschaften von erhöhter Widerstandsfähigkeit und relativ niederem Schmelzbereich in :einfacher Weise zu vereinigen. Das Erschmelzen von wertvollen Gläsern mit K.i"eselsäur°gehalt von über 750/0 ist nunmehr bei niedrigeren Temperaturen möglich, als dies bei dien bisher bekannten Zusammensetzungen, bei denen nur einige wenige Flußmittel in relativ hohen Konzentrationen vorhanden sind., der Fall ist, wodurch sich eine wesentlich,- Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung ergibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Glas mit mindestens 75,9/o, Kieselsäure von ,hoher chemischer Widerstandisfähigkeit und geringer thermischer Ausdehnung, dadurch gekennzeichnet, ,daß .das Glas zur Erleichterung des Schmelzvorganges unter Verwendung von mindestens zehn verschiedenen Flußmitteln erschmolzen wird; deren Menge im einzelnen so gering ist, daß in kaltem Zustand praktisch keine Beeinträchtigung der Beständigkeit ödes Glases gegen chemische Angriffe, des niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und erhöhter Temperaturwechselbeständ,igkeit eintritt und je Rohstoff etwa zwischen o, i und 5,50/0 liebt. z. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Einführung jedes Glasbildners durch verschiedene Rohstoffe. In, Betracht gezogene Druckschriften: Dr. Thiene, Hermann, »Glas«, II. Band, Jena, 1939 s. 952, 953 und 954.