Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wyrobu przedmiotów szklanych i jest o- party na spostrzezeniu, ze szklo, posiada¬ jace pewien swoisty sklad, mieszczacy sie w pewnych strefach ukladu potrójnego R20—B20%—Si02 (w którym R oznacza sód, potas, lit lub ich mieszaniny), dzieli sie w razie poddania tego szkla specjalnej ob¬ róbce cieplnej, opisanej ponizej, na dwie fazy, które ujawniaja sie przez to, iz w szkle powstaje zjawisko opalescencji o kolorze blado niebieskim. Jedna z tych faz jest bardzo bogata w krzem (faza ta jest nazywana ponizej faza nierozpuszczal¬ na), a druga faza jest bardzo bogata, w al- kalja i tlenek boru (faza ta jest nazywana ponizej faza rozpuszczalna), Faza rozpuszczalna rozpuszcza sie w kwasach i moze byc wylugowywana z fazy nierozpuszczalnej, której pozostalosc po¬ siada wtedy postac bryly o sztywnej budo¬ wie komórkowej i zachowuje pierwotne ksztalty bryly szkla, poddanego powyz¬ szej obróbce, przyczem lugowanie lub prze- plókiwanie fazy nierozpuszczalnej czysta woda prowadzi do dalszego oczyszczenia tej fazy.Przedmiot, otrzymany w taki sposób i utworzony z bardzo bogatej w krzemionke fazy nierozpuszczalnej, moze byc powoli nagrzewamy w celu wydalenia zen wody, a nastepnie moze byc ponownie zeszklony przez ogrzewanie do 900°C lub nawet wy¬ zej, w celu otrzymania jednorodnego wy-roW przez^dcfcystego, którego sklad zawie¬ ra w przyblizeniu 5%\ B203, 5% R20, reszte tworzy Si02.Wynalazek niniejszy, mówiac ogólnie, obejmuje wiec sposób, na który skladaja sie zabiegi nastepujace: stapianie szkla, na¬ dawanie mu okreslonego ksztaltu, rozdzie¬ lanie szkla na dwie fazy zapomoca odpo¬ wiedniej obróbki cieplnej oraz rozpuszcza¬ nie jednej z tych faz.Na rysunku uwidocznione sa trójosio¬ we wykresy, przedstawiajace niektóre u- klady potrójne, przyczem) fig. 1 przedsta¬ wia wykres ukladu Na20—B2Oz-—Si02\ fig. 2 — wykres ukladu K2O—B203—SiO2, a fig. 3—wykres ukladu Li20—B203—Si02.Przy stosowaniu) wynalazku sklad szkla dobiera sie odpowiednio do rozwazan, po¬ danych szczególowo ponizej przy rozpa¬ trywaniu ukladu potrójnego' R20—B203— —Si02. Odpowiednie szklo bedzie posia¬ dalo sklad: 75% Si021 5% Na20 i 20% B203.Obrane skladniki szkla stapia sie w zwykly sposób, najlepiej w piecu plomien¬ nym, lub w taki sposób, aby otrzymac moz¬ liwie najbardziej jednorodny stop, poczem szklo przerabia sie w zwykly sposób na pozadane wyroby, np. dzbanki, butelki, rurki, talerze, arkusze i t, d.Nastepnie szklo poddaje sie obróbce cieplnej, której rodzaj zalezy w pewnym stopniu od obranego skladu szkla i która w razie obróbki szkla o podanym powyzej skladzie polega (najlepiej) na ogrzewaniu szkla w ciagu 3 dni w temperaturze 525°C.Tez same wyniki moga byc w praktyce o- siagniete przez ogrzewanie szkla w wyz¬ szej temperaturze w ciagu krótszego okre¬ su czasu, np. w 600°C w ciagu niewielu go¬ dzin, lub przez ogrzewanie w nizszej tem¬ peraturze przez dluzszy okres czasu. Wy¬ bór rodzaju obróbki cieplnej zalezy ponad¬ to od szybkosci, z jaka ochladzano obra¬ biany przedmiot podczas jego wytwarza¬ nia; np. przy grubosci scianek przedmiotu, równej 4 — 6 mm, najlepsze wyniki (z najmniejszym odsetkiem pózniejszych bra¬ ków z powodu pekniec) osiaga sie przez obróbke cieplna przedmiotów powyzszych w temperaturze 600 — 650°C w ciagu dwóch godzin lub nawet krócej, podczas gdy w razie obróbki przedmiotów o cien¬ kich sciankach wyniki takie osiaga sie przez ogrzewanie w temperaturze 525°C w ciagu kilku dni.Ta obróbka cieplna, o ile zostanie prze¬ prowadzona wlasciwie, spowoduje rozdzie¬ lenie sie szkla, bardziej lub mniej calko¬ wite, na dwie wyraznie odmienne fazy, z których jedna jest bardzo bogata w tlenek boru oraz alkalja i jest rozpuszczalna w kwasach, a druga — jest bardzo bogata w krzemionke i nie rozpuszcza sie w kwa¬ sach, jak to juz wzmiankowano powyzej.W tern stadjum procesu szklo moze byc scharakteryzowaine bardziej lub mniej wy¬ razna opalescencja kolorem niebieskim, powodowana rozdzieleniem sie szkla na dwie fazy.Po dokonaniu obróbki cieplnej i wyza¬ rzeniu szkla zanurza sie je w kapieli kwa¬ sowej, zawierajacej (najlepiej) 3n kwas solny oraz 5n kwas siarkowy, przyczem ka¬ piel najlepiej jest utrzymywac w tempera¬ turze okolo 98°C.Traktowanie kwasami jest uskutecznia¬ ne w temperaturze pokojowej oraz w tem¬ peraturze wyzszej pod cisnieniami, osia- galnemi w autoklawach.Szklo pozostaje zanurzone w kapieli kwasowej przez okres czasu, zalezny od temperatury kapieli oraz grubosci warstw szkla, podlegajacych wylugowaniu.W temperaturze 98°C ten okres czasu wynosi w przyblizeniu jeden dzien na kazdy mm grubosci warstwy szkla, to jest przedmiot, którego scianki posiadaja gru¬ bosc — 2 mm, musi pozostac zanurzony w kapieli w ciagu dwóch dni, aby kwas prze¬ niknal go calkowicie, lecz dluzsze zanurze¬ nie (niz potrzeba do wylugowania szkla) ~ 2 —nie czyni zadnej szkody. Traktowanie kwa¬ sami, o ile zostanie przeprowadzone wla¬ sciwie, spowoduje calkowite rozpuszcze¬ nie sie w nich fazy rozpuszczalnej szkla.Przy koncu tego zabiegu wyroby powyz¬ sze sa bardziej czule na zmiany tempera¬ tury niz przedtem, wobec czego nalezy byc ostroznym i unikac raptownych zmian tem¬ peratury.Zamiast calkowitego wylugowywania fa¬ zy rozpuszczalnej szkla moze okazac sie w pewnych przypadkach bardziej pozadanem obrabianie szkla kwasami tylko na pewna okreslona glebokosc, z pozostawieniem we¬ wnetrznej warstewki szkla nietknieta. W takim przypadku traktowanie kwasami przerywa sie po osiagnieciu przemiany szkla na pozadana glebokosc, co latwo sie ustala przez zbadanie brzegów wzglednie krawedzi przedmiotu.Tak obrobione przedmioty podczas na¬ stepujacych zabiegów odwadniania i po¬ nownego zeszklania posiadaja sklonnosc do pekania wskutek naprezen, wytwarzaja¬ cych sie podczas tych zabiegów pomiedzy warstewka zewnetrzna (wylugowana lub u- wodrwoina) oraz warstewka wewnetrzna (niezmieniona); lecz takie czesciowe lugo¬ wanie i ponowne zeszklanie udawalo sie pomimo to pomyslnie w zastosowaniu do przedmiotów, posiadajacych postac malych plytek.Szklo, po potraktowaniu go kwasami, zostaje wymyte w celu usuniecia wszelkich sladów fazy rozpuszczalnej oraz wszelkich rozpuszczalnych zanieczyszczen, np. zela¬ za, potraktowanego juz kwasami. Mycie szkla moze byc uskuteczniane przez zanu¬ rzenie go na przeciag 10 lub 12 godzin w czystej wodzie biezacej w taki sposób, aby wystawic wszystkie wylugowane po¬ wierzchnie szkla na dzialanie wody. Przy¬ puszcza sie, ze usuniecie fazy rozpuszczal¬ nej pozostawia faze krzemionkowa w po¬ staci sztywnej i porowatej, podobnej do ze¬ lu. Faza ta zachowuje pierwotny ksztalt obrabianego przedmiotu i moze byc prze* noszona bez obawy pekniec, lecz z latwo¬ scia absorbuje tluszcze i inne obce mate- rjaly, któfe moga pozostawic slady na go¬ towym wyrobie. Najlepiej jest unikac do¬ tykania tych przedmiotów golemi rekami podczas calego okresu ich obróbki.Skoro przedmiot zostal juz w powyz¬ szy sposób wylugowamy i wymyty, to pod¬ daje sie go zabiegowi zeszklania przez dzialanie ciepla w celu usuniecia ze szkla wody i zmiany jego budowy komórkowej^ na nieporowata budowe szklista. Podczas odwadniania przedmiot staje sie bialy lub opalizuje, lecz staje sie przezroczystym skoro temperatura zostaje podniesiona do w przyblizeniu 900°C. Osiagniecie przezro1* czystosci szkla oznacza zakonczenie sie procesu zeszklania. Cieplem nalezy dzia¬ lac podczas podnoszenia sie temperatury o pierwsze kilkaset stopni tak powoli, aby przedmiot nie ulegl rozerwaniu na kawalki przez raptowne wydzielenie sie wody. Tem¬ perature podnosi sie do maximum 900 — 1000°C i na tej wysokosci utrzymuje sie ja w ciagu krótkiego czasu. Mozna równiez stosowac temperatury wyzsze z tern za¬ strzezeniem, ze przedmiot zostaje umie¬ szczony w formie, w celu unikniecia jego znieksztalcenia sie.Zeszklony przedmiot moze byc nastep¬ nie ochlodzony raptownie nawet przez za¬ nurzenie go w zimnej wodzie, poniewaz tworzywo przedmiotu stanowi teraz pra¬ wie czysta zeszklona krzemionka; tworzy¬ wo to zawiera ponadto tylko okolo 5% B203 oraz okolo 5%' Na2Q. Podczas ochla¬ dzania zachodzi skurczanie sie przedmiotu; które w przypadku szkla o podanym po¬ wyzej skladzie wynosi do 20%.W razie zyczenia zabieg ponownego ze¬ szklenia przedmiotu moze byc pominiety i moze byc zachowana porowata budowa przedmiotu, dzieki czemu przedmiot ten staje sie uzytecznym do najrozmaitszych celów, np, do wyrobu napoly przenikal-nych przepon, podlozy do katalizatorów wszelkiego rodzaju i t. d.Podczas pierwszych zabiegów wyrobu przedmiotu z pierwotnej masy szklanej zachodzi pewne ulatnianie sie tlenku boru i alkaljów. Wskutek tego warstewka ze¬ wnetrzna bedzie posiadala nieco odmien¬ ny sklad i bedzie ulegala nieco gorzej opi¬ sanej powyzej obróbce. Ta cienka war¬ stewka moze dzialac jako blonka ochron¬ na i zapobiegac dzialaniu kapieli kwasowej na szklo.Blonke te mozna jednak usunac, podda¬ jac szklo krótkiemu zabiegowi wytrawia¬ nia, polegajacemu na zanurzeniu przed¬ miotu w rozcienczonym kwasie fluorowodo¬ rowym. Wytrawianie moze byc wykonywa¬ ne przed lub po obróbce cieplnej przed¬ miotu. Wyrób.gotowy bedzie posiadal lep¬ szy wyglad zewnetrzny, jezeli wytrawianie bedzie poprzedzalo obróbke cieplna, lecz w pewnych okolicznosciach obróbka ciepl¬ na powoduje równiez ulatnianie sie pew¬ nych skladników z powierzchniowej war¬ stwy przedmiotu i wytwarzainie sie niepo- zadafluej blomki ochronnej. W tym przypad¬ ku dokonanie nastepnie zabiegu umiarko¬ wanego wytrawienia wystarczy do usunier cia tej blomki, poniewaz jest oma zwykle ciensza od blonki, wytwarzajacej sie w wyzszej temperaturze podczas pierwszych zabiegów wytwarzania przedmiotów.Ulatnianiu sie wzmiankowanych sklad¬ ników, które ujawnia sie podczas zabiegu obróbki cieplnej przedmiotu, mozna zapo¬ biec przez utrzymywanie w atmosferze ko¬ mory roboczej pieca wlasciwego stezenia (zawartosci) par tlenku boru i tlenków al¬ kaljów. Moze to jednak prowadzic rów¬ niez do wytwarzania sie blonki ochronnej, wskutek przylaczania sie tych substancyj do skladników warstwy zewnetrznej przed¬ miotu.Stwierdzono, ze tlenki, zwlaszcza tlenki zelaza i kobaltu, gromadza sie przewaznie w rozpuszczalnej fazie podczas obróbki cieplnej i odbywajacego sie podczas niej rozdzielania sie faz. Takie tlenki zostaja wiec calkowicie usuniete (praktycznie bio¬ rac) podczas zabiegu lugowania szkla kwa¬ sami.Wskutek tego szklo o skladzie odpo¬ wiednim, potraktowane wedlug tego spo¬ sobu, przepuszcza z latwoscia promienie pozafioletowe nawet w razie wytwarzania szkla z materjalów, zawierajacych zelazo.Do nalezytego zrozumienia wynalazku niniejszego pomóc moga rozwazania naste¬ pujace: Przy wykonywaniu wynalazku, lepkosc materjalu posiada w temperaturach ponizej 750° taka wartosc, ze rozdzielanie sie faz nie odbywa sie szybko w zwyklej postaci zawiesin, czyli mnóstwa kropelek jednej fa¬ zy, rozproszonych w masie drugiej fazy, lecz faza rozpuszczalna wydziela sie w podlozu, które tworzy faza nierozpuszczal¬ na w postaci wlóknistej masy o budowie ciaglej.Faza rozpuszczalna, posiadajaca taka budowe ciagla, moze byc usunieta calkowi¬ cie z fazy nierozpuszczalnej. Po wylugowa¬ niu zas fazy rozpuszczalnej pozostaje dru¬ ga faza o budowie sztywnej i porowatej, za¬ chowujaca pierwotne ksztalty przedmiotu.Po wymyciu i wysuszeniu ta porowata bryla moze byc nagrzewana az do chwili, w której lepkosc (tarcie wewnetrzne) szkla, bogatego w krzemionke, zmniejszy sie o tyle, iz naprezenia powierzchniowe, istnie¬ jace dookola porów bryly, spowoduje za¬ mkniecie sie kanalików porów, przyczem gazy, znajdujace sie wewnatrz porów, zo¬ staja wypchniete nazewnatrz. Wskutek te¬ go otrzymuje sie calkowicie przezroczyste, jednolite szklo o porowatosci równej 0.Podczas tego zabiegu zostaje równiez zachowany pierwotny ksztalt przedmiotu, aczkolwiek zachodzi pewne jego skurcze¬ nie sie wskutek zmniejszenia sie objetosci, odpowiadajacego ilosci usunietej fazy, mia¬ nowicie o okolo 20% w razie obróbki szkla ^ 4 —o podanym powyzej skladzie. Ostatecznie otrzymane szklo posiada wszystkie wlasci¬ wosci szkla, które moglyby byc otrzymane w zwykly sposób przez stopienie i przetwo¬ rzenie na gotowy wyrób szkla o takimze skladzie, gdyby taki proces byl wogóle mozliwy.Zwyklej krystalizacji czyli pozbawienia masy szkla wlasciwosci „szklistosci", która jest zwykla postacia, pod jaka zachodzi rozdzielanie sie faz podczas obróbki ciepl¬ nej szkla o zwyklym skladzie, nie nalezy laczyc z rozdzielaniem sie faz wedlug wy¬ nalazku niniejszego, opisanego powyzej.Faza krystaliczna, wydzielajaca sie podczas znanych procesów pozbawiania masy szkla (o podanym wyzej skladzie) „szklistosci", jest utworzona z jednej z od¬ mian krzemionki, trwalej w wysokich tem¬ peraturach; stan plynnosci tej fazy osia¬ ga sie tu w temperaturze okolo 1000°C, zmieniajacej sie w zaleznosci od obranego skladu szkla.Dzialanie sil krystalizacyjnych wzma¬ ga sie wraz z obnizaniem sie temperatury szkla od podanej powyzej wartosci, przy- czem skoro krystalizacja raz juz sie rozpo¬ czela, to proces ten staje sie nieodwracal¬ nym, to jest krysztaly nie moga juz byc rozpuszczone ponownie we wszelkich tem¬ peraturach nizszych od temperatury sta¬ nu plynnosci szkla.Zjawisko rozdzielania sie faz, wykryte teraz i stanowiace podstawe wynalazku ni¬ niejszego, zachodzi tylko w temperaturach ponizej temperatur stanu plynnosci szkla (okolo 750°C) oraz moze byc usuniete lub jego przebieg moze byc nawet odwrócony (to jest zmieniony na ponowne rozpuszcza¬ nie sie wzajemne faz) w temperaturach po¬ wyzej temperatury plynnosci szkla (okolo 750°C), lecz ponizej 1000°C.Pomiedzy 750° i 1000°C moze miec miejsce tylko proces krystalizacji szkla, podczas gdy ponizej 750°C moze zachodzic zarówno krystalizacja (pozbawianie masy szklistosci), jak i rozdzielanie sie masy na dwie mieszajace sie ze soba fazy.Wskutek znacznego tarcia wewnetrzne¬ go w masie krystalizacja (proces pozbawia¬ nia masy „szklistosci") jest znacznie po¬ wolniejsza ponizej 750°C, niz rozdzielanie sie faz, co jest powodowane tern, iz obie fa¬ zy rozpuszczaja sie wzajemnie.Oczywiscie, obróbka cieplna posiada znaczny wplyw na ksztalt, wielkosc i li¬ czebnosc porów lub kanalików, w których tworzy sie faza rozpuszczalna.Jezeli szklo zostanie przetrzymane zbyt dlugo- w wysokiej temperaturze, to faza rozpuszczalna przeksztalca sie tak, iz moz¬ nosc wylugowania jej znika calkowicie.Przypuszcza sie, ze w tym przypadku ka¬ naliki (pory) zostaja zastapione kropelka¬ mi wskutek dzialania sil powierzchnio¬ wych, których dzialanie wzmaga sie w mia¬ re obnizania sie temperatury. Z drugiej strony temperatury ponizej 500°C sa pod tym wzgledem bezwartosciowe, ze tarcie wewnetrzne jest przytem zbyt duze, aby mozliwe bylo pozadane rozdzielenie sie faz.Uprzednia obróbka szkla pod wzgledem cieplnym posiada pewien wplyw na obrób¬ ke cieplna wedlug wynalazku, która nale¬ zy zastosowac w celu osiagniecia najlep¬ szych wyników. Przedmioty o sciankach grubszych ponad 4—6 mm ulegaja juz pew¬ nej obróbce cieplnej podczas ich wytwa¬ rzania w zwykly sposób i nastepujace po¬ tem ochladzanie, wskutek czego dodatko¬ wa obróbka cieplna takich przedmiotów moze róznic sie od obróbki, niezbednej przy przetwarzaniu tworzywa cienkoscien¬ nych przedmiotów wydymanych, które ule¬ gly znacznie szybszemu chlodzeniu pod¬ czas ich wyrobu.Stezenie kwasów równiez posiada wy¬ razny wplyw na szybkosc ich przenikania do wewnatrz scianek przedmiotu, to jest szybkosc lugowania fazy rozpuszczalnej.Roztwory kwa,sów zbyt slabe lub zbyt moc- — 5 — 2l§¥\ne przenikaja, w najlepszym razie bardzo powoli. Najwieksza szybkosc rozkladu fa¬ sy rozpuszczalnej osiaga sie wtedy, gdy ste¬ zenie jonu wodorowego w roztworze lugu¬ jacym odpowiada w przyblizeniu stezeniu 3n roztworu kwasu solnego.W miare usuwania fazy rozpuszczalnej, pory zostaja zapelnione roztworem kwa¬ sów, zastepujacym szklo, przyczem zjawi¬ sko wloskowatosci, ujawniajace sie w tych warunkach, powoduje pewne pecznienie tej warstwy. W miare zas postepowania pro¬ cesu lugowania, ta peczniejaca warstwa staje sie coraz grubsza, a pozostala war¬ stwa wewnetrzna, niepotraktowana jeszcze roztworem, staje sie coraz ciensza, pfzy- czem powstaja tak silne naprezenia, ze szklo peka. Niedogodnosci tej mozna zapo¬ biec przez wlasciwe dobranie skladu szkla, rodzaju obróbki cieplnej oraz szybkosci lugowania; czynniki te zmieniaja sie nieco w zaleznosci od rodzaju przedmiotów ob¬ rabianych.Rozklad naprezen, powstajacych pod¬ czas lugowania, odpowiada schematowi prostokatnemu, to jest prawie niezmienne naprezenie sciskajace w warstwie nawod¬ nionej zmienia raptownie swój znak i staje sie prawie jednostajnem naprezeniem roz¬ ciaga jacem w warstwie jeszcze nieobrobio¬ nej.Doswiadczenie wykazalo, ze jest rzecza korzystna uzyc podczas zabiegu lugowania lub nawodniania, jako srodka, ulatwiajace¬ go usuniecie powyzszej niedogodnosci, roz¬ tworu kwasów, nasyconego chlorkiem amo¬ nu. Inne sole zachowuja sie podobnie pod wzgledem zmniejszania stopnia pecznienia warstwy obrabianej oraz pod wzgledem wielkosci naprezen, ujawniajacych sie pod¬ czas tego zabiegu. Powyzsze zjawisko moz¬ na wyjasnic zapomoca przypuszczenia, iz stezenie wody w roztworze kwasów zosta¬ lo zmniejszone, co zkolei powoduje zmniej¬ szenie sie ilosci wody, absorbowanej przez krzemionke, a przez to i zmniejszenie sie stopnia pecznienia warstwy obrabianej, spowodowanego &bsorbcja wody.Na fig. 1, 2 i 3 krzywa X ogranicza po¬ wierzchnie, nazywane ponizej, ,,powierzch¬ niami X", w obrebie których znajduje sie przewazajaca liczba skladów szkla, w któ¬ rych rozdzielenie sie faz nastepuje tak gwaltownie, ze obróbka cieplna (zwykle dzialanie ciepla), której wyroby z takiego szkla ulegaja podczas normalnego proce¬ su przetwarzania szkla na wyroby gotowe, nie wystarcza do spowodowania takiego rozdzielenia sie faz, jakie jest niezbedne do nastepujacego po niem lugowania lub nawodniania szkla.Na fig. 1 i 2 inna krzywa Y ogranicza powierzchnie nazywana powyzej ..po¬ wierzchnia Y".Powierzchnia ta miesci sie pomiedzy krzywemi X i Y i obejmuje przewaznie te sklady szkla, w których podzial na dwie fazy zachodzi podczas obróbki cieplnej szkla w temperaturach okolo 600°C, po- czem szklo moze byc poddane zabiegowi nawodniania lub lugowania. W nizszej temperaturze powierzchnia ta zwieksza sie nieco, aczkolwiek to zwiekszenie posiada pewne znaczenie raczej teoretyczne niz praktyczne, poniewaz szklo, którego sklad jest najbardziej zblizony do krzywej Y, luguje sie powoli i nie nadaje sie specjal¬ nie do uskuteczniania zabiegu nawodniania.W ukladzie Li20—5203—Si02, przed¬ stawionym na fig. 3, wszystkie, praktycz¬ nie biorac, sklady szkla, które nadaja sie do powyzszych celów, moga byc nawodnia- ne lub lugowane kwasami bez koniecznosci stosowania specjalnej obróbki cieplnej po¬ za normalna obróbka (dzialaniem ciepla), zachodzaca podczas zwyklego przetwarza¬ nia szkla na wyroby. Takie sklady szkla mieszcza sie w granicach powierzchni X na fig. 3. Wskutek tego w skladzie tym nie¬ ma, praktycznie biorac, takich skladów szkla, które wymagalyby dodatkowej ob¬ róbki cieplnej w celu spowodowania roz- - 6 -dzielenia sie faz, wobec czegorna fig. 3 nie' ma zadnej takiej krzywej, jaka odpowia* dalaby krzywej Y na fig. 1 i 2.Na fig. 1, 2 i 3 nie uwidoczniono zadnej linji, odpowiadajacej minimum zawartosci krzemionki, poniewaz sklady, znajdujace sie w obrebie powierzchni, zaznaczonych na rysunku, nie wydzielaja tak duzej ilosci fazy, bogatej w krzemionke, któraby mo¬ gla wystarczyc do utworzenia dosc sztyw¬ nej bryly o budowie komórkowej, mogacej utrzymac swój ksztalt po dokonaniu zabie¬ gu lugowania.Na fig. 1 punkt A odpowiada skladowi szkla, który przyjeto powyzej jako sklad typowy. Fazie nierozpuszczalnej, która wy¬ dziela to szklo podczas wlasciwej obróbki cieplnej, odpowiada punkt B. Drugiej fa¬ zie, zawierajacej tylko okolo 10% krze¬ mionki, odpowiadalby punkt, niezaznaczo- ny na rysunku, który lezalby na przedluze¬ niu linji prostej, przechodzacej przez punk¬ ty A i B.To samo rozumowanie! moze byc zasto¬ sowane do ukladów, przedstawionych na fig. 2 i 3, aczkolwiek rozumowanie to nie jest specjalnie poparte w tych ukladach jakiemikolwiek wyraznie okreslonemi skla¬ dami szkla.Przestudjowanie tych schematów ukla¬ dów potrójnych prowadzi do wniosku, ze istnieja nastepujace warunki i zaleznosci, jezeli litera K oznaczony zostanie nadmiar zawartosci krzemionki ponad pewne okre¬ slone minimum.Jezeli zasada jest tlenek sodu, to za¬ wartosc krzemionki w skladach szkla, znajdujacych sie w obrebie powierzchni Y, moze zmieniac sie od minimum, wynosza¬ cego 60%, do maximum = 82%; zawar¬ tosc zasady moze wahac sie od 11 % — 0,25 K do 3% + 0,05 K, a zawartosc tlenku bo¬ ru moze zmieniac sie od 29% —0,75 K do 37% — 1,05 K.Jezeli zas zasada jest tlenek potasu, to zawartosc ^krzemionki w szkle w obrebie powierzchni Y rmoze wrahac sie od mini¬ mum = 58% do maximum 77% ; zawartosc zasady moze wahac sie od 12% — 0,40 K do 3,25%, a zawartosc tlenku boru —od 30,0% — 0,60 JT do 38% —0,25 K.Jezeli zasada jest tlenek sodu, to za¬ wartosc krzemionki w szkle w obrebie po¬ wierzchni X moze wahac sie od minimum = 60% do maximum = 76% ; zawartosc za¬ sady od 9% — 0,19 K do 4% +0,37 K, wreszcie zawartosc tlenku boru od! 31 % — — 0,81 K do 36% — 1,04 K.Jezeli zasada jest tlenek potasu, to za¬ wartosc krzemionki w szkle w obrebie po¬ wierzchni X moze zmieniac sie od mini¬ mum = 58% do maximum = 70% ; zawar¬ tosc zasady — od 10,5% — 0,41 do 4%, a zawartosc tlenku boru od 32% —0,65 J£ do 38% — K.W razie uzycia tlenku litu, jako zasady, zawartosc krzemionki w szkle w obrebie powierzchni X moze wahac sie od mini¬ mum = 60% do maximum = 82,5%, za¬ wartosc zasady — od 15% —0,375 Kdo 4%, a zawartosc tlenku boru—od 24,5% — —0,6 K do 35,5% —K.Z powyzszego jasno wynika wyrazne podobienstwo dzialania wyszczególnionych tlenków.W granicach kazdej z dwóch powierzch¬ ni Y, przytoczonych powyzej, najmniejsza zawartosc zasady jest zasadniczo niezmien¬ na, niezaleznie od zawartosci krzemionki i wynosi okolo 3,5%, podczas gdy najwiek¬ sza zawartosc zasady jest jednakowa, w razie uzycia któregokolwiek ze wzmianko¬ wanych dwóch tlenków, przy zawartosci krzemionki = 60% i zmniejsza sie o *4% na kazdy procent H w razie uzycia tlenku sodu, a o V2% —w razie uzycia tlenku po¬ tasu.Podobniez, zarówno w szkle isodowem, jak i potasowem, najwieksza zawartosc tlenku boru jest zasadniczo taka sama i wynosi okolo 37% przy 60% krzemionki oraz zmniejsza sie ^w stosunku prawe pro- — 7 —cent za procent w miare wzrostu zawarto¬ sci krzemionki, podczas gdy najmniejsza zawartosc tlenku boru jest równiez prawie jednakowa przy 60% krzemionki i zmniej¬ sza sie w razie wzrostu zawartosci krze¬ mionki o 0,7% na kazdy procent tej nad¬ wyzki.Takiz stosunek istnieje pomiedzy skla¬ dami szkla, mieszczacemi sie w obrebie po¬ wierzchni X.Najmniejsza zawartosc zasady wynosi okolo 4%; najwieksza jej zawartosc przy 60% krzemionki jest zasadniczo jednako¬ wa i wynosi okolo 9,5%, a w miare wzro¬ stu zawartosci krzemionki zmniejsza sie, w razie uzycia tlenku potasu, nieco szybciej niz w razie uzycia, jako zasady, tlenku sodu.W razie uzycia tlenku litu dopuszczal¬ na jest wieksza zawartosc zasady, która zmienia sie w razie zmian zawartosci krze¬ mionki w takim samym stosunku., Najmniejsza zawartosc tlenku boru wy¬ nosi we wszystkich przypadkach w przy¬ blizeniu 36% przy 60% krzemionki i zmniejsza sie w stosunku 1% na kazdy procent wzrostu zawartosci krzemionki.Zarówno sodowe, jak potasowe szklo wy¬ kazuje w przyblizeniu taka sama maksy¬ malna zawartosc tlenku boru przy 60% krzemionki, przyczem w miare wzrostu zawartosci krzemionki zawartosc tlenku boru zmniejsza sie mniej wiecej w takim samym stosunku, jak w przykladzie po¬ przednim.W razie uzycia tlenku litu dopuszczal¬ na jest mniejsza minimalna jego zawartosc, wynoszaca mianowicie 24,6%, która zmie¬ nia sie jednak w razie zmian w zawartosci krzemionki w takim samym stosunku, jak zawartosc tlenku sodu lub potasu.Równiez z rozpatrzenia obydwóch po¬ wierzchni Y wynika, ze najwyzsza granice zawartosci zasady stanowi 11,5 % mniej G razy róznica zawartosci" tlenku boru, mia¬ nowicie róznica pomiedzy 30% a rzeczy¬ wista zawartoscia, przyczem G wynosi w razie uzycia tlenku sodu — 0,37, tlenku po¬ tasu — 0,65; zawartosc tlenku boru miesci sie w granicach 29% — 0,6 D i 39% — D, przyczem D oznacza nadwyzke zawartosci krzemionki ponad 60%.Z rozpatrzenia powierzchni X wyply¬ wa, ze najwyzsza granice zawartosci za¬ sady stanowi wartosc równa E — G razy róznica pomiedzy 32% a rzeczywista za¬ wartoscia tlenku boru, przyczem E jest równe 9% w razie uzycia tlenku sodu, jako zasady, tlenku potasu — 10,5% i tlenku li¬ tu — 15,5%, a G jest równe w razie uzycia tlenku sodu — 0,35, tlenku potasu — 0,64; tlenku litu — 0,38. Zawartosc tlenku boru waha sie w granicach C% — F' x D i 36% — D, przyczem C jest równe 31 % w razie uzycia tlenku sodu lub tlenku potasu jako zasady i 24,5% w razie uzycia litu; F = 0,85 gdy zasada jest tlenek sodu, 0,75 — gdy uzyty jest tlenek potasu i 0,6 w razie uzycia tlenku litu; D oznacza nad¬ wyzke zawartosci krzemionki ponad 60%.Uklady potrójne, przedstawione na fig. 1, 2 i 3, byly juz stosowane równiez jako podstawa, do której dodawano innych sub- stancyj jako czwartego skladnika ukladu.Takie dodawanie czwartego skladnika wy¬ maga zwykle pewnej zmiany w stosunku zawartosci zasady do zawartosci tlenku boru; aczkolwiek wytworzono juz wiele odmian takiego czteroskladnikowego szkla, to okazalo sie, iz nie stanowi to postepu w porównaniu z wytwarzaniem szkla trój¬ skladnikowego.Do pewnych celów moze okazac sie ko¬ rzystne dodatkowe wprowadzanie tlenku do ostatecznego skladu szkla i wynalazek niniejszy nie jest ograniczony tylko do u- kladów potrójnych.T Obecnosc tlenku glinu ztnniejsza szyb¬ kosc ndwodniania lub lugowania sie szkla, przyczem szklo, zawierajace 2,5% lub wie¬ cej glinu, poddaje sie zabiegowi nawod- mariia nadzwyczaj powoli, jezeli wógóle u- — 8 —lega temu zabiegowi. Jezeli w skladzie szkla obecny jest czwarty skladnik, to zwy¬ kle wykazuje on wyrazna daznosc do wchodzenia w sklad fazy rozpuszczalnej.Nalezy zaznaczyc, ze faza nierozpu¬ szczalna, po uwolnieniu jej od fazy rozpu¬ szczalnej, posiada zwykle wlasciwosci, po¬ dobne do wlasciwosci szkla, i posiada szklisty wyglad zewnetrzny, lecz posiada przytem budowe porowata, dajaca sie stwierdzic zapomoca mikroskopu. Ta budo¬ wa porowata staje sie nieporowata w razie odpowiedniego nagrzania szkla i wyraz „zeszklenie" byl uzywany powyzej tylko z powodu braku lepszego wyrazu, który móglby okreslic zabieg zmiany budowy po¬ rowatej na budowe nieporowata przez na¬ grzewanie.Okreslenie „obróbka cieplna" (o ile nie byla specjalnie ograniczona w niektórych przypadkach i o ile dotyczy rozdzielania sie szkla na dwie fazy) obejmuje zarówno dzialania ciepla podczas procesu wytwa¬ rzania wyrobu (jezeli ciepla tego wystar¬ cza do opisanego celu) jak i osobna i nie¬ zalezna obróbke cieplna, uskuteczniana juz po wytworzeniu wyrobu. Zdanie „rozpu¬ szczenie jednej z faz" lub równowazne mu, ma obejmowac nietylko calkowite usu¬ niecie fazy rozpuszczalnej, lecz równiez i usuniecie tej fazy z pewnych tylko warstw obrabianego szkla.Okreslenie „stosunkowo znaczna zawar¬ tosc tlenku boru" oznacza kazda zawartosc tlenku boru, przewyzszajaca 14%. PL