TR201807626T4 - Lityum alüminosilikat camlar; -kuvars ve/veya spodümen cam-seramikler; bu camlar ile cam-seramiklerden ürünler; bunları elde etme yöntemleri. - Google Patents

Abstract

LİTYUM ALÜMİNOSİLİKAT CAMLAR; -KUVARS VE/VEYA SPODÜMEN CAM-SERAMİKLER; BU CAMLAR İLE CAM-SERAMİKLERDEN ÜRÜNLER; BUNLARI ELDE ETME YÖNTEMLERİ Mevcut buluş, vanadyum içeren lityum alüminosilikat camları ve baskın kristalin faz olarak katı ß-kuvars (ve)veya ß-spodümen çözeltisi (çözeltileri) içeren, vanadyum ile renklendirilmiş cam-seramikler alanına ilişkindir. Bu cam-seramikler yüksek sıcaklıklarda kullanım için uygundur. Bilhassa, buluş, camların veya cam seramiklerin hazırlanması için afinasyon maddesi olarak SnO2 (toksik standart afinasyon maddeleri As2O3 ve Sb2O3 için ikame) içeren lityum alüminosilikat camların rafine edilmesinin optimize edilmesi için bir arka plan dâhilinde geliştirilmiştir.

Description

LITYUM ALÜMINOSILIKAT CAMLAR; -KUVARS VE/VEYA SPODÜMEN CAM-SERAMIKLER' BU CAMLAR iLE CAM-SERAMIKLERDEN ÜRÜNLER- BUNLARI ELDE ETME YÖNTEMLERI Mevcut bulus, vanadyum içeren lityum alüminosilikat camlari ve baskin kristalin faz olarak kati ß-kuvars (ve)veya ß-spodümen çözeltisi (çözeltileri) içeren, vanadyum ile renklendirilmis cam-seramikler alanina iliskindir. Bu cam-seramikler yüksek sicakliklarda kullanim için uygundur. Bulus bilhassa camlarin veya carn seramiklerin hazirlanmasi için afinasyon maddesi olarak Sn02 (toksik standart afinasyon maddeleri A8203 ve SbzOa için ikame) içeren lityum alüminosilikat camlarin rafine edilmesinin optimize edilmesi için bir arka plan dâhilinde gelistirilmistir. Bulusun konusu sunlardir: - sunlar arasindan seçilmis mineral malzemeler: vanadyum içeren lityum alüminosilikat camlar, elverisli olarak prekürsör cam-seramikler ve baskin kristalin laz olarak kati ß-kuvars (ve)veya ß-spodümen çözeltisi (çözeltileri) içeren, vanadyum ile renklendirilmis cam-seramikler; - bu mineral malzemelerden yapilmis ürünler; ve de o bu camlari cam-seramikleri ve ürünleri hazirlama yöntemleri.

Baskin kristalin faz olarak kati ß-kuvars (ve)veya ß-spodümen çözeltisi (çözeltileri) içeren cam-seramikler, isil islem ile elde edilen bilinen malzemelerdir. Bu cam-seramiklerden mamul ürünlerin üretimi alisilagelmis olarak, asagida belirtilen üç ardisik adimi içerir: . birinci adimda, Vitrifiye edilebilir sarj karisimi (sarj karisimi cama dönüsebilir ve (önceden mevcut) mineral cam(lar) (cam kirintilari) ve/veya mineral hammadde karisimi içerir) genellikle 1550°C ila 1750°C arasinda eritilir ve rafine edilirler (aslinda, rafine etme islemi, elde edilen cam eriyigindeki gaz kalintilarini olabildigince etkili bir sekilde çikarmak için uygundur); . ikinci adimda, elde edilen cam eriyigi sogutulur (elverisli olarak herhangi bir devitriiikasyondan kaçinilir) ve sekillendirilir; ve - üçüncü adimda, sekillendirilmis, sogutulmus cam uygun bir isil islemle kristallestirilir veya seramiklestirilir (çekirdek olusumu ve kristallerin büyümesi için ardisik adimlar dâhil).

Lityum alüminosilikat camlari, ana kristalin faz olarak ß-kuvars (ve)veya ß-spodümen kati çözeltisi (çözeltileri) içeren cam-seramikleri ve bu malzemelerdekin yapilmis ürünleri elde etme kapsaminda, gaz kalintilari, cam eriyiginden elverisli olarak etkili bir sekilde uzaklastirilir. Bu amaçla, en az bir afinasyon maddesinin bizatihi bilinen bir sekilde kullanilmasina neden olur. Simdiye kadar, cam ve cam-seramik üreticileri afinasyon maddesi olarak özellikle A3203 ve/veya Sb203 kullanmislardir. Bununla birlikte, A3203 ve Sbzog'ün toksik bilesikler oldugu biiindiginden, bu istenmeyen bilesikleri engellemek için yeni bir egilim gelistirilmistir ve simdi, cam veya cam-seramikierin hazirlanmasinda Iityum alüminosilikat camlarin rafinasyon yöntemlerinde afinasyon maddesi olarak kalay oksit SnOz kullanilmaktadir. Bununla birlikte, bu bilesigin, Aszoa ve/veya SbgOg gibi alisilagelmis afinasyon maddelerinden daha az etkili oldugu ölçüde, kullanimi genellikle A3203 ve/veya Sb203 ile halihazirda kullanilanlardan daha yüksek erime ve/veya afinasyon sicakliklari gerektirir.

EP-A-1.313.675 patent basvurusu bu sorunu iyi bir sekilde açiklar ve ß-kuvars cam- seramiklerin prekürsör camlarinda afinasyon maddesi olarak SnOZ'nin ve indirgeyici madde olarak V205`in kullanimini anlatir. Örneklerde, rafinasyon islemi 1640°C veya 1975°C*de gerçeklestirilir. Bilhassa, "karisik" rafinasyonun gerçeklestirilmesi açiklanmistir: hem kimyasal (SnOz ile) hem fiziksel rafinasyon (bir saat süreyle 1975°C sicaklikta uygulanir).

Bu nedenle, bu belgenin ögretisine uygun olarak, kalay oksit ile afinasyon islemi sadece 2000°C mertebesinde bir sicaklikta tatmin edicidir.

Kalay oksidin kullanildigi rafinasyon yöntemlerinde bu yüksek afinasyon sicakliklarini düsürmek için çesitli çözümler önerilmistir.

DE-A-10 2008 050 263 no`lu patent basvurusu, özel transmisyon özellikleri gösteren ß-kuvars cam-seramiklerini anlatir. Bu belge, 1 bar'lik oksijen denge kismi basincinin 1580°C'nin üzerinde ve tercihen 1640°C'nin üzerindeki sicakliklarda elde edilmesi gerektigini ve vanadyum oksidin renklendirme etkisini artirmak için cam eriyiginin içine indirgeyici maddelerin ilave edilmesinin gerekli oldugunu ögretir. Dahasi bu belge, 1700°C'nin ötesinde ve elverisli olarak 1750°C'nin üzerindeki afinasyon sicakliklarinda, demir oksit Fe203'ün rafinasyon isleminde kalay okside yardimci oldugu zaman prekürsör camlarda daha iyi bir afinasyon kalitesi elde edilebilecegini gösterir. Böylece, 1 kg cam basina 10'dan daha az ve tercihen Siten daha az kabarcik sayisi elde edilir.

Son olarak, JP-A-11 100229, US-A-2007 0004578 ve US-A-2008 0026927 no`lu patent basvurulari, afinasyonu iyilestirmek üzere kalay oksit Snog'nin yani sira halojenürlerin (sirasiyla, klorürler, flüorürler ve bromürlerin) kullanimini açiklar. 1700°C`nin altindaki rafinasyon yöntemleri açiklanir. Bununla birlikte, bu bilesiklerin kullanimi, erime sirasinda büyük ölçüde buharlastiklari ve toksik bilesikler oiusturabildikleri için kolay degildir.

Bu nedenle, 1700°C'nin altindaki sicakliklarda kalay oksitle rafine edilmis ve her ikisi de antimon ve arsenik oksitler gibi toksik bilesikler ve haloienürler gibi toksik bilesikler üreten bilesik içermeyen Iityum alüminosilikat camlarin, elverisli olarak prekürsör cam-seramiklerin gelistirilmesi için gerçek bir ihtiyaç vardir.

Uluslararasi Patent Basvurusu WO 2010/137000 (2 Aralik 2010'da yayinlanmistir), mavi isiga karsilik gelen görünür aralikta 450 ila 480 nm arasindaki dalga boylarini iletmek için sifir olmayan bir kapasiteye sahip olan saydam cam-seramikleri açiklar. Bu cam- seramikler, bilesimlerinde hem vanadyum oksit hem de kobalt oksit içerir.

US 2009/0215607 n0”Iu patent basvurusu, en az bir afinasyon maddesi (esas itibariyle antimon ve arsenik içermeyen) içeren bir sarj veya hammaddelerden olusan silikat camlari (esas itibariyle antimon ve arsenik içermeyen) açiklar. Bu en az bir afinasyon maddesi, eriyigin olustugu sicaklikta su kaynagi olarak görev yapan en az bir inorganik bilesik içerir.

Bu en az bir afinasyon maddesi, bundan baska, en az bir yükseltgen madde ve de eriyik için oksijen kaynagi olarak görev yapan en az birçok degerlikli metal oksit de içerebilir.

Bu baglamda, basvuru sahibi, asagidakiler arasindan seçilmis mineral malzemeler önerir: vanadyum içeren lityum alüminosilikat camlar, elverisli olarak prekürsör cam-seramikler ve baskin kristalin laz olarak kati ß-kuvars (ve)veyaß-spodümen çözeltisi (çözeltileri) içeren, vanadyum ile renklendirilmis cam-seramikler; bunlar, yukarida belirtilen sorunlari giderir.

Bu nedenle, bu malzemelerin bilesimleri toksik bilesikler (arsenik ve antimon) ve toksik bilesikler üreten bilesikler (halojenürler) içermezler; fakat bununla birlikte, teknigin önceki halinin A5203 ve/veya Sb203 içeren bilesimleri gibi, ayni endüstriyel kosullar altinda ve de sicaklikta (1700°C`nin altinda), eritilip (afinasyon maddesi olarak SnOz ile) rafine edilebilirler. Bu bilesimler kaliteli camlara veya cam-seramiklere ulastirir. Bu, bilhassa ekonomik açidan ilgi çekicidir.

Birinci konuya uygun olarak, mevcut bulus, bu nedenle, asagidakiler arasindan seçilmis mineral malzemelere iliskindir: vanadyum içeren lityum alüminosilikat camlar ve baskin kristalin faz olarak kati ß-kuvars (ve)veyaß-spodümen çözeltisi (çözeltileri), elverisli olarak baskin kristalin faz olarak kati ß-kuvars çözeltisi içeren, vanadyum ile renklendirilmis cam- seramikler. Bu malzemeler asagidakileri içerir: (istem 1'de belirtildigi gibi) bir bilesim olup, önlenemez eser miktarlar hariç arsenik oksit ve antimon oksit içermez (örnegin genellikle Aszog-i- Sb203< 500 ppm), ve bu bilesim agirlik itibariyle oksit yüzdesi olarak ifade edilen asagidakileri içerir: %0,24 ila %036 SnOz, %0,030 ila %0,050 V205 ve %0,075 ila %0,095 Fe203 ve 0,18 mg 02/9 'dan daha düsük kimyasal oksijen gereksinimi.

Birinci varyanta uygun olarak, mineral malzeme camdir. Bu cam elverisli olarak cam- seramik prekürsörüdür.

Ikinci varyanta uygun olarak, mineral malzeme vanadyumla renklendirilmis cam-seramiktir.

Cam-seramik, baskin kristalin faz olarak, kati ß-kuvars çözeltisi veya kati ß-spodümen çözeltisi veya ayrica ß-kuvars ve ß-spodümen kati çözeltileri karisimi içerir. Cam-seramigin baskin kristalin faz olarak ß-kuvars ve ß-spodümen kati çözeltileri karisimi içerdigi durumda, kati ß-kuvars çözeltisi kristalin fazin agirlik itibariyle en az %70'ini olusturur.

Aslinda, cam-seramigin içinde agirlik itibariyle %30'dan daha fazla miktarda kati ß-spodümen çözeltisinin olmasi, cam-seramigin istenmeyen sekilde opaklasmasina yol açar. Daha tercihen, cam-seramik, baskin kristalin faz olarak kati ß-kuvars çözeltisi içerir ve yüksek sicakliklarda kullanim için uygundur. Bulusun cam-seramigi elverisli olarak saydamdir (ß-kuvars sayesinde) ve bilhassa bazi sartlarda, özellikle koyu renkli ocak izgarasi olarak kullanilmak amaciyla, esasen vanadyum oksitle renklendirilmistir.

Cam-seramigin etkin miktarda en az bir boya (burada vanadyum oksit) içerdigi ve V205, tarafindan indüklenen renklenmeye yardimci olacak veya güçlendirecek baska boyalar içerebilecegi belirtilmelidir. Demir oksit Fe203, cam-seramigin diger boyalarindan biridir.

Bu nedenle, vanadyum oksit ve demir oksit, mineral malzeme boyasi olarak baskin bir role sahiptir.

Mevcut bulusun lityum alüminosilikat cam bilesimi, elverisli olarak bulusun cam-seramiginin prekürsör cami, baslica demir, vanadyum (vanadyum çesitli yükseltgenme basamaklari halinde mevcuttur; vanadyum (V) en fazla yükseltgendigi haline karsilik gelir) ve kalay gibi çok degerlikli elemetler içerir. Bunlarin yükseltgenme halleri malzemenin kimyasal oksijen gereksinimini (bundan sonra COD diye adlandirilacaktir ve "Handbook of recommended analyti'cal methods by !CG/TC 2 Chemical Durability and Analysis; International Commission on Glass 2009" sayfa 33-38“de açiklanan "Determinati'on of reducing components in glass raw material' baslikli yönteme göre belirlenmistir) belirler. Bu çok degerlikli elementlerin yükseltgenme halleri ne kadar yüksekse (bu çok degerlikli elementler en çok yükseltgenmis hallerinde bulunurlar), COD degeri 0 kadar azalir. Sasirtici bir sekilde, malzemenin COD degeri 0.18 mg 02/9 malzemeden daha az oldugunda, arsenik ve antimon oksit (ve halojenür) içermeyen, mevcut bulusun lityum alüminosilikat cam bilesiminin, elverisli olarak bulusun cam-seramiginin prekürsör caminin, aiinasyon maddesi olarak kalay oksitle (belirtilen miktarda mevcut) 1700°C`nin altindaki sicakliklarda (örnegin, A5203 velveya Sb203 ile alisilagelmis rafinasyon için standart sicaklikta) rafine edilebilecegi bulunmustur ve bu, mevcut bulusun temelidir. Böylece, malzeme asgari veya hatta sifir sayida kabarcik içerir.

Bulusun mineral malzemelerinin COD degerinin, onlarin redoks durumunu ölçmenin bir yolu oldugu belirtilmelidir. Bu COD degeri, bilesimleri gibi onlari karakterize eder.

Bilesimdeki vanadyum oksit ve demir oksidin agirlik itibariyle miktarlari, esas itibariyle istenen koyu renkteki camlarin veya cam-seramiklerin üretilebilmesi için belirlenmistir.

Dahasi, bu oksitler ayrica camin 1700°C`nin altindaki sicakliklarda rafine edilmesine katkida bulunur.

Kalay okside gelince, yeterli miktarda bir afinasyon maddesinin katilmasi için bu bilesimde oksitlerin agirligi itibariyle %024 ila %036 arasinda degisen miktarda bulunur. Bilesimin erime zorluklari veya kabul edilemez devitrifikasyona sahip olmasini veya da renklenme sorunlari olmasini önlemek için, bilesimin içindeki oksitlerin agirligi itibariyle SnOa miktari %0,38'yi geçmemelidir.

Vanadyum okside gelince, bu bilesimde oksitlerin agirligi itibariyle %0,030 ila %0,050 arasinda degisen miktarda bulunur (böyle bir miktar, bilhassa (ocak izgarasi olarak kullanilan) cam-seramiklerin transmisyonunun kontrolüne referansla elverisli bulunmustur).

Tercihen, bulusun malzemelerinin bilesimi sunlari içerir: %027 ila %033 Sn02, %0,035 ila %0,045 V205 ve %0,080 ila °/o0,09O Fe203.

Bulusa uygun olarak, bulusun malzemelerinin oksitlerin agirlik itibariyle yüzdeleri olarak ifade edilen bilesimi, ayrica (yukarida (genel olarak veya tercihen) belirtilen Snog, V205 ve Fe203 miktarlarina ilave olarak) asagidakileri içerir: SI02 60 - 70 AIZOS 18 - 22 Li20 2.5 - 4 MgO O - 2 ZnO 0 - 3 BaO 0 - 4 SrO 0 - 4 CaO 0 - 2 Na20 O ' 1 KQO 0 - 1 TiO2 1 ,5 - 3.5 ZrOz 0 - 2.5 8203 0 P205 0 - 3.

Malzeme cam-seramik oldugunda, bu cam-seramik LAS tipindedir. Kati ß-kuvars çözeltisi ve/veya kati ß-spodümen çözeltisi ana terkip maddeleri olarak Li02, Al203 ve SIOZ içerir.

Bulus, ikinci konusuna uygun olarak, en az kismen, elverisli olarak tamamen, yukarida tanimlandigi gibi, bulusun mineral malzemesinden (cam veya cam-seramik) mamul bir ürüne iliskindir. Tercihen, böyle bir ürün, hiç olmazsa kismen, elverisli olarak tamamen bulusun cam-seramiginden yapilir.

Kuskusuz, bulusun cam-seramiklerinin, kullanim sirasinda yüksek sicakliklara maruz kalan ürünler olarak uygun bir sekilde kullanildigi açiktir. Bilesimleri bu amaç için optimize edilmistir.

Böylelikle, bulusun cam-seramik ürünleri özellikle ocak izgaralarinda, pisirme araçlarinda ve mikrodalga firin tabanlarinda bulunur. Üçüncü konusuna uygun olarak, mevcut bulus, yukarida tanimlanan mineral malzemenin elde edilme yöntemine iliskindir. Bu yöntem sunlari içerir: Vitrifiye edilebilir sarj karisiminin (sarj karisimi cama dönüsebilir ve alisilagelmis olarak (önceden mevcut) mineral cam(lar) (cam kirintilari) ve/veya mineral hammadde karisimi içerir) eritilmesi, elde edilen erimis camin rafine edilmesi, rafine edilmis erimis camin sogutulmasi ve de bu sogutulmus rafine edilmis erimis camin ihtiyari olarak seramiklestirme isil islemi. Bu eritme, Vitrifiye edilebilir sarj karisimi üzerine uygulanir; bunun bilesimi (önlenemez eser miktarlar hariç, arsenik oksit ve antimon oksit içermez), sogutulmus camin kimyasal oksijen gereksinimi 0,18 mg Oz/g'dan düsük olacak sekilde yeterli yükseltgeme sartlari altinda ilgili mineral malzeminin bilesimine (yukarida belirtilen) karsilik gelir. Bu yükseltgen kosullar, yükseltgen maddeleri Vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine sokarak ve/veya eritme islemi sirasinda oksijen baloncuklari uygulayarak ve/veya yükseltgen bir atmosfere ulastiracak bir eritme yöntemi yürüterek elde edilir. Yukarida belirtilen eritme, rafine etme ve sogutma adimlarinin gerçeklestirilmesi, bir cam elde edilmesine olanak saglar. Bir cam-seramik elde etmek için, yöntem ayrica, sogutulmus rafine edilmis eritilmis camin bir kristallesme isil islemini (seramiklestirme isil islemini) içerir (bu, eritme, rafine etme, sogutma ve seramiklestirme adimlarini içerir).

Dördüncü konusuna uygun olarak, bulus, yukarida tanimlanan Ürünü elde etme yöntemine iliskindir; bu yöntem sunlari içerir: - vitrifiye edilebilir sarj karisiminin (sarj karisimi cama dönüsebilir ve alisilagelmis sekilde (önceden mevcut) mineral cam(lar) (cam kirintilari) ve/veya mineral hammadde karisimi içerir) eritilmesi ve rafine edilmesi, i rafine edilmis erimis camin sogutulmasi ve ayni anda, hedeflenen ürün için arzu edilen biçimde sekillendirilmesi; ve ihtiyari olarak (cam-seramik ürün arzu edilirse) - bu sekillendirilmis cami seramiklestirme isil islemi; Bu eritme, Vitrifiye edilebilir sarj karisimi üzerine uygulanir, bunun bilesimi (önlenemez eser miktarlar hariç, arsenik oksit ve antimon oksit içermez). Sogutulmus camin kimyasal oksijen gereksinimi 0,18 mg Og/gtdan düsük olacak sekilde yeterli yükseltgeme sartlari altinda ilgili mineral malzeminin bilesimine (yukarida belirtilen) karsilik gelir. Bu yükseltgen kosullar, yükseltgeyici maddeleri Vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine sokarak ve/veya eritme islemi sirasinda oksijen baloncuklari uygulayarak ve/veya yükseltgen bir atmosfere ulastiracak bir eritme yöntemi yürüterek elde edilir. Karakteristik sekilde bu yöntemler, yukarida açiklandigi gibi bir mineral malzeme elde etmek ve yukarida tarif edildigi gibi bir ürün elde etmek için, bulusun malzemesinin elde edilmesine olanak saglayan agirlik itibariyle bilesimine sahip bir Vitrifiye edilebilir sarj karisimindan yola çikarak gerçeklestirilir (bilhassa, yukarida belirtilen, dar araliklardaki agirlik itibariyle bilesimlere bakiniz).

Bu bilesim, önlenemez eser miktarlar hariç, ne arsenik oksit, ne de herhangi bir antimon oksit içermez. Toksik bilesikler üreten herhangi bir bilesik te içermez (halojenürler toksik gaza dönüstürülür). Atinasyon maddesi olarak kalay oksit içerir.

Ayrica, bu arada, bulusun 1700°C altinda bir sicaklikta uygulanan ve afinasyon maddesi olarak kalay oksitle çok tatmin edici sonuçlar veren bir eritme ve rafine etme adiminin elde edilmesinin mümkün oldugu bu yöntemlerin optimizasyonu ile ilgilendigi hatirlatilmistir.

Dolayisiyla, vanadyum içeren Iityum alüminosilikat cam bilesimlerinin, elverisli olarak bulusun prekürsör cam-seramiklerinin, eritilmesi ve rafine edilmesi elverisli olarak 1700°C'den daha düsük bir sicaklikta (örnegin, A8203 ve/veya Sb203 ile alisilagelmis rafinasyon için standart sicaklikta) gerçeklestirilir.

Bu eritme ve afinasyon sicakliklarinin standart sartlarina, yukarida tanimlandigi gibi sarj karisimi üzerine uygulanan eritme basamagi, camin kimyasal oksijen gereksinimi 0,18 mg Oz/g'dan düsük olacak sekilde, yeterli yükseltgeme sartlari altinda gerçeklestirildigi zaman ulasilir. Vitrifiye edilebilir sarj karisiminin erimesi aninda, çok degerlikli elementlerin oksitleri indirgenir ve bu çok degerlikli elementler bu nedenle indirgenmis halde bulunurlar. Bu indirgeme camin rafine edilmesine izin veren 02 olusumu ile birlikte gerçeklesir. 1700°C'nin altindaki sicakliklarda yeterli yükseltgen sartlari altinda gerçeklestirildiginde, camin erimesi ve rafine edilmesinin bilhassa kolaylastirildigi gözlenir. Bunlari elde etmek için bu sartlar altinda, bulusun camlarinin ve cam-seramiklerinin COD degeri 0,18 mg 02/g malzemeden daha düsüktür. COD degerinin seramiklestirme sonrasi degismedigi belirtilmelidir.

Belirtildigi gibi, "yeterli yükseltgeme sartlari" farkli yollarla elde edilebilir ve bunlar kombine edilebilir, örnegin: - Vitrifiye edilebilir sarj karisimi içine yükseltgen bilesikler, bilhassa nitratlar sokulur, - erime sirasinda oksijen kabarciklari uygulanir, . yükseltgen bir atmosfere ulastiracak bir eritme yöntemi kullanilir.

Bu farkli yollarla, yeterli yükseltgen sartlarin kaynaginda, 1700°C'nin altindaki sicakliklarda etkin erime ve rafinasyon ve malzeme için 0,18 mg Oz/g'dan düsük COD degerlerinin elde edilmesi mümkündür.

Vitrifiye edilebilir sarj karisimi yükseltgen bilesikler içerdiginde, yukarida tarif edildigi gibi bir mineral malzeme elde etmek için ve yukarida tarif edildigi gibi bir ürün elde etmek için bu yöntemler genellikle asagidaki adimlardan biriyle gerçeklestirilir: . vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine, camin bilesimi içindeki camin terkip elementlerinin oksitlerinin mol itibariyle en az %1,5'i nitrat halinde sokulur. "Nitrat halinde sokulur" teriminden, camin terkip elementlerinin oksitlerinin, vitrifiye edilebilir sarj karisiminda mevcut mukabil nitratlarin dönüsümünden geldigi anlasilir. Bu mukabil nitrat miktarinin belirlenmesinin meslek erbabinin ulasimi dahilinde oldugu belirtilmelidir.

Kuskusuz, meslek erbabi, vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine nitrat halinde sokulan camin terkip element(ler)inin oksitlerinin, camin içinde yükseltgenmis halde bulunan herhangi bir bilesige karsilik geldigini anlar; bu bilesik, elverisli olarak 1700°C'nin altindaki sicakliklarda, eritme adimi sirasinda mukabil bir nitratin dönüsümünden kaynaklanabilir.

Elverisli olarak, vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine nitrat halinde sokulabilen camin terkip elementlerinin oksitleri, alkali oksitler (Li20, Nago, KQO), toprak alkali oksitler (MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO), alüminyum ve zirkonyum oksitler arasindan seçilir. Böylece, vitrifiye edilebilir sarj karisimi alkali, toprak alkali, alüminyum ve/veya zirkonyum elementlerinin nitratlarini içerebilir.

Daha tercihen, vitrifiye edilebilir sarj karisimi baryum, sodyum, potasyum nitratlar ve bu nitratlarin en az ikisinin karisimlari arasindan seçilen nitratlari içerir. . cami olusturmayan en az bir elementten gelen ve yüzde mol cinsinden ifade edilen bir miktar nitrat iyonu, vitrifiye edilebilir sarj karisimi içine dahil edilir; bu nitrat iyonlari miktari, camin bilesimi içindeki camin terkip elementlerinin oksitlerinin mol itibariyle en az %1 ,5'inin vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine nitrat halinde sokuldugunda saglanan miktara esittir.

Elverisli olarak, bu nitrat iyonu miktari, amonyum nitratttan gelir. Amonyum nitrat, malzemenin bilesiminde gözükmedigi için camin terkip elementi degildir: sarjin erime adimi sirasinda bir gaz olarak ayrisir. o camin terkip elementlerinin nitrat iyonlari ile cami olusturmayan en az bir elementten gelen nitrat iyonlari karisimi, molar yüzde cinsinden ifade edilen bir miktarda vitrifiye edilebilir sarj karisimi içine dahil edilir; bu miktar, camin bilesimi içindeki camin terkip elementlerinin oksitlerinin mol itibariyle en az %1,53inin vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine nitrat halinde sokuldugunda saglanan miktara esittir.

Tercihen, camin terkip elementlerinin nitrat iyonlari ile cami olusturmayan en az bir elementten gelen nitrat iyonlari karisimi, baryum, sodyum, potasyum ve stronsiyum nitratlar ve amonyum nitratlar arasindan seçilen en az bir nitratin karisimidir.

Bütün durumlarda, Vitrifiye edilebilir sarj karisiminda bulunan nitratlarin miktari, nitratlarin ayrismasi sirasindaki gaz olusumuna bagli erime güçlüklerini önlemek için, tercihen, camin bilesimi içindeki camin terkip elementlerinin oksitlerinin mol itibariyle %10'unun Vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine nitrat halinde sokuldugunda saglanan miktarin esdegeriyle sinirlidir.

Dolayisiyla, bulus ile asagidakileri elde etmek mümkündür: . asagidakiler arasindan seçilmis mineral malzemeler: vanadyum içeren Iityum alüminosilikat camlar, elverisli olarak prekürsör cam-seramikler, ve baskin kristalin faz olarak kati ß-kuvars (ve)veyaß-spodümen çözeltisi (çözeltileri) içeren, vanadyum ile renklendirilmis cam-seramikler; o bu mineral malzemelerden yapilmis ürünler; ve de . camlari, cam-seramikleri ve bu camlardan veya cam-seramiklerden mamul ürünleri hazirlama yöntemleri; bu yöntemler, siralanan teknik sorunlari etkin bir sekilde çözer.

Eritme ve rafine etme adimlari, afinasyon maddesi olarak kalay oksit kullanarak ve malzeme bilesimleri (bilesikler üreten) toksik bilesikler içermediginden 1700°C'nin altindaki sicakliklarda etkin bir sekilde gerçeklestirilebilir. Ayrica, bu camlari, cam- seramikleri ve bu camlardan veya cam-seramiklerden mamul ürünleri hazirlama yöntemleri, elde edilen ürünler üzerinde bir isaret birakir (bu nedenle önceki teknigin ürünlerinden ayirt edilir): bunlarin COD degeri 0,18 mg Oz/g'dan daha düsüktür. ÖRNEKLER A. Cam-seramiklerin 1kg`lik prekürsör cam sarjlarini üretmek için, hammaddeler, asagidaki Tablo 1'de belirtilen (oksitlerin agirlik itibariyle yüzdeleri olarak ifade edilen) oranlarda dikkatli bir sekilde karistirilir.

Asagidaki Tablo 1'de bilesimi gösterilen iki cam eritilir. Bilesimler, kullanilan hammaddelerin cinsinde farklilik gösterir. Örnek 1, mevcut bulusun bir prekürsör camini temsil eder. Örnek 1'in bu prekürsör caminin elde edildigi vitriliye edilebilir sarj karisimi, baryum, sodyum ve potasyum nitratlari içerir. Örnek 2, karsilastirmali bir prekürsör cami temsil eder. Örnek 2'in bu prekürsör caminin elde edildigi vitriliye edilebilir sarj karisimi, baryum, sodyum ve potasyum karbonatlari içerir. Örnek 1 ve 2, elementlerin geri kalani için, her noktada aynidir.

Karisimlar, eritme (ve rafinasyon) için platin potalar içine yerlestirilir. Doldurulmus potalar, önceden 1400°C'ye isitilmis elektrikli bir firina sokulur. Burada, asagidaki erime döngüsüne tabi tutulurlar: - iki saat içinde sicaklik 1400°C'den 1600°C`ye yükselir, . bir saat içinde sicaklik 1600°C`den 1650°C'ye yükselir, . iki saat süreyle 1650°C sicaklikta tutulur. Her iki cami da karsilastirabilmek için eritme ve rafine etme süresi isteyerek kisa tutulmustur.

Ardindan, potalar firindan çikarilir ve erimis cam isitilmis bir çelik levha üzerine dökülür.

Bunun üzerine 5 mm kalinlikta lamine edilir ve 650°C'de 1 saat süreyle tavlanir.

Kabarcik (veya tohum) sayisi, bir görüntü analizcisi ile baglanmis bir kamera tarafindan otomatik olarak sayilir.

COD degeri, "Handbook of recommended analytical methods by ICG/TC 2 Chemical Durability and Analysis; International Commission on Glass 2009" sayfa 33-38'de açiklanan "Determination of reducing components in glass raw materiaf' baslikli yönteme uygun olarak belirlenir.

Lamine edilmis cam plakalar daha sonra asagidaki seramiklestirme islemine tabi tutulur: - firinin sicakligi 17 dakika içinde oda sicakligindan (yaklasik 20-25°C) 660°C'ye yükselir, . 25 dakika içinde sicaklik 660°C'den 820°C'ye yükselir, - 7 dakika içinde sicaklik 820°C`den 920°C”ye yükselir, v 10 dakika süreyle 920°C'de tutulur, . firinin sogutma hizinda sogutulur.

Elde edilen cam-seramik plakalarin optik özellikleri 3 mm kalinligindaki Cilali numuneler üzerinde ölçülür. C lambasi (gözlemci 2° 'de) kullanilir.

Claims (4)

1. ISTEMLER 1) Mineral malzeme olup, asagidakiler arasindan seçilir: vanadyum içeren Iityum alüminosilikat cam ve baskin kristalin faz olarak kati ß-kuvars (ve)veya ß-spodümen çözeltisi (çözeltileri), 5 elverisli olarak baskin kristalin faz olarak kati ß-kuvars çözeltisi içeren, vanadyum ile renklendirilmis cam-seramik; özelligi sunlari içermesidir: - önlenemez eser miktarlar hariç arsenik oksit ve antimon oksit içermeyen ve agirlik itibariyle oksit yüzdesi olarak ifade edilen asagidakileri içeren bir bilesim: AI203 18 - 22 K20 O - 1 8203 0 P205 O - 3 ve 10 - 0,18 mg 02/9 'dan daha düsük kimyasal oksijen gereksinimi.
2. 2) Istem 1ie uygun mineral malzeme olup, özelligi cam olmasidir.
3. 3) Istem lie uygun mineral malzeme olup, özelligi cam-seramik olmasidir.
4. 4) Istem 1 ila 3'ten herhangi birine uygun mineral malzeme olup, özelligi bilesimin sunlari içermesidir: 15 %027 ila %033 SnO2, 5) Ürün olup, hiç olmazsa kismen, elverisli olarak tamamen, istem 1 ila 4'ten herhangi birine uygun mineral malzemeden mamuldür. 6) Istem 5'e uygun ürün olup, hiç olmazsa kismen, elverisli olarak tamamen, istem 1 ila 4'ten herhangi birine uygun cam-seramikten mamuldür ve bilhassa ocak izgarasinda, pisirme aracinda ve mikrodalga firin tabaninda bulunur. 7)Yöntem olup, istem 1 ila 4'ten herhangi birine uygun mineral malzemeyi elde etmek içindir ve sunlari içerir: Vitrifiye edilebilir sarj karisiminin eritilmesi, elde edilen erimis camin rafine edilmesi, rafine edilmis erimis camin sogutulmasi ve bu sogutulmus rafine edilmis erimis camin ihtiyari olarak seramiklestirme isil islemine tabi tutulmasi; özelligi bu eritmenin asagidaki gibi uygulanmasidir: - Vitrifiye edilebilir sarj karisimi üzerine uygulanir; bunun bilesimi, ilgili mineral malzeme için istem 1 ila 4'te belirtilen bir bilesime karsilik gelir, ve - sogutulmus camin kimyasal oksijen gereksiniminin 0,18 mg Og/g'dan düsük olacak sekilde, yeterli yükseltgeme sartlari altinda uygulanir; bu yükseltgen kosullar, yükseltgen maddeleri Vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine sokarak ve/veya eritme islemi sirasinda oksijen baloncuklari uygulayarak ve/veya yükseltgen bir atmosfere ulastiracak bir eritme yöntemi yürüterek elde edilir. 8) Yöntem olup, istem 5 veya 6'ya uygun ürünü elde etmek içindir ve sunlari içerir: - Vitrifiye edilebilir sarj karisiminin eritilmesi ve rafine edilmesi, - rafine edilmis erimis camin sogutulmasi ve ayni anda, hedeflenen ürün için arzu edilen biçimde sekillendirilmesi; ve ihtiyari olarak - bu sekillendirilmis cami seramiklestirme isil islemi; özelligi bu eritmenin asagidaki gibi uygulanmasidir: - Vitrifiye edilebilir sarj karisimi üzerine uygulanir; bunun bilesimi, ilgili mineral malzeme için istem i ila 4'te belirtilen bir bilesime karsilik gelir, ve - sogutulmus camin kimyasal oksijen gereksiniminin 0,18 mg Oz/g”dan düsük olacak sekilde, yeterli yükseltgeme sartlari altinda uygulanir; bu yükseltgen kosullar, yükseltgen maddeleri Vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine sokarak ve/veya eritme islemi sirasinda oksijen baloncuklari uygulayarak ve/veya yükseltgen bir atmosfere ulastiracak bir eritme yöntemi yürüterek elde edilir. 9) Istem 7 veya 8,den birine uygun yöntem olup, özelligi sunlardir: - Vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine, camin bilesimi içindeki camin terkip elementlerinin oksitlerinin mol itibariyle en az %1,5'i nitrat halinde sokulur; veya - cami olusturmayan en az bir elementten gelen ve molar yüzde cinsinden ifade edilen bir miktar nitrat iyonu, Vitrifiye edilebilir sarj karisimi içine dâhil edilir; bu nitrat iyonlari miktari, camin bilesimi içindeki camin terkip elementlerinin oksitlerinin mol itibariyle en az %1,5'inin Vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine nitrat halinde sokuldugunda - camin terkip elementlerinin nitrat iyonlari ile cami olusturmayan en az bir elementten 5 gelen nitrat iyonlari karisimi, Vitrifiye edilebilir sarj karisimi içine yüzde mol cinsinden ifade edilen bir miktarda dâhil edilir; bu miktar camin bilesimi içindeki camin terkip elementlerinin oksitlerinin mol itibariyle en az %1 ,5'inin Vitrifiye edilebilir sarj karisiminin içine nitrat halinde sokuldugunda saglanan miktara esittir. 10) istem 9'a uygun yöntem olup, özelligi bu nitratlarin sunlar arasindan seçilmesidir: 10 baryum, sodyum, potasyum, amonyum nitratlar ve bu nitratlarin en az ikisinin karisimi. 11) Istem 95a uygun yöntem olup, özelligi camin terkip elementlerinin nitrat iyonlari ile cami olusturmayan en az bir elementten gelen nitrat iyonlari karisiminin baryum, sodyum, potasyum ve stronsiyum nitratlar arasindan seçilen en az bir nitrat ile amonyum nitratlarin bir karisimi olmasidir. 15 12) Istem 7 ila 11'den herhangi birine uygun yöntem olup, özelligi bu eritmenin oksijen kabarciklariyla gerçeklestirilmesidir.