Способ упрочнения стекла Советский патент 1985 года по МПК C03C21/00 

Изобретение относится к производ ству стекла, в частности к способам упрочнения листового стекла ионным обменом. Целью изобретения является noBW шение качества отекла. На фиг. i изображена ванна, про- дольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (рабочая поверхность излу чателя ); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 упрочняемое вет ровое стекло; на фиг. 5 - разрез В- на фиг. 4. Стекло 1 с держателем 2 погружают в ванну 3 с расплавом 4. С помощью магнитострикторов 5-7, питаемых от трехфазного источника 8 переменного электрического тока, накладыва ют упругие колебания с заданной ин- тенсивностью, частотой и амплитудой Упругие колебания создают со сдвиго по фазе О, 120 и 240 соответственно. Излучатель 9 выполнен из равносторонних треугольников, сопряженных их боковыми сторонами. Расплав в ванне нагревают с помощью электри ческих нагревателей, а температуру регулируют и контролируют температурными регуляторами. Упрочняемое стекло контактирует с расплавом в среде, не вызывакяцей восстановления ионов меди, установленное время, за тем ее ох-паждают и промывают. Пример I. Листовое стекло вертикального безлодочного вытягива ния состава, вес„%: Si02 72,37; AliOal,69; Fe2.03 0,13; СаО 7,83; MgO 3,63; NsjO 13,82 и SO, 0,49, уп рочняют по трем различным режимам. Образцами служат пластинки ЮОх хЮО мм толщиной 5,60,3 мм. При обработке стекла по трем реж мам через расплав пропускают технический аргон. CvigCI на поверхности стекла уд,аляют погружением образца в 10%-ную НС1. Пример 2. Листовое стекло вертикального лодочного вытягивания состава, вес.%: SiO, 72,24; 1,58; CaO 7,16; MgO 3,59, КагО 14,9. и SO 0,52, упрочняют по трем различным режимам. Образцами служат диски диаметром 121 мм и толщиной 2+0,3 мм. Пример; 3. Листовое стекло, . состава, вес.%: SiO- 71,72; 0,91; Ре2.0з 0,13; СаО 8,25; MgO 3,46; NajO 14,82 и SOy 0,39, упрочняют по трем режимам. Образцами служат пластинки 100 X 100 мм толщиной 5,0 40,3 мм. Пример 4. Упрочняют листо-, вое стекло вертикального лодочного вытягивания состава, вес.%: 8102 72,15; 1,78; FejOj 0,22; СаО 6,71; MgO 3,61; Na20 15,02 и SOj 0,48, с исходной прочностью 148 МПа. Образцами служат пластинки размером 100x100 мм, толщиной 3,0Ю,3 мм. Упрочненное стекло имеет среднюю прочность 405 Wfla с коэффициентом вариации 16,3%. В табл. 1 приведены свойства стекла до упрочнения; в табл. 2 режимы I-III обработки стекла согласно примерам; в табл. 3 - свойства упрочненного стекла. Предлагаемый спосЬб позволяет повысить средние значения механической прочности упрочненного стекла примерно в 2,5-3,0 раза при технологически приемлемом времени обработки, не превышающем 0,5 ч, причем глубина ионообменного слоя достигает 110-120 мкм. В процессе упрочнения стекла улучшается хш4ическая стойкость изделий к воде и водяным парам в результате того, что ионообменный слой обедняется щелочными ионами, которые заменяются ионами меди. Таблица

СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ СТЕКЛА ионным обменом в солевом расплаве при одновременном наложении упругих колебаний, отличающийся тем, что, с целью повьпиения качества стекла, обработку осуществляют в расплаве, содержащем ионы меди, а упругие колебания создают с помощью магнитострикционных вибраторов, размещенных в вершинах равносторонних треугольников, сопряженных по сторонам со сдвигом фаз О , I20 и 240°. (Л 00 со 00 1C со

156

16,5 14 17,4 146 18,1

0,25

0,31 0,35 0,25 0,23 0,33 Скорость нагрв ва стекла до температуры обработки, с/мин 7,5 7,5 7,5 10 10 Содержание ваины, мол.%: хлористая медь (Си,С1-) 85 80 67 хлорная медь (CuCl2) 15 20 33 йодистая медь (CUjJj) бромистая медь ( ) Температура расплава при обработке стекла, С 405 435 470 535 485 Начало кристал- лизащга расплава, С 402 432 465 533 482

Температура плавления расплава,

С

Температура кипения расплава, С Время выдержки стекла в ванне с расплавом, У , шн 2,2 3,5 5,5 2,2 4,0 Интенсивность упругих колебаж-{й, Вт/дм 0,6 0,3 0,1 0,6 0,3 Частота упругих колеба300 50 20 300 150 ний, кГц Продолжительность воздействия упругими колебаниями, V, 3,5 5,5 2,2 4,0 мин2,2

Таблица 2

7,5 10 20 90 ВО

498 900 10 7,5 7,5 7,5 30 50 40 10 70 50 60 90 100 430 420 430 470 500 424 414 424 466 5,5 5,5 5,0 3,1 3,2 0,1 0,3 0,1 0,1 0,3 20,0 300 220 50 20,0 5,5 5,5 5,0 3,1 3,2

Таблица 3

3

Фиг. 9