СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ СИЛИКАТНОГО СТЕКЛА Советский патент 1974 года по МПК C03C23/00 

1

Р1зобретение относится к стекольной промышлен-ности н может быть использовано для упрочнения стекла.

Известен способ упрочнения стекла иутем гидролитической обработки П1ри повышенных температуре и давлении.

Цель изобретения - повышение прочности кварцевого стекла.

Это достигается тем, что обработку осуществляют в статических условиях при температуре 350-600°С, давлении 180-400 атм, в течение 50-300 час.

Гидролитическую обработку можно проводить в насыщенном водном растворе К|ремнезема при температуре 350-370°С и давлении 180-220 атм или в перегретом водяно-м паре Прп температуре 450-600°С и давлении 200-400 атм.

Способ осуществляется следуюш.им образом.

Готовят насыщенный водный раствор кремнезема. Для этого в автоклав высокого давления помещают кварцевое стекло и заливсют дистиллированную воду.

Соотношение между поверхностью обраба3 смтываемато стекла и объемом воды После нагрева автоклава до температуры

360-370°С, давлении 200 ат.м и выдержки в течение 2-3 час образуется насыщенный раствор кремнезема в воде, содержащий 0,15% нелетучего компонента и пригодный для последующего многократного использования.

Образцы уирочняемого кварцевого стекла иодвергают гидролитической обработке указанным насыще.нным раствором кремнезема в автоклаве в статических условиях при температуре 360-370°С и давлении 200 ат.ч в течение 120 час.

Стекло практически нерастворимо, преобразуется лишь его поверхностный слой. У стекла, находящегося после охлаждения автоклава в среде воздуха, прозрачность изменяется незначительно. На стекле, оставшемся в растворе, может образоваться тонкий налет кремнезема, легко удаляемый механической полировкой без ущерба для прочности стекла.

Уирочнение за счет создания измененного иовер.хностного слоя, наблюдают следующим образом;

Партию образцов кварцевого стекла KB - стержней диаметром 5 мм иодвергают травлению в растворе плавиковой кислоты для удаления случайных опасных дефектов, т. е. для уменьшения разброса значений прочности. Половину стержией подвергают обработке в насыщенном растворе кремнезема в течение 120 час по режИму, указанному выше.

Затем все стержни подвергают одинаковому механическому новреждению-обработке грубой шлифовальной шкуркой (размер зерна абразива 300 мкм) под усилием 100 г, нри вращении стержней со скоростью 2000 об/мин. Длительность обработки 1 мин. В результате повреждения поверх-ность стекла имеет множество визуально наблюдаемых дефектов.

Результаты измерения прочности на изгиб всех стержней после повреждения приведены в таблице.

Значение прочности после повреждення,

минимальное

среднее

Травление7±15

Травление -f гидролитическая

обработка28±225

Таким образоМ, описываемый способ позволяет понизить отрицательное действие поверхностных микродефектов на прочность кварцевого стекла, т. е. увеличить его реальную прочность.

Предмет изобретения

1.Способ упрочнения силикатного стекла путем гидролитической обработки при повышевных температуре и давлении, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности кварцевого стекла, обработку осуществляют в статических условиях при 350-600°С, давлении 180-400 атм в течение 50-300 час.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидролитическую обработку проводят в насыщенном водном растворе кремпезема при 350-370°С и давлении 180-220 атм.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидролитическую обработку проводят в перегретом водяном паре при 450-600°С и давлении 200-400 атм.