Способ создания на поверхности известково-натриевого стекла непрерывной металлической дисперсии Советский патент 1979 года по МПК C03B18/02 

трйческого тока в цепи ванны, присоединенной по отношению к стеклу как анод. Такая величина плотности тока требуется для катодного восста новления достаточного количества ионов меди и свинца на поверхности стекла для получения требуемой степени диспе(рсности металлов в поверхности стекла.

В случае использования расплава состава медь - висмут между поверхностью стекла и катодной ванной поддерживают плотность электрического тока, равную 25-30% анодной плотности электрического тока, и процесс ведут в инертной атмосфере.

Если используют .расплав свинца, то между поверхностью стекла и катодной ванной поддерживают плотность электрического тока, равную 10-50% плотности тока анодной ванны.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие способ обработки стекла с использованием системы медь - сви-нец. Анодный и катодный стержни выполнены из меди, а ванны представляют собой расплав меди и свинца.

В изготовленном стекле в поверхностном слое толщиной не более 0,1 мкм должно быть распределено 25-300 мг/м меди и 100-60 мг/м свинца.

Используемое известково-натриевое стекло имеет следующий состав, мол. %: ЫагО12,4

К200,4

SiOa71,8

СаО8,8

MgO5,6

, РсгОз и т. д.1,0

. Общие условия процесс.а следующие: Скорость движения ленты, м/с 46 Ширина ленты, см30

Длина анода в н аправлении

движений ленты, мм7

Ширина анода, см24

Температура стекла на аноде, °С 790 Температура анодной ванны

расплава, °С780

Состав анодной ванны расплава, вес. %:

Си3

РЬ97

Интервал между анодом и

катодом, с (мм)1(13)

Длина катода в направлении

перемещения ленты, мм7

Температура катодной ванны расплава, °С760 Состав катодной ванны - расплава, вес. %:

Си2,7

РЬ97,3

В табл. I представлены примеры, иллюстрирующие условия и результаты способа создания в стекле металлической дисперсии различной заданной интенсивности.

Примеры 1, 3 и 6 относятся только к обработке стекла на аноде и включены в табл. 1 для сравнения. В примерах 1 и 2 используют анодную

обработку, обеспечивающую дисперсию в верхней поверхности стеклянной ленты, выходящей из-под первой ванны, 68 мг/м меди и 222 мг/м свинца.

В примере 1 катодную обработку не лрименяют, и атомы меди и свинЦа, диспергированные в верхней поверхности ленты стекла, образуются под воздействием восстановительной атмосферы. Получаемое стекло является бронзовьтм в пропущенном

свете и может непосредственно пропускать 52% солнечных лучей и 53% видимого света.

В примере 2 показано, что при применении катодного восстановления согласно

предложенному способу прямое пропускание солнечных лучей уменьщается до 44% с сохранением бронзового цвета в пропущенном свете, но при этом уменьшается до 40% пропускание видимого света. Применяемая катодная обработка составляет 30% анодной обработки. Концентрация меди и свинца в восстановленной поверхности-стекла остается такой же, как и яри анодной обработке, но восстановление происходит

более эффективно и в результате стекло имеет более высокие характеристики отражения солнечного тепла.

В примерах 3-5 стекло подвергают анодной обработке, но до -более высокой степени, чем в примерах 1 и 2, и в результате по крайней мере вначале наблюдается повышеття концентрация ионов меди и свинца на поверхности стекла. В примере. 3 не применяют катодное восстановлениеиобработайное стекло пропускает приблизительно 50% солнечного излучения.

В примере 4 анодно обработанное стекло приблизительно «а 20% восстанавливают катодным способом, В результате уменьшается приблизительно до 43% пропускание солнечного излучения и соответственно до 37%-пропускание видимого света. Количество меди в стекле остается таким же, ка-к и во время анодной обработки, но часть

ионов свинца мигрирует с поверхности стекла во вторую ванну. Когда катодная обработка составляет 40% анодной обработки (пример 5), то отмечают еще больщую миграцию ионов свинца в ванну, даже если

прямое пропускание солнечного излучения уменьшается приблизительно до 37%, а пропускание видимого света - до 31%.

В примерах 6-9 используют еще более интенсивную анодную обработку, пр-ичем

катодная обработка составляет 10, 30 и 50% анодной обработки. Все результаты в таблице 1 относятся к тем случаям, когда расстояние между анодом и катодом равно 13 мм, при интервале времени в 1 с и при

скорости движения ленты 46 м/ч.

В (Примерах показано, что при определенном расстоянии между анодом и катодом изменение катодного восста.новления, составляющего от 10 до 50% анодной обработки, обеспечивает требуемую степень металлической дисперсии на поверхности стекла,, выраженную в значениях оптических характеристик стекла.

Исследовано такл е влияние изменения расстояния между катодом и анодом при использовалии системы с медным анодом и медным катодом двух ванн, содержащих сплав меди и свинца. Стеклянная лента толщиной 7 мм продвигается со скоростью 46 м/ч. Защитная атмосфера в пространстве над ванной состоит из 10% водорода и 90% азота. Состав стекла такой же, как в примерах 1-9. Поддерживают следующие рабочие Зсловия:

Скорость ленты, м/ч

46

Ширина ленты, см

30

Длина анода, мм

7

Ширина анода, см

25

Температура стекла на аноде, °С

790

Температзфа расплавленной массы на аноде, °С 780

Состав расплавленно,; массы на аноде, вес. %:

Си

РЬ

Длина катода, мм

Температура катодной ванны

°С

расплавленного металла. Состав катодной ванны

расплава, вес. %:

Си РЬ

Режим анодной обработки был определен следующим образом:

Анодный ток, А1,5

Анодное напряжение, В13

Плотность электрического потока на аноде,

К л/м2,465

Содержание меди на. поверхности стекла, мт/м..,..;112 Содержание свинца, на поверхности стекла, . .

мг/м2 317

Катодная обработка составляет 40% анодной обработки: : - .

Катодный ток, А 0,6

Катодное напряжение, В Ниже 2,0

Плотность электрического тока на катоде,

Кл/м2186

Характеристики обработанного стекла даны в табл. 2.

Таблица 2

Оптимальный интервал перемещения ленты стекла меясду нижней кромкой анодной ванны и верхней кромкой катодной ванны равен приблизительно 1,0 с при 780°С в указанных условиях. В табл. 2 показано, что потери свинца с Поверхности стекла в катодную ванну при интервале 0,05 с составляют 45%. При интервале 1,0 с потери свинца Составляют 34%, а при интервалах в 2,0 и 4,0 с потери свинца ве наблюдаются. Длинные межэлектродные интервалы (2,0 и 4,0 с) обеспечивают получение стекла с

более высоким пропусканием видимого света и более низким отражением видимого света, чем оптимальный интервал в 1,0- 1,5 с. Эти результаты показывают, что, когда межэлектродное расстояние больше оптимального значения, катодная обработка становится все менее эффективной и получение цвета в стекле является результатом, главным образом , восстановления в атмосфере водорода.

Влияние температуры и скорости стеклянной ленты на оптимальное межэлектродное расстояние показано в табл. 3, тде даны результаты, полученные лри использовании ванны сплава медь - свинец, с цельго полуОбработку стекла осуществляют в восстановительной водородной атмосфере над катодной ванной. Исходное стекло имеет толщину 7 мм. Анодный и катодный стержень выполнены из меди, ванны содержат расплавленный сплав меди и висмута. Поддерживают следующие рабочие условия:Скорость ленты, м/час Ширина ленты, см Длина анода в направлении движения ленты, мм Ширина анода, см Температура стекла на аноде, °С , Тем:пература анодной ванны, °С

чения изделия, имеющего характеристики, аналогичные характеристикам стекла из примера 5 в табл. 1.

Таблица 3

Таблица 4

Пример став анодной ванны, вес. %: висмут Расстояние между анодом и катодом, с (мм)0,5 (6) Длина катода в .направлении движения ленты, мм7 Температура катодной ванны, °С Состав катодной ванны, вес. %: медь висмут а примера обработки стекла представв табл. 4.