158269. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üveg vagy vitrokristályos anyag fizikai és/vagy kémiai tulajdonságának módosítására
9 158269 10 fürdő P04 foszfátionokat savas hatással, 0,7% töménységben tartalmazott. A 2. és 3. példában idézett, a kál'iumnitráífürdő savanyítására használt anyagokat ugyanúgy felhasználhatjuk más összetételű edzőfürdők savanyítására is. így pl. a fürdő tartalmazhat nátriumionokat az üvegben levő lítiumionok helyettesítésére vagy rubidruimot az üvegben levő kálium-, nátrium- és/vagy - lítiumionok helyettesítésére vagy céziumot az üvegben levő rubidium-, kálium-, nátrium- és/vagy lítiumionok helyettesítésére. Az ionok diffúzióját mésznátron- és bórszilikát-üvegbe elősegíthetjük azoknak az összetett fürdőknek alkalmazásával, amelyeket" az előző példák ismertetnek, azonban a diffúzió támogatására ott használt anyagok helyett alkáliföldfémionok, előnyösen Ca++ vagy Mg + + használatával. Ilyen alkáliiiföldfémionok legyengítik azt az ellenállást, amelyet a diffúziógát az ionok behatolásával szemben kifejt, az említett ionok koncentrációja azonban előnyösen ne haladjon meg 2%-ot. Ilyen alkáliföldfémionokat természetesen egyéb összetételű fürdőkből származó ionok diffúziójának elősegítésére is felhasználhatunk. Mésznátron és bórszilikát üvegek kezeléséhez jó eredménnyel vezethetünk be kalciumionokat 0,95% koncentrációban, céziumnitrát fürdőbe. 4. példa: Az 1. példa szerintivel azonos összetételű mésznátronüveget 480°-on rubidiumnitrát fürdőben kezeltünk az üveg szilárdságának növelése céljából, amikoris a nátriumion okát rubidiumionokkal helyettesítettük. A fürdőbe Br+ ionokat vittünk be 1,5%-ot meg nem haladó koncentrációban, hidratált kalciumbromid (CaBr2 •H2 0) hozzáadásával. A brómioinoknak kiemelt affinitása van a fürdőbe diffundáló, helyettesített Na+ ionokkal szemben. Ilyenkor valószínűleg vegyes kötések létesülnek az utóbbi ionok hatásának' semlegesítésére. A diffúziógát által az ionok diffúziójával szemben kifejtett ellenállás ily módon legyengült és azt állandóbb értéken lelhetett tartani, mint abban az esetben, ha a fürdőhöz nem adunk hidratált kálciumbromiidot. A Ca++ ionok jelenléte a fürdőben fontos szerepet játszott a Na+ ionok hatásának semlegesítésében. Miután az üveg 15 órán át tartózkodott a fürdőben, annak törőszilárdsága 120 kg/mm2 értéket vett fel. 5. példa: Alumíniumszilikát üveget, melynek súlyszázalékos összetétele: 60%, Si02 , 18% A1 2 0 3 ,, 8% CaO, 8% MgO és 6% BaO, érintkezésbe hoztunk kalciumnitrát fürdővel, melyet az üveg lágyulási pontja, vagyis kb. 625°, alatti hőmérsékletre, még pedig 600°-ra hevítettünk. Megfigyelésünk szerint az üvegbe gyakorlatilag semmi kalciumion nem diffundált. Ezután a fürdőbe, 1,5% koncentrációban, NH4 + és P0 4 5 ionokat vittünk be. A diffúziógát által az ionok diffúziójával szemben kifejtett ellenállás csökkenése lehetővé tette, hogy a kálciumiono'k a fürdőből az üvegbe és a magnéziumionok az üvegből a fürdőbe diffundáljanak. Feltehetően 10 az NH4 + ionok és a P0 4 ionok a magnéziumionokkal (NH4 ) 2 CaMg(P0 4 ) 2 típusú komplex vegyületeket képeznek, melyek az ömlesztett sófürdőben ÍN'H4 + és [iCaMg'(P0 4 )g] _ ~ -ionokra diszszociálnák, és hogy az üvegbe diffundált Ca 1 f 15 ionok mennyiségének növekedése az említett komplex ion képződésének köszönhető. A komplex vegyületek képzésére alkalmas anyagokat nemcsak kétvegyértékű elemek ion-20 jainak, hanem egyvegyértéikű ionoknak jobb diffundáltatására is felhasználhatjuk. A fenti komplex ionokat tehát, melyeket kalciumnitrát fürdőbe vittünk be, bevihetjük nátriumnitrát fürdőbe is, pl. oly célból, hogy a nát-25 riumionokat a lítiurnüvegben levő lítiumionok helyettesítésére kényszerítsük. Ilyen esetben egy vagy több NH4 -Na-HP0 4 , NH 4 -Na-Li•P04 és NH 4 -Li-HP0 4 típusú komplex vegyület képződik, melyek az ömlesztett sófürdőben 30 NH4 + és [NaHP0 4 ]- [NaLiP0 4 ]-, ill. [LiHPO^jionokra disszociálnák. További olyan elemek, amelyek komplex vegyületek képzéséhez a fürdőbe vihetők, a Fe és 35 CN~ ionok. A fürdőbe dififundáló helyettesített egyvegyértékű ionok a fürdőben [FeM(CN)5 ]~~ típusú komplex ionokat képeznek, ahol M az üveg helyettesített egyvegyértékű ionját jelenti. Hasonló komplex ionokat lehet képezni nikkel 40 és kobalt ionok segítségével. Ezek a komplex ionok csökkentik egyrészt a diffúziógát által a diffúzióval szemben kifejtett ellenállást, másrészt a fürdőbe diffundáló helyettesített egyvegyértékű ionok diffúziógátló hatását. 45 Az előző példákban az ionoknak az üvegbe diffundálását elősegítő műveletek, mint amilyen a fürdő savanyítása, ill. komplex vegyületek képzése, felhasználhatók arra is, hogy vitro-50 kristályos (vitrokerámiai) anyagok esetén segítsék elő az ionok beidiffundálását. Egy ilyen példaképpeni vitrokristályos anyag előállításánál a következő súlyszázalékos összetételű lítiumüvegből indulunk ki: 52%, Síi02 , 36% A1 2 0 3 , 55 10% Li2 0 és 2i% Ti0 2 . Ezt az üveget ismert hőkezelésnek vetjük alá, minek következtében kristályos fázis jelenik meg, mely az Li2 0-• AI2O3 • 2Si02 képletű /?-eukriptit'ből áll, melynek mennyisége a hőkezeléstől függ, mimellett 60 azonban lítiumionokat tartalmazó üvegfázis is marad. Ezeknek a vitrokristályos anyagoknak már magukban véve is fokozott mechanikái szilárd-65 ságuk van, ezt azonban még tovább lehet nö-5
