159890. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üvegből, vitrokristályos, vagy kerámiai anyagból vagy kristályos kőből készült tárgyak tulajdonságának diffúzió útján való módosítására
5 159890 6 lyamatosan az olvadt anyag sugarát vagy sugarait fecskendezhetjük, s így elérhetjük, hogy a tárgy azon felületén vagy felületein, amelyeken diffúziót kívánunk létrehozni, az olvadt anyag végigcsurog. Előnyös, ha ilyen módon ke- 5 zeljük a tárgyat a kezelésre alkalmazott közeggel, mert ilyen módon egyenletesebb lesz a kezelés a tárgy felületén vagy felületein. A találmány jelenleg kedvezőnek tartott kiviteli alakja szerint a tárgy kémiai bemerítéses ke- . zelésének megvalósítására alkalmas körülmények között a tárgy náteumdonjait a közeg káliumionjaival cseréljük ki. Az ilyen típusú kezelési eljárásoknál a közeg előnyösen olvadt káliumnitrátot tartalmaz. Ha az olvadt közeget fürdő formájában használjuk, akkor a CQj-gázt a fürdőbe befúvathatjuk. A gázbefúvatás előnye az, hogy nagyméretű fürdők esetén a gáz a fürdő egészében eloszlik, s a gáz befúvatása következtében keletkező disszociációs vágy asszociációs termékek az egész fürdőben eloszlanak. Ha ugyanis ezek a termékek képződésük helyén maradnának, akkor minden utólagos hatást megakadályoznának vagy gátolnának. A COa-gázt kívánság szerint valamely közömbös gázzal, például nitrogénnel képzett keverékében alkalmazhatjuk. A CQ2 -t azonban előnyösen levegővel keverjük össze. Ez a keverék előnyösen befolyásolja a diffúzió megindulását; e hatás oka valószínűleg az, hogy az elegy a fürdő 02 ~-ion-tart almát befolyásolja. Az olvadt anyaggal előnyösen minimálisan 0,1 liter C02 -t hozunk érintkezésbe percenként és köbméterenként. A COa-t vagy az eljárásban használt más gáz vagy gázok befúvatását folyamatosan vagy szakaszosan végezhetjük. Ha a kezelésre alkalmazott közeg az előbb ismertetett módon a kezelendő tárgy felületén végigfolyik, akkor a gázt vagy a gázokat a folyadék-adagolással egyidejűleg ráfúvathatjuk a tárgy felületére vagy felületeire, s így biztosíthatjuk, hogy a gáz vagy a gázok a fenti felületen vagy felületeken végigfolyó közeggel érintkezésben legyenek. Az alábbiakban a találmányt példákon mutatjuk be. 1. példa Szokásos összetételű nátrium-kálcium-üvegből készült üveglemezt az üvegbe történő diffúzió megvalósítására 470 C°-os olvadt káliumnitrátfürdőbe helyezünk. A fürdőbe CC>2-t fúvatunk be. Az üveget 20 órán keresztül a fenti fürdőbe tartva azt tapasztaltuk, hogy a Na+-ionok 30 mikron mélységig K+-ionokra cserélődtek ki. A fentivel azonos összetételű üveget a fentivel azonos ideig a fentivel azonos fürdőben, azonos hőmérsékleten kezeltük, azzal a különbséggel, hogy a kezelésnél CO2 nem volt jelen. A fenti idő eltelte után az üvegben nem lehetett K+ionokat kimutatni. A K+-ionok behatolási mélységét mikroszondás elemzéssel állapítottuk meg. Azt tapasztaltuk, hogy csupán az elsőként ismertetett fürdőben kezelt üveg erősödött meg a kezelés hatására. 2. példa Kezelőkamrában levő alábbi súlyösszetételű nátrium-kalciumüveigből készült üveglemezt 445 C°-os RbNO;>-mal permetezünk. SÍO2 68% Na2 0 22,3% CaO 9,5% A rubidiumnitrát végigcsurog az üveglemez felületén. A kezelés során még két nap után sem figyeltünk meg ioncserét a Na+ és az Rb f ionok között. Ezután a kezelőkamrába C02 -gázt vezettünk be. Ennek hatására a diffúzió megindult és az üveg szakítószilárdsága 30 órai kezelés után jelentősen megnövekedett. 3. példa Az alábbi súlyösszetételű, 1,60X0,55 m méretű, 1 mm vastag üveglemezeket olyan fürdőbe merítettük, amely 99,8% KN03 -t és 0,2% K2 CO;j-t tartalmaz. A fürdő térfogata 8 m 3 volt. SiO, 71% A12 Ö, 2% Na2 0 13% CaÖ 12% Az első kísérletsorozatnál a fürdő hőmérséklete 468 C° volt. A kísérleteknél 20 órai kezelés után még nem volt ioncsere megállapítható. A második kísérletsorozat folyamán a fürdőt 485 C°-ra hevítettük fel. 20 órai kezelés után aat tapasztaltuk, hogy észrevehető nagyságú ioncsere játszódott le. Az üveglemezek azonban a hoszszú tartózkodási idő következtében hosszirányban deformálódtak. Egy harmadik kísérletsorozatnál a fürdő hőmérsékletét — éppen úgy, mint az első kísérletsorozat folyamán — 468 C°-on tartottuk. A fürdőn 10 liter C02 /perc és 40 liter levegő/perc sebességgel C02 levegő keveréket fúvattunk keresztül. 20 óra kezelés után a kálium-ionok 20 mikron mélységben diffundáltak be az üveg felületébe. Mivel az e kísérletsorozatnál alkalmazott hőfok csak 468 C volt, az üveglemezek egyáltalán nem deformálódtak. 4. példa A 2. példa szerinti Na+—Rb+ ioncserével kezelt üveglemezeket lehűtjük és egy hónapon keresztül 20 C'-os közönséges légtérben tartjuk. A fenti idő eltelte után a lemezeket 20 percre 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
