184388. lajstromszámú szabadalom • Alkáliáknak ellenálló űvegszálak és ezekkel erősített cement vagy cement-tartalmú termékek
1 184 388 2 lyett az olvadék viszkozitásának a csökkentése végett és ennek következtében csökken a szálképzési hőmérséklet (Tw), a Ti liquidus hőmérsékletre gyakorolt hatás és az alkáliellenállásra kifejtett befolyás csekély. Abban az esetben , ha a ZrO j mennyisége a 22 % -os felső határon vagy annak közelében van, akkor a Ti02 növelheti az elüvegtelenedés veszélyét. Előnyösen nem lépjük túl az 5 súly % H02 mennyiséget, legfeljebb azonban 10 súly % -ot alkalmazhatunk belőle annak érdekében, hogy elkerüljük az elüvegtelenedést. A25. példa szerinti kompozíció 1,2 súly % Ti02-t tartalmaz, amelynek az összetétele megegyezik a 15. példa szerinti kompozíció összetételével, de az Si02 egy részét Ti02-vel helyetesítettük. Az alkáliáknak való ellenállás ugyanabban a nagyságrendben van és a Tw hőmérséklet a 15. példa szerinti 1320 °C-ról 1300 °C-ra csökken a 25. példa esetében. A 26. példa szerinti kompozíció hasonló a 18. példa szerintihez, de 5 % Ti02-t használunk az Si02 egy része helyett és az alkalmazott Cr203 mennyiségét is csökkentettük, míg a 27. példa szerinti kompozícióban a Ti02 tartalom a maximális 10% és így csökkentjük az Si02 és Cr2Oj, valamint a ritkaföldfémoxidok mennyiségét. Ezek a példák azt is szemléltetik, hogy Ti02 adagolása esetén csökken a Tw hőmérséklet. így tehát látható, hogy a legtöbb esetben, ha az üvegek 2,8 %-nál nagyobb mennyiségű ritkaföldfémoxidot tartalmaznak, akkor a Ti02 adagolása esetén előnyök nem származnak, de 10 súly %-ig terjedő mennyiséget használhatunk belőle, ha a Tw hőmérsékletet kell csökkenteni. Ritkaföldfémoxidokat tartalmazó üvegek alkáliellenállása növekszik, ha növeljük a ritkaföldfémoxidok mennyiségét a cirkónium és a króm mennyiségének azonos szinten tartása mellett. A ritkaföldfémek természetben előforduló keverékekben, vagy cériumtól mentesített szilárd anyagelegyekben didyniumként lehetnek jelen, mint a 29. példa szerinti kompozícióban. A 29. példa szerinti kompozíció összetétele egyezik a 18. példa szerintiével azzal az eltéréssel, hogy a ritkaföldfémoxidok mennyiségét ugyanolyan mennyiségű didyniumoxidként ismert eleggyel helyettesítjük. Az összehasonlító vizsgálatok azt mutatták, hogy semmiféle értékcsökkenés nem mutatkozik a tulajdonságokban. A szkandium és az ittrium, amelyeket gyakran pszeudoritkaföldfémeknek is nevezünk, szintén beletartoznak az általános megnevezésbe. A ritkaföldfémoxidok lehetővé teszik azt, hogy jő alkáliáknak való ellenállást érjük el az üvegekben viszonylag kis Zr02 tartalom mellett anélkül, hogy elfogadhatatlan módon növeljük a Cr202 tartalmat. Az 5. példa olyan kompozíciót mutat be, amelyben a ritkaföldfémoxidtartalom 15,9 súly % és az alkáliáknak való ellenállása hasonló a 6. és 7. példa szerinti kompozíciók alkáliellenállásához, amelyeknek a ritkaföldfémoxid-tartalma 5,5 súly és az egyik esetben kisebb a Zr02-tartalom, a másik esetben pedig nagyobb a Zr02-tartalom. A 6. példa esetében a kisebb Zr02 mennyiséget a Cr203 mennyiségének kismértékű növelésével ellensúlyozzuk. Ritkaföldfémek használata esetén az a legkisebb ritkaföldfémoxidmennyiség, amely hatásos, 0,5 súly%. A 44. és 45. példa azt mutatja, hogy kis (0,5 és 1,4 súly %) ritkafoldfémoxidmenynyiség használata esetén is használható eredményeket érhetünk el. A 30. példa azt mutatja, hogy 23% ritkaföldfémoxidmennyiség esetén is megnövekszik az alkáliáknak való ellenállás az 1. számú üveghez képest, ha nagy, így 17,3 súly % Zr02 és kis, így 0,225 súly % Cr203 tartalmú kompozíciót alkalmazunk. A 31. példa szerinti kompozíciónál hasonló a ritkaföldfémoxidtartalom, mint a 30. példa sze- 10 rintinél, de nincs Ti02 a kompozícióban. Előnyösen olyan kompozíciókkal dolgozunk, amelyeknek a ritkaföldfémoxidtartalma kereken 3 — 5,5 súly %, Zr02-tartalma 14 — 16 súly % és a Cr203 tartalma körülbelül 0,3 — 0,5 súly %. A 32. és 33. példa szerinti kompozíciókban olyan ritkaföldfém-tartalmat alkalmazunk, amely 5,5 súly % és a 16,0 súly% felső határ között van. A ritkaföldfémoxidtartalmat meglehetősen szabadon választjuk meg 0,5 — 16 súly % -nak megfelelő tartományban. Költség szempontjából célszerű, ha a ritkaföldfémoxidokból az alsó határ körüli mennyiségeket használjuk, mert a 16 súly%-kal járó költségeket nem egyenlíti ki a Zr02-tartalom csökkentése, amire szükség van és előnyös, ha a ritkaföldfémoxidtartalom nem emelkedik 10 súly% fölé. Kölcsönös összefüggés van a Zr02 és a Cr203 tartalom megválasztása között. Semmiféle vagy csak kismértékű javulás jelentkezik a szilárdságban az 1. számú összehasonlításul szolgáló üveghez mérten, ha a Cr203 tartalom az alsó vége körül van az alkalmazott tartománynak, például 0,2 súly% Cr203 tartalom esetén akkor, ha a ZrÖ2 tartalom 13,5 % alá csökken. A 34. példa mutatja azokat az eredményeket, amelyeket akkor kaptunk, amikor a Zr0213,5 súly %, aCr203 pedig 0,225 súly% volt. A 18. példa eredményeiből látható, hogy a Cr203 tartalomnak 0,75 súly %-ra való növelésekor és a Zr02 tartalomnak 10 súly %-ra való esésekor sokkal jobb eredményeket kapunk, mint az összehasonlításul szolgáló üvegnél. A 21. példa szerinti kompozíciónál a maximális 1,0 súly % Cr203 mennyiséget használjuk, a 20 példa pedig 0,9 súly % Cr203 mennyiség alkalmazását mutatja igen kis, 6 % Zr02 használata esetén. Abban az esetben, ha 1,0 súly % feletti mennyiségben használunk Cr203-at, akkor 6 súly %-nál kevesebbet kell alkalmazni Zr02-ből annak érdekében, hogy szálhúzásra alkalmas üvegkompozíciót kapjunk, és ilyen alacsony Zr02 szintnél nem történik jelentős mértékű növekedés a kereskedelmi forgalomban lévő üvegek alkáliellenállásához mérten. Az említett 6 súly% tehát az az alsó határ Zr02-re, amelynél javulás érhető el. Abban az esetben, ha a Cr203 tartomány felső végénél dolgozunk és ha a Cr203 mennyisége megközelíti az 1 súly%-ot, akkor Zr02-nek 10 súly % alatt kell lennie. Amennyiben a Cr203 tartomány alsó végéhez közeli mennyiséget alkalmazunk, fontos az, hogy ha Cr203 mennyisége 0,3 % alatt van, akkor a CriMartalom ne csökkenjen az összes krómtartalom 70%-aaláése lőnyösen 100% közelében legyen. A 35. példa 0,1 súly% Cr203 tartalmú kompozíciót képvisel. A 36. és 39. példák azt az esetet mutatják be, ahol a Zr02 tartalom a teljes tartomány felső vége közelében és a felső szélénél van. Az alkáliákkal szembeni ellenállást tovább növelhetjük Th02 adagolásával , az előnyös mennyiség 0,4—4 % tartományban van (37. példa). Azokat az üvegkompozíciókat, amelyek ritkaföldfémoxidokat nem tartalmaznak, a 47. összehasonlító példa és a 48 — 85. példa mutatja be. Részletesebben meghatározva, olyan üvegkompozícióknál, amelyeknél a szálhúzási hőmérséklet 1350 °C alatt van és pozitív a Tw — T,érték, akkor arra van szükség, hogy Ti02 legalább 0,5 % legyen annak érdekében, hogy elfogadható szintű alkáliellenállást érjünk el lényegében háromértékű króm adagolása útján. A 47. példa összehasonlításul szolgáló kompozíciót szemléltet, amely nem tartalmaz krómot. A 48 — 52. példa olyan kompozíciókat képvisel, amelyeknél a Ti02 mennyiség 2,4 súly % és a ZrÓ2 tartalom körülbelül 17 súly %. Ezekben az esetekben ugyanolyan javulásokat kapunk az 1. számú összehasonlító kísérlethez képest, mint a ritkaföldfé-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
