185456. lajstromszámú szabadalom • Vízálló ortofoszfát üveg
1 185 456 2 4 ml üvegből kioldódott szárazanyag (mg) Hidrolitikai osztályok 5 III. Kemény eszközüveg (szerszám- és csőüveg kémiai készülékekbe, boros- és sörös 10 palacküveg) IV. Lágy eszközüveg (közönséges készüléküveg, orvossá- 25 — 30 gos üveg, ipari üveg, ablak- 15 üveg, világítási és luxusüveg) V. Eszközüvegnek használhatatlan (üvegek fizikai célokra, közönséges csomagoló 20 üvegek) Az üveg előállítására felhasználható anyagok sokfélék lehetnek: 25 így pl.: bármelyik üveg előállítható az üveget alkotó oxidokból, fémek sójából, szerves, vagy szervetlen vegyületeiből, vagy akár a tiszta fémekből, stb. Az üveget olvasztással, alkalmas hőkezeléssel ál- 3Q lítják elő a fenti anyagokból. Az üveg előállításában kémiai reakciónak nincs lényeges szerepe. Csupán azok a változások jönnek létre, amelyek az egyes alkotó elemekben az oxidok kialakulásához vezetnek. Az alkotó elemek egymással nem reagál- 35 nak. Az összetétel kompozíciónak tekinthető. Találmányunk egy olyan új üveg, amely kielégíti az alábbi feltételeket:- foszfor-pentoxid tartalma 30 - 50 t% legyen — az üvegalkotókat úgy kell megválasztani, 40 hogy a kész üveg aktiválása során az aktivációt zavaró, hosszú felezési idejű izotópok ne keletkezzenek — az üvegből a víz ne, ill. a lehető legkisebb mértékben oldjon ki foszfátiont (ui. az oldott 45 izotóp a nyomjelzéses technikával az iszapmozgás modellezésénél, vizsgálatánál hibás eredményeket adna) legalább IV. hidrolitikai osztályú (ablaküveg minőség) legyen- 1000 °C-ig az üvegképződés lejátszódjon 50 Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy az önmagában is üveget képező foszforpentoxidot és a hálózatalkotó alumíniumoxidot alumíniumortofoszfát formájában az üvegszerkezetbe építve, vízálló foszfátüveg jön létre. 55 Önmagában az alumínium-ortofoszfát nem képez üveget. Olvasztó ágensként ezért nálriumoxidot bórtrioxidot adagolunk és, az oldhatóság további növelésére nátrium-fiuoridot építünk a szerkezetbe. 60 A devitrifikáció csökkentését a nátrium-oxidnak kálium-oxiddal való részbeni helyettesítésével érjük cl. Találmányunk szerinti üveg alkotórészei az alábbiak: foszfor-pentoxid, aiumínium-oxid, nátriumaid, (kálium-oxid), bór-trioxid és nátrium-fiuorid Az alkotórészek aránya - az elvárt kritériumok teljesítésére - szigorúan meghatározott szűk határ-ok között változhat: foszfor-pentoxid és alumínium-oxid aránya a nátrium- és káliumoxidhoz: 1,45-2,11 nátriumoxid aránya a káliumoxidhoz: 5,72-7,96 nátrium- és káliumoxid aránya a bórtrioxidhoz: 1,93-2,08 között hidrolitikai osztályok I — IV. Az üvegösszetétele az alábbi határok között változtatható: P2Os 26,2-27 mól % A12Oj 26,2-27 mól % Na20 26,2-27 mól % B203 15,6-13 mól % Na F 5,8-6 mól % Kálium-oxiddal kialakított összetétel: K20 • 8NazO ■ 9AI203 • 9P205 - 4,5B203 • 2- NaF A vízálló ortofoszfát üveget úgy állítjuk elő, hogy az. üvegalkotórészeket bemérjük, őröljük, homogenizáljuk, a keveréket 400 °C-on zsugorítjuk az illő alkotórészek elhajtása érdekében, törjük, újból őröljük, 900- 1000 °C-on olvasztjuk, majd a Pythagoras masszából készült olvasztótégelyből saválló acél lemezre kiöntve szobahőmérsékleten megdermesztjük. A megdermesztett masszát aprítjuk, majd őröljük. Az őrlést 0,5 mm szemcsenagyság alatti értékek eléréséig folytatjuk. Ezt követi a szitálás. A szitálással a kívánt szemcsefrakciót választjuk ki. A kívánt szemcsefrakció mérete mindig a modellezni kívánt iszap szemcseméretétől függ, azzal egyezőnek kell lennie. Az így nyert szemcsefrakciót neutronaktivációnak vetjük alá. A besugárzás úgy történik, hogy az ampullába töltött vákuum alá helyezett anyagot 1—5 napig i— 2 - 1013 neutron/cm2s neutronfluxussal kezeljük. A neutron besugárzás hatására az Al, P, Na, K, B, F, O tartalmú üvegben csak a Na, K és P aktivációja révén keletkezik maradandó aktivitás. Az egyes izotópok felezési ideje a következő: 24 j j Na 154 12p '*-2i 42 j^K 12,5 h A besugárzás után 3 — 5 napos „hűtést” alkalma- 24 42 zunk, így a képződött j j Na és ^ K aktivitása jelentősen lecsökken. Az így nyert foszfor üvegpor aktivitása: 10,95 mC, Az. aktivált üvegpor alkalmas arra, hogy vele modellezni, továbbá nyomon követni lehet az élő vizekben pl. a Balatonban az iszap mozgását, illetve megállapítható vele a vizszürések pl. víztisztító müvek működésének hatékonysága. Az aktivált üvegpor alkalmazásánál úgy járunk el, hogy a modellezni kívánt iszap becsült összsú-3
