158832. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés üvegszerű és vitrokristályos anyagú tárgyak edzésére
3 Előnyös az ioncserét a megengedett hőfoktartoimányon belül magas hőfokon kezdeni, mert minél magasabb a hőmérséklet, annál fokozottabb az adott ionok diffúziója az üvegbe. Az üveg mechanikai tulajdonságaira gyakorolt hatás azonban jobb akkor, ha a hőmérsékletet az ioncsere alatt csíökkentjük, mint ha a kezdő hőmérsékletet az egész eljárás folyamán fenntartjuk. A javulás okát egyelőre nem ismerjük teljes ibizonyoissággal. Ügy látszik, az ioncsere lefolytatása az egész eljárás alatt a megengedhető hőfoktartományon belül tartott magas hőmérsékleten odavezet, hogy az üveg 1—30 mikron vastagságú felületi rétegében a helyettesítő ionok túlságosan felszaporodnak. Ezeket az ionokat olyan helyeken találjuk, amelyeket rendszerint nem foglalnak el a helyetteisítetlen üveg alkálifém ionjai. Ha mármost a hőmérsékletet kellően csökkentjük az ioncsere időszaka alatt, akkor az említett túlságos tömörülést elkerüljük vagy csökkentjük és látszólag ez okozza a jobb eredményt. A találmány szerinti edzőeljáráis növeli az üveg húzószilárdságát és ez a növekedés nagyobb, mint ha a hőmérsékletet az edzés alatt uralkodó hőfokok átlagértékén rögzítjük. Ezenkívül a találmány alkalmazása esetén az elért 'húzószilárdság hoszszabb ideig marad meg. Azt is tapasztaltuk, hogy sok esetiben az edzett üveg felülete jobban ellenáll az időjárás kémiai behatásainak. A magas hőmérsékletű edzőeljárásnál az ioncsere alatti kezdő hőmérséklet célszerűen legalább 1,05 Tg, ahol Tg az a hőfok, amelynél az üveg viszkozitása lO13 * 2 poise. Az alacsony hőmérsékletű eljárásnál a kezdő hőmérséklet célszerűen legalább 0,6 Tg. Az ioncsere alatt az üveg felületének hőmérsékletét legalább 40°-kal csökkentjük, azonban a hőmérséklet ennél jóval nagyabb mértékben is csökkenthető, így pl. több mint 100°-kai, nevezetesen ,1150 sőt 20O°-kal is. Az ioncsere végbemehet az üveg és olyan megolvadt érintkező közeg között is, amely az üvegen bevonatot alkot, vagy pedig egy vagy tölbb olyan fürdőből áll, amelyekbe az üvegtárgyat merítjük. Ha közegfürdőt használunk, akkor az üvegtestet a fürdővel való érintfeeztetés előtt, termális sokk elkerüléséire vagy csökkentésére és az eljárási idő megrövidítésére előmelegíthetjük. Természetesen közegfoevonatot is felvihetünk előmelegített üvegtáTgyra. Az ömlesztett közeg pl. valaimely káliumsóból, így káliumnitrátbál, valamely litiumsoból, vagy kálium- ill. litiumsót tartalmazó anyagok keverékéből állhat. Amennyiben kémiai edzőfürdőt alkalmazunk, az edzendő tárgyat a fürdőben tovamozgathatjuk és a fürdőben hőmérséklet-gradienst tarthatunk fenn olyképpen, hogy a tárgy haladása 4 folyamán a szükséges hőfokcsökkenés áll elő. Ezt a hőmérséklet-gradienst könnyen létrehozhatjuk a fürdőbe merített, különböző hőfokú fűtőszerveik sorozatával. Ezenfelül az üvegtárgy 5 útja mentén elhelyezett fűtőszervek számának, távolságának és viszonylagos méreteinek kellő megválasztásával a tárgy bármely részéhez az ionpsere alatt hozzárendelt felszínhőmérsékleti görbe alakját előre megszabhatjuk. Változtat-10 ható a tárgy haladási sebessége is a fürdőben. A találmány ilyen megvalósítása esetén a tárgy felületének egymás után következő részei, a tárgy elejétől a végéig, csökkenő hőmérsékletnek vannak kitéve az ioncsere folyaimán. 15 Olyan kémiai edzőfürdő alkalmazása, amelyben a hőmérséklet^gradiens a tárgynak a fürdőn keresztül haladása folyaimán csökken, nagy fontosságúnak bizonyult húzott üvegszalagok 20 edzésénél, melyek folyamatosan érkeznek a magas hőmérsékletű üveghúzó övezetből. A Coliburnnféle üveghúzó gépiben a húzott üvegszalag hajlítőhengeren át lágyítőkamrába (lehr) kerül, melyben az üveg fokozatosan lehűl. 25 A találmány szerinti ioncserés edzést ilyen lágyítókamrában végezhetjük. Evégből az edzőfürdőt a lágyítókamrátoan helyezhetjük el és az üvegszalagot úgy vezethetjük át a fürdőn, 30 hogy az edzési hőmérséklet a fürdő kivezető vége felé csökkenjen. A találmány szerinti edzés két vagy több sorbakaípesolt fürdőben is végezhető, melyek 35 fokozatosan alacsonyabb hőfdkúak. Üvegszalag edzése esetén az üvegét egymást követő kezelések között vághatjuk szét, mielőtt az edzés annyira előrehaladt, hogy a sima vágást megnehezíti. 40 Azt tapasztaltuk, hogy a találmány vitrokristályos anyagú tárgyak kémiai edzéséhez is jól hasznosítható, a kristályosodás fokától függetlenül. A vitrokristályos tárgy kémiai edzésénél a tárgy külső rétegeiben levő ionokat a 45 feszültség-kiengedéshez eléggé 'magas hőmérsékleten olyan ionokkal helyettesítjük, amelyek az említett külső rétegeken a hőkiterjedési együtthatót csökkentik, vagy pedig a tárgy külső rétegeiben levő ionokat nagyobb ionokkal g0 helyettesítjük, mialatt az említett rétegek a tárgy üvegszerű fázisának vagy fázisainak kilágyuiási pontja alatti hőmérsékleten vannak. Mindaz az információ, amelyet fentebb üvegnek a találmány szerinti kémiai edzésével kapcsolatban adtunk, általánosságban vitrokristályos anyagok kémiai edzésénél is érvényes. A találmány szerinti eljárást megvalósító berendezés főrészei: a kezelendő tárgyba ionokat diffundáló közegfürdőt tartalmazó legalább egy tartály; a tárgyat a tartályba be- és abból kivezető úton szállító szervek; a fürdőiben a kívánt hőmérséklet-gradienst fenntartó szervek, aholis a hőmérséklet az említett úton a szállító 65 szervek haladásának irányában csökken. A 2
