159889. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üvegből vitrokristályos anyagból (kvarcüvegből), kerámiai anyagokból, vagy hasonlóból készült tárgyak kezelésére
7 159889 8 talmaz, mely a kezelt tárgy ioncseréjének megvalósításána szolgáló szert permetez be, továbbá egy tartályt, mely a szert felfogja, miután az a testről lecsepegett. Ilyen berendezéssel a maratásos kezelést és az ioncserét folyamatos üzemben valósíthatjuk meg. A kezelésre szolgáló szereket befogadó tartály vagy tartályok előnyösen olyan visszakeringető rendszerrel vannak ellátva, mely a folyadékot az öntöző- vagy permetező berendezéshez újra felhasználás céljából visszakeringteti. A szóbanforgó berendezés tartalmazhat a visszacirkuláltatok szer szűrésére és/vagy regenerálására szolgáló készülékeket is. Ha a találmány szerinti eljárást fluor-tartalmú marószerrel val)sítjuk meg, az eljárási véghezvitelét és eredményét úgy állapíthatjuk meg, hogy megvizsgáljuk magát a testet. Ha az eljárás során ioncsere játszódott le —, melynek során a tárgyban levő ionokat más ionokkal cseréltük ki —, akkor a csere révén a testbe került ionok koncentrációja a test külső rétegében nagyobb lesz, mint a test belsejében. A fenti réteg külső felületi rétegében fluor-ionok lesznek találhatóak. Ha valamely üvegből készült testet kémiai bemerítéssel kezeltünk, s a kezelés során az üveg nátriumionjai az üveggel érintkezésben levő közeg káliumionjaira cserélődtek ki, akkor a testre jellemző lesz, hogy maratásos kezelés után a test nátriumionokat tartalmaz, külső rétegében pedig káliumionok fordulnak elő. A káliumionok koncentrációja ebben a rétegben nagyobb, mint a test belsejében (ahol a káliumionok koncentrációja adott esetben nulla lehet). A test külső rétegének külső felületi rétege pedig fluorionokat fog tartalmazni. Az ilyen test felülete hidrofób. A találmány tárgya szerinti eljárással kezelt tárgyak tehát a fenti jellemzőkkel rendelkeznek. A találmány szerinti eljárást az alábbiakban —• az oltalmi kör korlátozása nélkül — példákkal illusztráljuk. A példákban az eltávolított felületi réteg vastagságát úgy határoztuk meg, hogy a felület eltávolítására szolgáló kezelés után megvizsgáltuk az anyag súlyveszteségét. 1. példa Az alábbi összetételű kiindulási anyagból előállított kvarcüveg-lemezt 24 órán keresztül 520. C°-os káliumnitrátfürdőben kezeltük. Si02 48% A12 0 3 • 32% Ná2 0 10% CaO 2% TiOj 8% Az így élőállított anyag szakítószilárdsága 80 kg/mm2 volt — mintegy négyszerese a kezelés előtti értéknek. A fenti összetételű kvarclemezt ezután hasonló kezelésnek vetettük alá, majd a következő összetételű 20 C°-os fürdőbe merítettük: 0,8 1 víz 0,6 1 H2 S0 4 0,6 liter HF (70%-os) 5 A kezelés ideje 3 perc volt. A hajlítással meghatározott szakítószilárdság 110 kg/mimM; tett ki. A kezeléssel a lemez mindkét oldaláról 2 mikron vastagságú réteget távolítottunk el. Ha a savas kezelést megismételjük, de a kezelési időt 20 10 percre emeljük, akkor 14 mikron vastagságú felületi réteget távolíthatunk el; a kezelés eredményekép a szakítószilárdság azonban csak 94 kg/mm2 lesz. 15 Egy összehasonlító kísérlet során a 3 perces savas kezelésnek alávetett lemez szakítószilárdságának megfelelő szilárdságot biztosíthattunk úgy, hogy a fentihez hasonló lapot 20 C°-on 1 percig savval kezeltünk, s a kezelés során 45 20 ford/s frekvenciájú, 2 W/cm2 teljesítményű mechanikai vibrációt alkalmaztunk. Ebben az esetben a felületről eltávolított réteg vastagsága csak 0,9 mikron volt. 25 2. példa Az alábbi összetételű kiindulási anyagból ké. szített nátrium-kálciumüveg lemezt ioncserés kezelésnek vetettük alá: 30 SiO, 71% Al2 0 :s 2% N2 0 13% CaO 12% 35 A lemezt 2% LiN03 -t és 98% NaN0 3 -ból álló 580 G°-os fürdőt tartalmazó kádba merítettük. Ilyen módon az üveg nátriumionjait litiumionokra cseréltük ki. A kezelés ideje 20 perc 40 volt. A fenti idő elteltével a lemezt kivettük a kádból, lehűtöttük, majd megszárítottuk. Az üveglemezt ezután olyan 50 C° — hőmérsékletű vizes oldattal kezeltük, mely 10 térfogat % fluorhidrogént tartalmazott. 30 másodperces ke-45 zelés után az üveglemezt kivettük a fürdőből, desztillált vízzel lemostuk, majd izopropilalkohol-gőzökkel megszárítottuk. A savas kezeléssel a lemez két oldaláról 3—3 mikron vastag réteget távolítottunk el. Az így kezelt lemez szakítószi-5Q lárdsága 45 kg/mm2 volt. Ez az érték a savas kezelés előtt mindössze 15 kg/mm2 értéket tett ki. A kezelt lemez csak igen kevéssé szórta a fényt. 3. példa Nátrium-kálciumüvegből készült lemezt KNÜ3-fürdőt tartalmazó kádban ioncserés ke-60 zelésnek vetettünk alá. A kémiai bemerítés következtében 25 mikron vastag felületi réteg került nyomófeszültség alá. Az üveglemez szakítószilárdsága 100 kg/m2 volt. Az üveget ezután 2 percig az 1. példában ismertetett savas fürdő-65 vei kezeltük. A kezeléssel a lemez mindkét ol-4
