184388. lajstromszámú szabadalom • Alkáliáknak ellenálló űvegszálak és ezekkel erősített cement vagy cement-tartalmú termékek
1 184 388 2 LijO-val. Annak érdekében, hogy pontosan össze lehessen hasonlítani a három üveget, a ritkatöldfémoxid-elegy mennyiségét állandó értéken kell tartani. Az 5. példa annak hatását mutatja, hogy miként alakul a helyzet, ha a ritkaföldfémoxidok mennyiségét a felső határ közelében tartjuk alkálifémoxidokkal keverve és a kompozíció Si02 tartalma hasonló a 2. példa Si02 tartalmához. A ritkaföldfémoxidtartalom növelése lehetővé teszi azt, hogy a Zr02 tartalom kisebb legyen, mint a 2. példa szerinti kompozíciónál, így hasonló alkáliellenállást érünk el. A szálképzési tulajdonságok tekintetében is változás történik, mivel ezek a változtatások a Tw —Tj különbséget 5 °C-ról 15 °C-ra növelik az 5. példában. A 6. példának a 3. példával történő összehasonlításakor láthatjuk, hogy az SiOi-nek75 súly %-ról 69 súly %-ra való csökkentésével és az R20 tartalom 16 súly %-ra való növelésével kedvezőbb Tw — Tj értéket (90 °C) kaphatunk, mimellett még mindig jelentős mértékben megnövekszik az alkáliákkal szembeni ellenállás a kereskedelmi forgalomban lévő üveghez (1. számú üveg) képest. A találmány szerinti üvegekben a 75% felső határ Si02-re a gyakorlati határt jelenti ugyan, de nem szükséges ilyen Si02 szinteken dolgozni ahhoz, hogy egyenértékű alkáliellenállást érjünk el. A 7. példa a 2. példával összehasonlítva azt mutatja, hogy az Si02 tartalomnak 55%-ról 63%-ra való növelése, a Zr02 kismérvű csökkentése és a Cr203 növelése mellett még kedvezőbb Tw — Tj értékeket kapunk, ugyanakkor még mindig jelentős mértékben megnövekszik az alkáliellenállás a szabványos összehasonlító kísérletben kapott értékhez képest. Általában előnyösnek találtuk azt. hogy célszerű, ha az Si02 szintet 57—69 súly% tartományban tartjuk, mivel így olyan kompozíciókat kapunk, amelyeknek a Tw — Ti értéke elfogadhatóbb a perselykezelő számára. Az alkálifémoxidok (R20) mennyiségének a növekedése elősegíti az egyes kompozíciók olvadását, bár az alkálioxidtartalomnak a tartomány felső határa fölé történő növelése olyan üveget eredményezhet, amely túlságosan folyékony szálhúzás céljára, mivel a Tw hőmérséklet nagyon alacsony a T[ hőmérséklethez képest. A 3. és 4. példa az RjO-ra, amely Na20-ból és Li20-ból tevődik össze, a 11 súly %-os alsó határt mutatja be olyan üvegek esetében, amelyeknek nagy az Si02 tartalma, Cr203 tartalma pedig a felső határ felé tart. A 4. példában megadott 3 % Li20 itt a 3. példában szereplő 2 % Li20 mennyiséghez képest csökkenti a Tw hőmérsékletet, de szerencsére nincs hatással a Tj hőmérsékletre, így a Tw — T| érték nulla. Ez és hasonló kísérletek Li20 bevitelére vezettek arra a megállapításra, hogy előnyös, ha az Li20 mennyiségét 3 %-ra választjuk. A 8. példa 12 % R20 tartalom alkalmazását mutatja be, amelyet egyedül az Na20 alkot, de a kompozíció tartalmaz CaO-t és kis mennyiségben Cr203-at is, így magasabb Tw hőmérsékletet kapunk ugyan, de kedvezőbb a Tw — T| érték. A 9 — 12. példa az R20 olyan felső határát szemlélteti, ahol a K20 és az Na20 mennyisége változik. A 10. és 11. példr azt mutatja, hogy az alkáliákkal szembeni ellenállás megnövekszik az ismert kereskedelmi forgalomban lévő üvegek alkáliellenállásához képest a szabványos kísérletek szerint. A 9. és 12. példát nem vizsgáltuk, mivel alkál itartalimik alapián es a többi komponensek azonosságának figyelembevételével csaknem azonos a 10. és 11. példa szerinti kompozícióval. A Cr203 és a Zr02 megnövelése a 9. példa szerinti kompozícióban kissé jobb eredményt biztosít. Előnyösen általában 14 — 17 súly % alkálifémoxid (R20) tartalom mellett dolgozunk. A 7. és 13 — 19. példa ilyen alkálifémoxid-mennyiségek alkalmazását mutatja be 57 — 69 súly % előnyös Si02 tartalom mellett. Valamennyi üveggel végeztünk összehasonlító kísérleteket vagy más vizsgált üvegekkel hasonlítottuk össze azokat. Ezek az üvegek pozitív Tw — T| különbséggel rendelkeznek és az összehasonlító kísérletek szerint élettartamuk megfelelő mértékben megnövekszik. A CaO és MgO alkáliföldfémoxidok bevihetők ugyan a találmány szerinti üvegkompozíciókba, de azt találtuk, hogy ezek nem gyakorolnak semmiféle befolyást az üvegek alkáliellenállására. Azt találtuk azonban, hogy használatuk megkönnyíti szálhúzásra alkalmas kompozíciók készítését és tartósabb szálhuzásra alkalmas kompozíciókat kapunk akkor, ha az alkáliföldfémoxidok tartalma 9 súly %. A 13., 22. és43. példa szerinti kompozíciók 4,6, illetve 5,8 és 9,0 súly % alkáliföldfémoxidot tartalmaznak. Ezekből a példákból és más példákból is kitűnik, hogy az itt használt alkáliföldfémoxid mennyiségeknél még pozitív Tw — T, értéket kapunk, de nem származik semmiféle előny, ha a 9 súly%-ot túllépjük. A 23. példánál csak kismértékben csökken a különbség a 15. példához viszonyítva akkor, ha 1 % R’O-t (alkáliföldfémoxid) adunk a készítményhez és az Si02-t 1,0 súly%-kal csökkentjük. A kísérletek eredményei világosan mutatják, hogy az olvadási és a tartossági jellemzőket a stroncium, bárium, a mangán, vas, nikkel, cink. kobalt és a réz oxidjai hasonló módon befolyásolják, mint a kalcium és a magnézium oxidjai. Ezeket nem szándékosan adjuk a kompozíciókhoz, de jelen lehetnek, mert az alkalmazott nyersanyaggal együtt kerültek be a kompozícióba. Vasat ugyancsak adhatunk a kompozícióhoz annak érdekében, hogy segítse a krómnakaCr3* állapotban való tartását. A felső határ a CaO-val és az MgO-val együtt a stroncium-, bárium-, mangán-, vas-, nikkel-, cink-, kobalt- és a rézvegyületekre 9 súly %. Fluort (0,1 — 1% mennyiségben) CaF2 alakjában adagolhatunk, miként a 42. példában annak érdekében, hogy segítse az üvegkompozíció olvadását. Abban az eseteben, ha ez az olvadt üvegben marad, csökkenti a viszkozitást és ennélfogva a Tw szálképzési hőmérsékletet. Fluor helyettesíti az oxigént az üvegszerkezetben, így a CaF2 bevitele egyenértékű CaO bevitelével. A B203 egy másik jól ismert üvegkomponens, amelyet azért alkalmazunk, mert csökkenti az elüvegtelenedés veszélyét. Hátránya, hogy kedvezőtlen hatása van a tartósságra és 5%-on felüli mennyiségben alkalmazva az alkáliellenállást jelentős mértékben csökkenti, de használata mégis előnyös, Alumíniumoxid is van rendes körülmények között a kompozícióban, amelyet nem adagolunk közvetlenül, de jelen van a nyersanyagban, így az Si02 forrásként használt homokban. A 38. és 46. példa esetében 5 súly%, illetve 7 súly % Al203 használatát mutatjuk be. Mivel az A1203 növeli a liquidus hőmérsékletet, ezért nem adagolható olyan mennyiségben, hogy az összes Al20, tartalom az előállított üvegben meghaladja a 7 súly %-ot. Az ólom csökkenti a liquidus hőmérsékletet, de egyben csökkenti az alkáliáknak való ellenállás mértékét is. Abban az esetben, ha PbO van jelen a kompozícióban, akkor kerülni kell olyan körülmények létrejöttét, amelyek temolmn képződését segítik elő az üvegben, ami akkor történik meg, ha antracitot viszünk be a kompozícióba. A 24. példa szerint olyan üveg, amely 4,6% alkáliföldfémoxidot, valamint 2 % PbO-t tartalmaz, igen kis, csupán 10 °C Tw — T] értéket mutat. Abban az esetben, ha 2,8%-nál több ritkaföldfémoxid van az üvegben, így a Ti02-t használjuk Si02 egy része he-9 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
