Способ термообработки стеклоизделий

 

Изобретение относится к стекольной промышленности. С целью повышения прочности стеклоизделий после ионнообменной обработки в способе термоофработки стеклоизделий, предназначенных для, упрочнения ионным обменом, стеклоизделия выдерживают при Ттр + 20°С Т ТТр - 60°С, где ТТр - температура трансформации в течение не менее 40 мин. Таким образом достигается снижение фиктивной температуры , что ведет к замедлению или же полному устранению релаксации напряжения, возникающего в течение ионного обмена. Результирующее упрочняющее напряжение при сжатии и достигнутая прочность стеклоизделий вследствие того повышаются. Одновременно сокращается время обработки в упрочняющей ванне или же устраняется необходимость использования специальной дорогой и тугоплавкой стекломассы с высокой вязкостью. Термообработка оказывает также влияние на показатель преломления поверхностной пленки таким образом, что достигается большая разность показателей преломления между поверхностью и внутренней частью стекла. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5i) 5 С 03 С 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (89) CS 260146 (48) 26.08.88 (21) 7774657/33 (22) 18.12.87 (31) PV 4707-87 (32) 24.06.87 (33) CS (46) 15.09.91. Бюл. М 34 (71) Статни вызкумны устав скларски (CS) и

Институт химии силикатов (SU) (72) Ю.К.Старцев (SU) и Владимир Новотны (С$) (53) 666,1,053.65 (088,8) (54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ СТЕКЛОИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к стекольной промышленности. С цельн повышения прочности стеклоизделий после ионнообменной обработки в способе термоофработки стеклоизделий, предназначенных для, упрочнения ионным обменом, стеклоиздеИзобретение относится к стекольной промышленности и касается способа термообработки стеклоизделий, предназначенных для упрочнения ионным обменом.

Известен способ термообработки стеклоизделий, предназначенных для упрочнения ионным обменом, включающий обработку натриевокальцийсиликатных стекол при 460-650 С в течение 5 — 30 мин.

Однако известный способ не обеспечивает достаточной прочности стеклоиэделий . после ионнообменной обработки.

Цель изобретения — повышение прочности стеклоизделий после ионнообменной обработки, Предлагаемый способ термообработки стекла заключается в том, что изделия вы„>SU,, 1677028 Al лия выдерживают при Trp + 20 С ) Т ) Ттр60 С, где Ття — температура трансформации в течение не менее 40 мин. Таким образом достигается снижение фиктивной температуры, что ведет к замедлению или же полному устранению релаксации напряжения, возникающего в течение ионного обмена.

Результирующее упрочняющее напряжение при сжатии и достигнутая прочность стеклоизделий вследствие. того повышаются, Одновременно сокращается время обработки в упрочняющей ванне или же устраняется необходимость использования специал ьной дорогой и тугоплавкой стекломассы с высокой вязкостью. Термообработка оказывает также влияние на показатель преломления поверхностной пленки таким образом, что достигается большая разность показателей преломления между поверхностью и внутренней частью стекла. держивают при температуре в интервале трансформации стекла, из которого они изготовлены, а именно при температуре, соответствующей дилатометрической температуре трансформации указан ного стекла от +20 90 — 60 С в течение не менее 40 мин.

На практике время термообработки не превышает обыкновенно сутки, Таким образом достигается снижение фиктивной температуры, что ведет к замедлению или же полному устранению релаксации напряжения, возникающего в течение ионного обмена.

Фиктивная (структурная) температура— это температура, которой соответствует моментальное структурное состояние стекла и от которой, кроме истинной температуры, зависят его свойства, например плотность.

1677028 вязкость, показатель преломления, время ре((аксации напряжения и др, За сче1 использования предлагаемого способа достигается повышение результирующего напряжения при сжатии и вследствие более высокой прочности стеклоизделий, уп13очне(!ных ионным oGMBHGM, изделия не надо обрабатывать в упрочилиlI(Qi". Raìне десятки часОВ или формовать их из сгi;L(иальной popo! ОЙ и T jI o(1JIBBKOA стекломассы с Высокой Вязкостью. ОдновременНО ГЗЕ !" .3!.,Ется УДе. 3Ь! 3а3! РаЗНОСТЬ ХОДа полярнзоа-."iiíoão света в поверхностной пленке и повышается разность показателя преломл(- iия; ежду поверх(!Ость(о и Внут ренней частью стеклоизделия.

П р и и = р 1, Пластинки из лист 3вого натриевокальциевосиликатного стекла с дилатометрической температурой трансформации 525 С плоьцадыо 100 х 100 мм и толщиной 2,8 мм нагревают в течение 1 сут

В печи температурой 500 С, потом перенеся их в ванну из расплавленного нитрата калия с телег(ерату(.о,3 47(3 - С, содержащу(о не более 0,001% окиси кальция, и оставляют их в ней Зч, На поверхности пластинок Образует пленка толщиной 24 — 26 мкм с упрочняющим напряжением при сжатии 450 Mila, причем средняя прочность пластинок при изгибе сос,авляет 520 МПа. Удельная разность хода поляризованного света на поВерхности составляет 11 250 нм/см, максимальная разность показателей прело иления ме3кду поверхностью и в((утрен— 5 ней частью стекла Ь „= 620 10

Од!инаковые пластинки, обработанные перед перенесением В Ванну расплавленноIo нитрага калия обыкновенным способом, T.e, подогрево;л. в пе 3:: температурой с 460 по 480" С в течение 20 — 30 мин и потом дальше обработан.-(ые —..3цинаково как в вышеуказанном примере, имеют на поверхности пленку толщиной 24 — 26 мкм с упрочняюгцим

I-:,3Iipi (е:;:,. .Ом г3р3::: г:::;aTèè только 300 МГ1а.

Уд-".:-..!.ая разность хода поляризованного света (-;: !Зев:-.рх ..C-.T.:„:; f.оставляе1 7 500 HM/cM, максимальная разность показателей преломления межд; повврхностыа и внутренней час! ь(О стекла Л„==- 390 10 — 5

Пример 2, Пластинки из листОВОГО !

«333Г3евокaa.:.I,|ë 3восип3!ка-:ного стекла с дила(оме1-рической температурой трансформач(3:;и 525 - (, площадью 100 х 100 мм и

ToтlU(!!;:«Ой 1 3 ((4 вк33ядыва(от в A8"Ii ( пе!,:3 суппй!=,/(1" С Оставляют их B !{ей L т{яение 30 мин, потом гемпература печи с

Г! Уъп! --,,-арми 3.ни".,:"Зетсл- до 4700С со cxopocThio

2--1Г(;.,:М3333,! ГО(тм Пробц ПврЕНОСЯТ В Ва((НУ из расплав3н:!ого нитрата калия стемпера.турой 470 С, содер>кащую не более 0,001% окиси кальция и оставляют их в ней 3 ч, На поверхности пластинок образуется

5 пленка толщиной 29 мкм с упрочняющим напряжением при сжатии 370 МПа, средняя прочность пластинок при изгибе составляет

660 МПа. Удельная разность хода поляризованного света на поверхности составляет 9

10 250 нм/см, максимальная разность показателей преломления между поверхностью и внутренней частью стекла Лп = 520 10

-Одинаковые пластинки, обработанные перед перенесением в ванну расплавленно15 I.o нитрата калия обыкновенным способом, т.е, подогревом в печи температурой с 460 по 480 С в течение 20 — 30 мин и потом дальше обработанные одинаково как в вышеуказанном примере, имеют на поверхности

20 пленку толщиной 29 мкм с упрочняющим напряжением при сжатии 300 МПа, средняя прочность пластинок при изгибе составляет

520 МПа. Удельная разность хода поляризоВанного света на поверхности составляет 7

25 500 нм/см, максимальная разность показателей преломления между поверхностью и внутренней частью стекла Ь„ =, 460 10

Пример 3. Пластинки из листового натриевокальциевосиликатного стекла с ди30 латометрической температурой трансформации 525 С. площадью 100 х 100 мм и толщиной 2,0 мм вкладывают в печь температурой 545 С, оставят их в ней в течение

40 мин, потом пробы переносят в ванну из

35 расплавленного нитрата калия температурой 470 С, содержащую не более 0,001% окиси кальция и оставят их в ней 3 ч, На поверхности пластинок образуется пленка толщиной 24 — 26 мкм С упрочняю40 щим напряжением при сжатии 420 Mila, средняя прочность пластинок при изгибе составляет 620 МПа. Удельная разность хода поляризованного света на поверхности составляет 10 500 нм/см, максимальная

45 разность показателей преломления между поверхностью и внутренней частью стекла

= 680 10 5

Одинаковые пластийки, обработанные перед перенесением в ванну расплавленного нитрата калия обыкновенным способом, т,е, подогревом в печи с температурой 460480 C в течение 20 — 30 мин и потом дальше обработанные одинаково, как в вышеуказанном примере, име3от íà поверхности

55 пленку толщиной 24 — 26 мкм с упрочняю-. щим напряжением при сжатии 300 МПа, их прочность при изгибе составляет только

480 МПа, Удельная разность хода поляризованного света на поверхности составляет 7

1677028

Пример 5. Пластинки из листового натриевокальциевосиликатного стекла толщиной 1,2 мм с дилатометрической температурой трансформации. 520 С нагревают в печи с температурой 472 С в течение

2 500 ч; в случае необходимости их потом возможно охладить до 20 С со скоростью

5 — 10 С/мин и перед установкой в ванну подогреть в печи с температурой 450 480 Ñ в течение 20-30 мин. Потом пробы вкладывают в ванну из расплавленного нитрата калия

Составитель Н. Нечаева

Редактор Н. Киштулинец Техред M.Moðãåíòàë Корректор M.Шароши

Заказ 3082 Тираж Х - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

500 нм/см, максимальная разность показателей преломления между поверхностью и внутренней частью стекла A = 460 10

Пример 4, Пластинки из листового натриевокальциевосил и кат ного стекла толщиной 1,2 мм с дилатометрической температурой трансформации 520 С нагревают в печи с температурой 460 С в течение

2 500 ч, Потом пробы вкладывают в ванну из расплавленного нитрата калия с температурой 480 С, содержащую не более 0,001 g окиси кальция, на 16 ч. Величина результирующего упрочняющего напряжения при сжатии составляет 550 МПа.

Одинаковые пластинки, обработанные перед нанесением в ванну расплавленного нитрата калия обыкновенным способом, т..e. подогревом в печи с температурой

460 — 480 С в течение 20 — 30 мин и потом обработанные как в вышеуказанном примере, показывают упрочняющее напряжение при сжатии только 260 МПа. с температурой 480 С, содержащую не 6Ьлее 0,001 окиси кальция, на 3 ч. Величина результирующего остаточного напряжения составляет 680 МПа.

5 Одинаковые пластинки, обработанные перед перенесением в ванну расплавленного нитрата калия обыкновенным способом, т.е. подогревом в печи с температурой 460—

480 С в течение 20 — 30 мин и потом обрабо10 танные одинаково как в вышеуказанном примере, показывают упрочняющее напряжение при сжатии 360 МПа, Предлагаемый способ упрочнения стеклоизделий предназначен прежде всего для

15 тонкостенных или более сложно формованных изделий из обычного натриевокальциевосиликатного стекла, к которым предьявляются особые требования, что касается прочности или же температуроустой20 чивости. Дальше, учитывая его влияние на показатель преломления поверхностной пленки, возможно его использовать, например, при производстве оптоэлектронных элементов.

25 Формула изобретения

Способ термообработки стеклоизделий, предназначенных для упрочнения ионным обменом, путем выдержки при температуре Ттр + 20 С> Т> Ттр 60 С, где

30 Т,р — температура трансформации, о т л и ч а. ю шийся тем, что, с целью повышения прочности стеклоизделий после ионнообменной обработки, выдержку ведут в течение не менее 40 мин.