Способ упрочнения изделий

О П И С А Н И Е 305642

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К П АТЕ НТУ

Зависимый от патента ¹

МПК С 03с 21iC0

Заявлено 12.1Х.1969 (№ 1367548/29-33) Приоритет 12.IX.1968, ¹ 56873, Люксембург и 15Х111.1969, K 40892, Великобритания

Комитет по делам иаобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 04Х1.1971. Бюллетень № 18

УДК 666.1.053.65 (088.8) Дата опубликования описания 20.И1.1971

Лвтор изобретения

Иностранец

Эмиль Плюма (Бельгия) Иностранная фирма

«Главербель С. А.> (Бельгия) Заявитель

СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к способу упрочнения изделий из стекла, керамики и стеклокрпсталлического материала.

Известен способ упрочнения изделий путем ионного обмена в среде, содержащей расплавленную соль нитрата.

Предлагаемый способ позволяет регулировать ионный обмен в процессе упрочнения.

Это достигается тем, что расплавленную соль нитрата приводят в соприкосновение с углекислым газом.

Способ упрочнения изделий иллюстрируется рядом конкретных примеров.

Пример 1. Для диффузии в стеклянной пластине с обычным составом кальцинированной соды используют раствор нитрата калия, температура которого 470 С. B раствор вдувают углекислый газ и выдерживают в нем пластину в течение 20 час. При этом ионы

К+ обмениваются с ионами Na+ |стекла до глубины 30 мк.

В стекле одинакового состава, обрабатываемого при тех же условиях, но при отсутствии

СО2, ионы К+ не были обнаружены.

Пример 2. Стеклянную пластину обрызгивают нитратом рубидия при 445 С. Состав стекла, вес.%; $102 68, Na20 22,5, СаО 9,5.

После введения в камеру газообразной СОа начинается диффузия ионов Rb+ в стекло, и через 30 час прочность стекла на растяжение сильно повышается.

Пример 3. Стеклянные пластины алюмокальциевого состава погружают в раствор, содержащий 99,8%,КХОз и 0,2% К„.СО3.

При нагреве раствора до 485 С через 20 час осуществляется обмен ионами, однако стеклянные пластины деформируются благодаря их продолжительному пребыванию при этой температуре.

При снижении температуры до 468 С и вдувании через раствор углекислого газа в количестве 10 л)л1ин и воздуха в количестве

1 40 л(,чин начинается ионный обмен и через

20 час ионы калия проникают до глубины

30,як. В этом случае стеклянные пластины IIe деформируются.

Пример 4. Стеклянные пластины подвер20 гают обработке, указанной в примере 2, охлаждают и поддерживают в течение месяца при 20 С. Затем и. погружают на 20 пин в раствор 98 to ХаХОЗ и 2% LiNO: (по весу) при 440 С. При этом никакого ионного обмена нет. Через 20 иин после начала вдувания СО в раствор происходит заметный обмен попами 1 1+ и Na+.

Пример 5. Листы IcTBKла, обработа

305642

Предмет изобретения

Составитель А. М, Нечаев

Корректор H. Рождественская

Тсхрсд Л, В. Куклина

Редактор Е. Дайч

Заказ 1913/14 Изд. Гз 817 Тираж 473 Подписное

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совсте Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

I IO с11о с о 6 у, 0 II EIC 3! I! IO 3I ) 13 I I 13 I!31Cp P 2, не зlедленно погру кают в раствор 98% КаХОз Il

2Я> LiNO3 (по весу) |при 440 С. При этом второй ионный обмен происходит без вдувания в раствор СО.. По-видимому, это вызвано тем, что поверхность стекла осталась активной после обмена ионами Na+ и КЬ+ при обработке раствором RbNO3 в присутствии СО2.

Пример б. Электрическое поле напряженностью 50 8/сл1 используют для ускорения диффузии ионов К+ в керамическом изделии, состоящем в основном из 40% А! Оз, 55%

810г и 2о/о МазО.

После пребывания изделия в электрическом поле в течение 10 час в растворе чистого

KNOз при 450 С диффузии не наблюдают.

Сохраняя электрическое поле, вдувают затем в раствор смесь СО и воздуха. При этом диффузия ионов К+ в керамике достигает

70 л1к после часовой обработки.

Тот же эффект получают при циклическом включении электрического поля с частотой б циклов в час.

В этом случае ионы К+ проникают на глубину 25 лгк.

Пример 7. Горную породу нефелип (ХазКА14.Si40II;) погружа1от в раствор КМОз при 470 С. Через 30 «ас H I 3H33»å наблюдается. После вдувания в раствор воздуха, смешанного с СОз в пропорциях по объему

3: 1, происходит обмен ионов 1чале и К+, в результате чего через 30 IQc заметно улучшается механическое сопротивление минерала.

Пример 8. Стекловидные «ристаллические листы следующего состава, вес. о:

SiO2 48, А120з 32, Na O 10, СаО 2, TiO 8 погружают в раствор нитрата калия при 500 С.

Через 5 час обмен ионов не наблюдается. После вдувания СО> в раствор происходит заметный обмен ионами в течение последующих

5 час.

Способ упрочнения изделий из стекла, керамики и стеклокристаллического материала путем ионного обмена в среде, содержащей расплавленную соль нитрата, отличаюшийсч тем, что, с целью регулирования ионного обмена в процессе упрочнения, расплавленну о соль нитрата приводят в соприкосновение с углекислым газом.