Способ упрочнения стекла

 

Союз Советских

Соцналнетических

Республик (!Н649872

Щ фа.

„фв . и АВТОРСКОМУ @GAP ЕХгйЬС7ВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 06.07.77(21) 2504450/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано28.02.79.Бюллетень № 8 (51) И. Кл.

С 03 С 21/00

Гооудоротоониьй киатот

СССР оо делон ииоротонкй н открытий (53) УНК 666. 1. .053.65 (088.8) Дата опубликования описания 03.03.79 (72) Авторы изобретении

И. Л. Богуспавскпй, A. M. Бутаев, H. П. 1(овапенко и Г. И. Баранцева,1 те l ll (71) Заявитель

I (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЛ СТЕК.ЦА

Изобретение относится к способам упрочнения щепочесодериащего стекла и может быть использовано при изготовпении высокопрочного стекпа.

Известен способ упрочнения стекла, при котором поспе травления в растворах ппавиковой кислоты стекпо перед ионообменным унрочнением выдерживают в вакууме с разрежением не менее

0,1 мм рт.ст. при температуре 300о

350 С в течение нескоиькнк часов (1).

Недостатки этого способа состоят внетехнопогичности и трудоемкости его осуществпения, а также бопьших затратах времени и энергии.

Известен также способ упрочнения стекпа, включающий стравпивание тонкого поверхностного споя и последующий ионный обмен между поверхностью стекпа и расппавом соли. Иля травления при меняют Na ВГ,р, KBFg, Na F, KF, NH@50y F, r AgF (2).

Однако такой способ неэффективен, так как дпя получения прозрачного стекла необходимо удапить дефектный спой топщиной порядка 100 мкм.

Нанбопее бпизкпм к изобретению явпяется способ упро тненпя стекпа путем травпения в растворе кнспотьт в течение

10-20 мин с последующей обработкой расппавом K 1 Офсодержаниелs 0,2 вес.%

К2 СО, в теченге 20-160 ч при 420500 С (3j.

Недостатки данного способа закпючатоттО

О сч в неэффектттвност1т упрочнения.и неудоt впетворитепьной термостабильности сте к па.

Бень изобретения — повышение- з)фективности упрочнения и упучщение термот5 стабнпьности стекпа.

Это постигается тем, что при cnocoGe упрочпения стекпа, включающем травпение в растворе киспоты с посне20 дующим низкотемпературным ионным обменом в расппаве соней, травпение в растворе киспоты осуществпятот до удапения дефектного споя, а перед иотптым обменом стекпо подвергают допопнитепь649672

; ому травпеничо в безводной среде фторборатов шепо нных метаппов ft0 удапения гидратного споя.

На первой стадии стекпо травят в растворах ппавиковой кнсдоты до удаления опоя топшиной 30-120 мхм, а на второй стадии - в фторборатах шепочных металлов до удапецпя споя топцгиной

1:5 мкм.

Г! р и м е р, Образцы стекпа разме- !О ром 60х60х3 мм подвергают травпению в 15%-ном водном растворе плавиковой киспоты до удапепия дефектного сдоя толщиной 80 мкм, промывают проточной о водой и сушат па воздухе при 140-150 C$5 в те |ение 2 ч. Поспо этого с rro."åðõíoсти стекла удапяют гидратный спой топ-. шиной 2,5 мкм путем травдения и без 1 20 49

450 2. 6 . 53 108

450 122

450 2 . 37 77 118

2,5

Ипя определения термостабигьности стекпа упрочненные соответствующим мстодом образцы выдерживают в воздушном термостате при 425 С в течение 1-5 ч

Таб ница 2, Прочность на центра пьный симметричный изгиб, кг/мм

Режимы упрочнения в КИО

Время повторного нагрева стекпа на воздухе о при 425 С, ч

В распоаве, состоящем из

20% КВЕ! и

80 вес.% ! (йо

Температураа, ОС в 15%-ном растворе ппавиковой кис поты

Бремя, ч

450

450

450

24

450

Топшина стравпенного споя стекпа, мкм водном реагенте. В качестве безводного реагента испопьзуют ванну расппава, состояшую из 20 вес, % КВГ4и 80 вес.% I(M0>, нагрет ю до температуры, равной .400 + 5 С. Затем образцы стекпа переносят в ванну из расппава нитрата о капия и упрочняют при 450 + 5 С 2 ч.

Упрочненные описываемым способом образцы стекпа подвергают испытанию

HQ механическую прочность, термостабильность и опредепяют коэффициент светопропускания. ! (оэффициент светопропускания упрочненпого стекпа составпяют 89,0 + 0,7% против 90,5 + 0,5% исходного стекла.

Сраиштельная характеристика стекоп, упрочненных предлагаемым и известным способами, приведена в табл» l.

Таблица 1 и посл» охпаждения до комнатной темпе- ратуры опредепяют прочность. Резуньтаты даны в табп.2.

649672 Продолжение табл >

Режим упрочнения в К О

Толщина стравленного слоя стекла, мкм е

Время повторного нагрева стекла на воздухе при 425 С, ч р альп ый, симметрич; ный изгиб, кг/им в 15%-ном

В расплаве, состоящем из

20% KBF н

80 вес.%

КИОТ

Т емпература о

Время ч растворе плавиковой кислоты

2,5

450

24

450

450

450

Составитель С. Бепобокова

Редактор Т. Кузьмина Техред O. андрейко Корректор И. Муска

Заказ 2248/2 Тираж 555, Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал Г!Г1Г! "Патент", r..Óèãoðoä, ул. Проектная, 4

Использование предлагаемого способа упрочнения стекла обеспечивает по сравнению с существующими спссобами повышение нижнего гарантированного уровня прочности почти в 1,5 раза и упучыео ние термостабильностн на 40»50 С. Применение такого стекла для изготовления изделий остекпения позволит повысить их надежность, долговечность, а также сохранить достигнутый уровень прочности при высоких температурах эксплуатации.

Формула изобретения

Способ упрочнения стекла, вкшочакяций ° травление в растворе кислоты с последующим низкотемпературным ионным обменом в расплаве солей, о т и и ч а юш и и с я тем, что, с целью повьш(ения эффективности упрочнения и улучшения термостабиш ности стекла, травление в растворе кислоты осуществляют до удаления дефектного слоя, а перед ионным обменом стекло подвергают дополнительному травлешпо в безводной среде фтор.боратов щапочных металлов до удаления гидратного слоя.

Источники информации, принятые во

-внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании ¹ 1082064, кл. С 1N, 1967.

2. Патент Великобритании 34 1097077 кл. С ХМ, 1967.

3. Патент Великобритании№ 1275653, кл. С 1М, . 1972.