DE2622141A1 - Verfahren zum erhoehen der festigkeit von verbindungsglaesern - Google Patents
Verfahren zum erhoehen der festigkeit von verbindungsglaesernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit von zum Herstellen von Glasverbindungen dienenden Gläsern,
Glasgegenstände aus Gläsern mit hohem Blei- und Barium-Oxidgehalt in geeigneten Formen, wie z.B. Stäben, Barren oder Vorformen,
werden dazu benutzt, Verbindungen (seales) zu bilden, um entweder Teile einer Struktur gasdicht miteinander zu verbinden,
wie es z.B. bei der Herstellung von Gasentladungsbildschirmen notwendig ist, oder um die äußere Oberfläche eines Gegenstandes,
wie z.B. eines Magnetkopfes einzuschmelzen. Die zum Verbinden benutzten Materialien haben Erweichungspunkte, welche so niedrig '■
sind, daß die Temperaturen, welche notwendig sind, um die Verbindung zu bilden, kei:nen thermischen Schaden an den Teilen
anrichten, welche eingeschmolzen oder verbunden werden sollen. Die Gläser sind eine Mischung von Oxiden, deren Zusammensetzung
so gewählt ist, daß sie Erweichungspunkte und thermische Ausdehnungskoeffizienten
haben, welche mit den entsprechenden Eigenschaften der Oberflächen, welche miteinander verbunden
werden sollen, kompatibel sind. Die Zugfestigkeit dieser Gläser
2 liegt im allgemeinen im Bereich zwischen etwa 7,031 χ 10 und
10,54 χ 102 kp/cm2 ( 10 000-15 000 psi), Die Strukturen mit den
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zum Verbinden dienenden Gläsern, müssen deshalb mit einiger Sorgfalt
behandelt werden, um einen Bruch zu verhindern. Es wurde auch gefunden, daß beim Verbinden von Gasentladungsbildschirmstrukturen,
wobei die Glasgegenstände zum Verbinden zwischen zwei Teile des Gasentladungsbildschirms gelegt werden, wo sie dann, um eine
gasdichte Verbindung zwischen den Teilen des Gasentladungsbildschirms zu bilden, erhöhten Temperaturen und Drucken ausgesetzt
werden, sich kleine Teile von der Vorform aus dem zum Verbinden dienenden Glas während der Anwendung des Druckes ablösen. Diese
Teile rühren normalerweise von Höckern oder Keimen her, welche auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß das zum Verbinden
dienende Glas nicht vollständig homogen ist. Wenn diese Teile von dem zum Verbinden dienenden Material in den Raum zwischen
den Oberflächen des Gasentladungsbildschirmes ausgeworfen werden, verunreinigen sie die Struktur, so daß ein zufriedenstellender
Gasentladungsbildschirm nicht entstehen kann. Es besteht deshalb die Notwendigkeit, einen Weg zu finden, um die Festigkeit des
zum Verbinden dienen Glases zu erhöhen. Es ist gefunden worden, daß die üblichen Verfahren zum Reinigen beispielsweise mit Peroxiden
oder das Ätzen mit Flußsäure, welche benutzt worden sind, um die Festigkeit von einigen Glastypen zu verbessern, nicht
nur ungeeignet sind, um die Zugfestigkeit von zum Verbinden dienenden Gläsern mit hohen Blei- oder hohen Barium-Oxidgehalten
zu verbessern, sondern daß die Zugfestigkeit sogar abnimmt. Die Behandlung mit Flußsäure bewirkt außerdem eine Bildung eines
weißen unlöslichen Belags auf dem Glas, welcher abblättert und auf diese Weise eine mögliche Quelle der Kontamination sein
kann.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit von zum Verbinden dienenden Gläsern anzugeben, das
ohne großen Aufwand in einer fabrikmäßigen Fertigung durchgeführt werden kann und durch das erreicht wird, daß die Gläser weniger
leicht brechen und daß bei ihrer Bearbeitung unter Anwendung von Druck und Temperatur keine kleinen Teilchen absplittern
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oder sich ablösen.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art
dadurch gelöst, daß die Gläser während einer festgelegten Zeit in einer 1 bis 10 Gew.%igen Salpetersäure geätzt werden.
Das Verfahren ist einfach und läßt sich leicht steuern und kontrollieren.
Während der Behandlung in der Salpetersäure wird je nach der Dauer der Behandlung eine mehr oder weniger dicke
Schicht von der Glasoberfläche abgetragen. Je nach dem Glastyp, seiner Vorbehandlung und der Dauer der ätzenden Behandlung
lassen sich Verbesserungen der Zugfestigkeit auf das mehr als 17,5fache erzielen.
In vorteilhafter Weise lassen sich sowohl gezogene als auch geschnittene
Gläser gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ätzen.
Bei den gezogenen Gläsern tritt bereits beim Abätzen einer sehr dünnen Schicht eine Verbesserung der Zugfestigkeit ein
und diese Verbesserung wird auch beobachtet, wenn das Glasmaterial Defekte und Kristallkeime zeigt. Bei den geschnittenen
Gläsern ist es zwar notwendig, zunächst.eine Schicht in der
Größenordnung von 0,1 mm abzuätzen, bevor eine beachtliche Verbesserung
der Zugfestigkeit eintritt, aber gegenüber den gezogenen Gläsern läßt sich dann eine stärkere Erhöhung der Zugfestigkeit
erzielen. Darauf wird in der Beschreibung noch im einzelnen eingegangen.
Zu den Gläsern, deren Zugfestigkeit durch das Ätzen in verdünnter Salpetersäure besonders günstig beeinfluß wird, gehören Gläser
mit hohem Bleigehalt, Gläser mit hohem Erdalkalioxidgehalt und Bleigläser, die ein Erdalkalioxid enthalten. Vorteilhafte Zusammensetzungen
solcher Gläser sind in der Beschreibung angegeben. Diese Gläser eignen sich besonders zum Verbinden von Glasplatten,
welche bei der Herstellung von Gasentladungsbildschirmen verwendet werden.
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Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden erzielt, wenn die zu behandelnden Gläser 1 bis 5 Minuten lang in 5 Gew.%iger Salpetersäure
geätzt werden.
Um eine beachtliche Erhöhung der Zugfestigkeit zu erzielen, ist es
vorteilhaft, mindesten:
Oberfläche abzutragen.
Oberfläche abzutragen.
vorteilhaft, mindestens eine 25,4 χ 10 mm dicke Schicht von der
_2 Es ist besonders vorteilhaft, wenn eine zwichen 10,16 χ 10 und
_2
50,8 χ 10 mm dicke Schicht abgeätzt wird. Wird weniger abgeätzt, so tritt beispielsweise bei dem sehr häufig benutzten geschnittenen Bleiglas nur eine sehr geringe Erhöhung der Zugfestigkeit ein, während beim Wegätzen von Schichten die dicker sind als
50,8 χ 10 mm dicke Schicht abgeätzt wird. Wird weniger abgeätzt, so tritt beispielsweise bei dem sehr häufig benutzten geschnittenen Bleiglas nur eine sehr geringe Erhöhung der Zugfestigkeit ein, während beim Wegätzen von Schichten die dicker sind als
_2
5O(8 χ 10 mm die Zunahme der Zugfestigkeit pro weggeätzter Schichtdicke geringer wird und außerdem nach dem Wegätzen einer 50,8 χ 10 mm dicken Schicht die Zugfestigkeit normalerweise ausreichend hoch ist.
5O(8 χ 10 mm die Zunahme der Zugfestigkeit pro weggeätzter Schichtdicke geringer wird und außerdem nach dem Wegätzen einer 50,8 χ 10 mm dicken Schicht die Zugfestigkeit normalerweise ausreichend hoch ist.
In vorteilhafter Weise läßt sich das mit der Salpetersäure behandelte
Glasmaterial zum Verbinden der Substratglasplatten in Gasentladungsbildschirmtafeln unter Anwendung von Druck und erhöhten
Temperaturen verbinden. Dies ist deshalb der Fall, weil durch die Salpetersäurebehandlung die Bruchfestigkeit des Materials
erhöht wird und weil bei der Herstellung der Verbindungen keine Glasteilchen absplittern, welche die Gasentladungsbildschirmtafeln
unbrauchbar oder doch in ihrer Brauchbarkeit beeinträchtigen würden.
Die Erfindung wird anhand von durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Kurve, in der die Festigkeit eines mit der Säge geschnittenen Bleiglasstabs aufgetragen ist
gegen die Dicke des von der Oberfläche des Stabs
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bei einer Behandlung mit verdünnter Salptersäure gemäß der Erfindung abgetragenen Materials und
Fig. 2 eine Kurve, in der die Festigkeit eines gezogenen Bleiglasstabes mit einigen Defekten im Stab
(seal rod) aufgetragen gegen die Dicke des von der Staboberfläche bei einer Behandlung
mit verdünnter Salptersäure entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren abgetragenen Materials,
Die Gläser, deren Zugfestigkeit (tensile strength) mit dem hier beschriebenen Verfahren verbessert werden kann, sind zum Verbinden
geeignete Gläser (sealing glasses), wie ζ,Β, stark bleihaltige
Gläser und Erdalkalioxidgläserf wie z,B, Bariumoxid-(Baria-)Gläser.
Diese Gläser haben relativ niedrige Erweichungspunkte und ihre Zusammensetzung ist so festgelegt, daß ein Erweichungspunkt
resultiert, der mit den Oberflächen, die gasdicht miteinander verbunden (sealed) werden sollen, kompatibel ist, so daß während
des Verbindungsprozesses den Oberflächen kein thermischer Schaden zugefügt wird. Bleiglaszusammensetzungen enthalten neben Bleioxid
andere Oxide, die so ausgewählt werden, daß die Härte, der Schmelzpunkt und die thermische Ausdehnungscharakteristik des
Glases mit den entsprechenden Parametern des Glases, aus dem die Oberflächen, welche miteinander verbunden werden sollen, besteht,
kompatibel sind. Zu diesen Oxiden gehören beispielsweise B3O3, SiO2, ZnO, CuO, As2O3, Al3O3, Na2O und TiO3. Die Erdalkalioxidgläser
enthalten auch bestimmte Oxide der oben genannten Art, haben aber außerdem einen stark hervortretenden Anteil von beispielsweise
BaO oder CaO.
Typische Bleiglaszusammensetzungen können in Gew.% folgende Zusammensetzungen haben:
PbO 60 bis 85, B3O3 0 bis 20, SiO3 0 bis 10, Al3O3 0 bis 12,
Bi 2O3 0 bis 5f CuO 0 bis 10 und ZnO 0 bis 20.
Typische Erdalkaligläser können in Gew.% enthalten: Fi 974 076 609883/1096
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BaO 20 bis 50, SiO3 20 bis 40,B3O3 5 bis 40, CuO 0 bis 10,
Al3O3 0 bis 10 und As3O3 0 bis 1.
Zu den Gläsern, deren Festigkeit mittels des hier beschriebenen Verfahrens erhöht werden kann, gehören auch Blei-Erdalkalioxidgläser,
wie z.B. Blei-Barium-Oxidgläser, welche kleinere Anteile von Blei (beispielsweise zwischen 5 und 15 %) enthalten. Die zum
Verbinden dienenden Gläser werden üblicherweise in länglicher Form, wie z.B. zylindrischen oder solchen. Stäben, welche einen
quadratischen Querschnitt haben, welche gezogen oder aus größeren Barren herausgeschnitten sind, benutzt. Wo z.B. das zum Verbinden
dienende Glas dazu benutzt werden soll, zwei Oberflächen von einander zugewandten Strukturen, wie z.B, den Substraten, die
zum Herstellen von Gasentladungsbildschirmen benutzt werdenf miteinander
zu verbinden, kann das zum Verbinden dienende Glas in eine sogenannte Vorform gebracht werden, welche die Gestalt der
Verbindung, welche hergestellt werden soll, hat. Soll z.B. eine Verbindung entlang den Kanten eines rechteckigen Substrats gebildet
werden, kann eine einheitlich rechteckige Vorform benutzt werden. Es wäre aber auch möglich, vier einzelne Stäbe so zu legen,
daß sie rechte Winkel miteinander bilden und ein Stab jeweils zwei benachbarte Stäbe mit den Enden berührt.
Wenn nicht behandelte Strukturen von Gläsern zum Verbinden dem Dreipunkt-Biegetest (three point flexure test) entsprechend den
allgemeinen Richtlinien für den Biegungstest bei Glasmaterialien (ASTM C158-72) unterworfen werden, wird üblicherweise eine Zugfestigkeit
von etwa 7,031 χ 102 bis 10,54 χ 102 kp/cm2 (10 000
bis 15 000 psi) gemessen. Bei den Biegetests wird ein Stab mit einem quadratischen Querschnitt und einer Seitenlänge von 38,05
χ 10 mm (150 Mil) verwendet. Der Stab liegt auf zwei dünnen
Kanten, welche einen Abstand von 51,25 mm voneinander haben, auf. Von oben wird mittels einer dünnen Kante, welche den Stab
in der Mitte zwischen den beiden Unterstutzungspunkten kontaktiertr
Druck ausgeübt. Die dünne Kante wird mit einer Geschwindigkeit von 5,02 χ 10 mm/Min, gegen die Mitte gedrückt. In jedem Fall v/erden
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mehrere Proben gemessen und als Zugfestigkeit wird der Durchschnittswert
- gemess«
Glasstabes angegeben.
Glasstabes angegeben.
schnittswert - gemessen in kp/cm - als Zugfestigkeit des
Eine dramatische Zunahme der Zugfestigkeit von etwa 7,031 χ 10
2 2
bis auf 123,1 χ 10 kp/cm wird erreicht, wenn die Oberfläche der Gegenstände aus dem Glas zum Verbinden mittels verdünnter Salpetersäure geätzt wird. Wässrige Lösungen von Salpetersäure, welche zwischen etwa 1 und 10 Gew.% konzentrierte Salpetersäure in deonisiertem Wasser enthalten, können benutzt werden. Die Eintauchzeit sollte ausreichen, um eine dünne Schicht des Materials von der Oberfläche der Gegenstände abzutragen. Wie die Fign. 1 und 2 zeigen, steigt die Festigkeit, nachdem eine gegebene Menge des Oberflächenmaterials entfernt ist{ zunächst stark. Wird weiter abgetragen, so wird die Zunahme der Festigkeit mit der abgetragenen Schichtdicke immer geringer. Die senkrechten Linien in der graphischen Darstellungen zeigen die Streuungen der Messungen und die Punkte auf den senkrechten Linien bezeichnen die Durchschnittswerte der Messungen. Die Stäbe, welche benutzt wurden, um die in der Fig. 2 gezeigten Meßdaten zu erhalten, bestanden aus Bleiglas und hatten sichtbare Defekte. Hach der Be-
bis auf 123,1 χ 10 kp/cm wird erreicht, wenn die Oberfläche der Gegenstände aus dem Glas zum Verbinden mittels verdünnter Salpetersäure geätzt wird. Wässrige Lösungen von Salpetersäure, welche zwischen etwa 1 und 10 Gew.% konzentrierte Salpetersäure in deonisiertem Wasser enthalten, können benutzt werden. Die Eintauchzeit sollte ausreichen, um eine dünne Schicht des Materials von der Oberfläche der Gegenstände abzutragen. Wie die Fign. 1 und 2 zeigen, steigt die Festigkeit, nachdem eine gegebene Menge des Oberflächenmaterials entfernt ist{ zunächst stark. Wird weiter abgetragen, so wird die Zunahme der Festigkeit mit der abgetragenen Schichtdicke immer geringer. Die senkrechten Linien in der graphischen Darstellungen zeigen die Streuungen der Messungen und die Punkte auf den senkrechten Linien bezeichnen die Durchschnittswerte der Messungen. Die Stäbe, welche benutzt wurden, um die in der Fig. 2 gezeigten Meßdaten zu erhalten, bestanden aus Bleiglas und hatten sichtbare Defekte. Hach der Be-
handlung lag die Fertigkeit im Bereich von etwa 28,15 χ 10 kp
2
/cm . Eine Verbesserung wurde bereits nach der Entfernung einer
/cm . Eine Verbesserung wurde bereits nach der Entfernung einer
-4
25,4 χ 10 mm dicken Schicht des Materials von der Oberfläche erreicht. Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, in der die Messungen an geätzten Bleiglassteben ohne sichtbare Defekte aufgetragen sind,- wurde eine Verbesserung beobachtet, nachdem eine etwa
25,4 χ 10 mm dicken Schicht des Materials von der Oberfläche erreicht. Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, in der die Messungen an geätzten Bleiglassteben ohne sichtbare Defekte aufgetragen sind,- wurde eine Verbesserung beobachtet, nachdem eine etwa
—3
101,6 χ 10 mm dicke Schicht des Oberflächenmaterials abgetragen worden war. Aus diesen Ergebnissen ist zu entnehmen, daß die Menge, welche abgeätzt werden muß, um optimale Ergebnisse zu erzielen, von der Naitur der behandelten Probe abhängt. Allgemein läßt sich sagen, daß die Entfernung einer Schicht, deren Dicke
101,6 χ 10 mm dicke Schicht des Oberflächenmaterials abgetragen worden war. Aus diesen Ergebnissen ist zu entnehmen, daß die Menge, welche abgeätzt werden muß, um optimale Ergebnisse zu erzielen, von der Naitur der behandelten Probe abhängt. Allgemein läßt sich sagen, daß die Entfernung einer Schicht, deren Dicke
-3 -2
zwischen etwa 101,6 χ 10 und etwa 50,8 χ 10 mm liegt, eine
wesentliche Verbesserung in der Zugfestigkeit ergibt. Es ist auch festgestellt worden, daß, wenn die behandelten Artikel der
Atmosphäre ausgesetzt werden, die Zugfestigkeit mit der Zeit
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— ο —
abnimmt. Deshalb sollten die behandelten Artikel vor den Einflüssen
von Kohlendioxid und Wasserdampf beschützt werden, wenn sie vor Gebrauch eine beliebige Zeitdauer gelagert werden sollen.
Andernfalls sollten sie innerhalb von wenigen Stunden nach der Behandlung benutzt werden.
Nach der Säurebehandlung, welche bequemerweise so ausgeführt wird,
daß die Gegenstände in das Säurebad eingetaucht werden, werden die Artikel mit Ammoniumhydroxid und Isopropy!alkohol oder mit
deonisiertem Wasser, Isopropylalkohol und Freon. einem fluorierten
Kohlenwasserstoff, gespült. Andere konventionelle Verfahren, bei denen die Gegenstände mit Flüssigkeiten in Kontakt kommen, wie
z.B. das Besprühen, können auch benutzt werden, um die Gegenstände zu behandeln.
Um das beschriebene Verfahren noch weiter zu erläutern,· wurden
verschiedene Blei-, Blei- und Bariumoxid- und Bariumoxid-Gläser behandelt und anschließend den Biegetest unterworfen. Diese
Versuche werden in den folgenden Beispielen besprochen.
Proben von mit der Säge geschnittenem stark bleihaltigem Glas,
welche einen quadratischen Querschnitt mit einer Seitenlänge von 38,05 χ 10 mm und eine Länge von etwa 76,2 mm hatten, wurden
unterschiedliche Zeitdauern durch Eintauchen in verdünnte Saloetersäurelösungen
behandelt. Die Lösungen enthielten 5 Gew.% analysenreine, konzentrierte Salpetersäure (16 normal) und 95 Gew.%
deonisiertes Wasser. Das Glas enthielt in Gew.%: PbO 66,0, B0O-.
14,0, SiO2 2,0, Al0O3 3,5, ZnO 10,5, CuO 2,5 und Bi3O3 1,5.
40 Proben der Stäbe wurden unterschiedlich lang zwischen 1 und 20 Minuten geätzt, um unterschiedliche Mengen von Material von
der Oberfläche der Stäbe abzuätzen. Dabei xtfurden, wie die Fig. zeigt, etwa 5,08 χ 10~2, 10,16 χ 1θ"2, 15,25 χ 10~2, 25,4 χ 10~2,
38,05 χ 1O~2 bzw. 50,8 χ 1O~2 mm dicke Schichten abgeätzt. Die Stäbe
wurden nach dem Ätzen aus der Lösung entfernt, mit deonisiertem
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Wasser gewaschen, an der Luft getrocknet und dann dem Breipunkt-Biegetest
entsprechend der ASTM-Vorschrift C158 ausgesetzt. Wie
die Fig. 1 zeigt, wurde bis zur Abtragung einer Schicht von
-2
10,16 χ 10 mm Dicke keine wesentliche Verbesserung der an-
10,16 χ 10 mm Dicke keine wesentliche Verbesserung der an-
2 2
fänglichen Zugfestigkeit von etwa 1O,54 χ 10 kp/cm erzielt.
Nachdem 10,16 χ 10 mm abgetragen waren, erfolgte eine rasche
2 2
Zunahme der Zugfestigkeit, welche auf etwa 91 ,. 4 χ 10 kp/cm
_2
anstieg, nachdem 50,8 χ 10 mm des Material entfernt worden waren.
Die in der Fig. 2 gezeigten Ergebnisse wurden bei der Behandlung von gezogenen Glasstäbe, deren Zusammensetzung dieselbe war wie
im Beispiel 1, erhalten. Die Stäbe hatten einen quadratischen
_2 Querschnitt mit einer Seitenlänge von 101 χ 6 mm und sie
zeigten sichtbare Kristallkeime oder Defekte. Man sollte annehmen, daß solche Stäbe sehr brüchig sind und nur mit Schwierigkeiten
erfolgreich beim Verbinden der Glasplatten von Gasentladungsbildschirmen verwendet werden können. Wie sich aus
den in Fig. 2 gezeigten Daten ergibt, hatten die nicht behandel-
2 2
ten Stäbe eine Zugfestigkeit von etwa 7,73 χ 10 kp/cm , aber
die Behandlung in dem Salpetersäurebad verursacht eine meßbare Verbesserung der Zugfestigkeit sogar dann, wenn nur etwa
-4
25,4 χ 10 mm des Materials von der Oberfläche abgetragen worden waren. Auch hier zeigte sich wie im Fall der mit der Säge geschnittenen Stäbe, daß die Verbesserung der Festigkeit pro abgetragener Schichtdicke mit zunehmender Dicke der von der Oberfläche abgetragenen Schicht abnimmt.
25,4 χ 10 mm des Materials von der Oberfläche abgetragen worden waren. Auch hier zeigte sich wie im Fall der mit der Säge geschnittenen Stäbe, daß die Verbesserung der Festigkeit pro abgetragener Schichtdicke mit zunehmender Dicke der von der Oberfläche abgetragenen Schicht abnimmt.
Behandelte, mit der Säge geschnittene Stäbe, welche 5 Minuten lang in 5 %ige verdünnte Salpetersäure eingetaucht worden waren,
wurden zwischen die Oberflächen von GlasSubstraten für Gasentladungsbildschirmen
gelegt, und auf den Erweichungspunkt des
—1
Glases erhitzt, wobei ein mechanischer Druck von 4,92 χ 10 kp
/cm bei einer Temperatur von etwa 480 0C auf die Glasverbindung
ausgeübt wurde. Anschließend wurde die Struktur auf eine Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes der Glasverbindung abge- I
kühlt. Es zeigte sich, daß klare, defektfreie Verbindungen, die fürl
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eine Gasentladungsbildschirmstruktur zufriedenstellend waren,
erhalten worden waren.
Um die Vorteile zu zeigen, die mittels des hier beschriebenen
Verfahrens auch mit anderen Glaszusammensetzungen erhalten werden können, wurde das Verfahren des Beispiels 1 mit vier anderen r
in der Tabelle 1 aufgeführten Glaszusammensetzungen wiederholt. Zu diesen Gläsern gehören zwei Elei-Bariumoxid-Gläser, ein
bleifreies Glas mit einem hohen Bariumoxidgehalt und ein Glas mit einem hohen Bleiaehalt.
bleifreies Glas mit einem hohen Bariumoxidgehalt und ein Glas mit einem hohen Bleiaehalt.
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Die Proben waren 15,25 χ 10 bis 25,4 χ 10 mm im Querschnitt
und wurden in ein verdünntes Salpetersäurebad, welches 5 Gew.% konzentrierte Salpetersäure in deonisiertem Wasser enthielt,
5 Minuten lang eingetaucht. Anschließend wurde mittels des Biegungstestes
die Zugfestigkeit der Glasproben bestimmt. Glas 1f
das Blei-Bariumoxid-Glas zeigte eine Zugfestigkeit von etwa 54,9
+2 2
x 10 kp/cm . Glas 2, das andere Blei-Bariumoxid-Glas zeigte
x 10 kp/cm . Glas 2, das andere Blei-Bariumoxid-Glas zeigte
+2 2 eine Zugfestigkeit von etwa 38,65 χ 10 . kp/cm . Das bleifreie
Glas mit hohem Bariumoxidgehalt, Glas 3, zeigte eine Zugfestig-
+2 2
keit von 56,3 χ 10 kp/cm und das stark bleihaltige, kupferfreie
keit von 56,3 χ 10 kp/cm und das stark bleihaltige, kupferfreie
+2 ?
Glas zeigte eine Zugfestigkeit von 83 χ 10 kp/cm". Vergleichs-Proben
aus jedem der genannten Gläser, welche nicht in verdünnter Salpetersäure geätzt worden waren, gaben Zugfestigkeiten im
Bereich zwischen etwa 7,031 χ 10 und 10,54 χ 10 " ko/cm .
Um die Wirkung des Ätzens von Gläsern zum Verbinden mit Flußsäure zu zeigen, wurden Proben von mit der Säge geschnittenem Bleiglas,
wie es im Beispiel 1 verwendet wurde, gepufferter Flußsäure (7:1, Wasser zu Flußsäure) 5 Minuten lang ausgesetzt, wobei
eine etwa 12,72 χ 10 mm dicke Materialschicht von der Oberfläche abgetragen wurde. Nach dem Entfernen der Bleiglasstäbe
aus der Lösung und dem Abspülen mit deonisiertem Wasser, wurde ein weißer Niederschlag auf der Glasoberfläche bemerkt. Als die
Proben dem Biegungstest unterworfen wurden, wurde gefunden r daß
die Zugfestigkei tatsächlich schlechter geworden war und von etwa
+2 2
7,031 χ 10 kp/cm , welche die unbehandelten Proben zeigen, auf
7,031 χ 10 kp/cm , welche die unbehandelten Proben zeigen, auf
2 2
etwa 4,92 χ 10 kp/cm bei den behandelten Proben abgesunken war. Es wurde beobachtet, daß der weiße unlösliche Belag leicht von dem Glas abblätterte, wodurch es sehr wahrscheinlich wurde, daß die Stäbe eine Kontaminierung jeder Gasentladungsbildschirmstruktur, bei der sie zum Verbinden benutzt werden, verursachen würden.
etwa 4,92 χ 10 kp/cm bei den behandelten Proben abgesunken war. Es wurde beobachtet, daß der weiße unlösliche Belag leicht von dem Glas abblätterte, wodurch es sehr wahrscheinlich wurde, daß die Stäbe eine Kontaminierung jeder Gasentladungsbildschirmstruktur, bei der sie zum Verbinden benutzt werden, verursachen würden.
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Claims (12)
1. Verfahren zum Erhöhen der Festigkeit von zum Herstellen
von Glasverbindungen (glass sealing) dienenden Gläsern,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gläser während einer festgelegten Zeit in einer 1 bis 10 Gew.%igen Salpetersäure
geätzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gezogene Gläser geätzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß geschnittene Gläser geätzt werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Glas mit hohem Bleigehalt geätzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Bleigläser, welche zv/ischen 60 und 85 Gew,% PbO, zwischen
O und 20 Gew.% B0O-. f zwischen 0 und 10 Gew,% SiO0 f zwisehen
0 und 12 Gew.% Al3O3, zwischen 0 und 5 Gew.% Bi3O3r
zwischen 0 und 10 Gew. CuO und zwischen 0 und 20 Gew,% ZnO enthalten, geätzt werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Glas mit einem hohen Erdalkalioxidgehalt
geätzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
Erdalkalioxidgläser, welche zwischen 20 und 50 Gew,% CaO, zwischen 20 und 40 Gew.% SiO3, zwischen 5 und 40
Gew.% B2°3' zwischen 0 und 10 Gew.% CuO, zwischen 0 und
10 Gew.% Al0Oo und zwischen 0 und 1 Gew.% As-O0 enthalten,
geätzt werden.
FI 974 076
609883/1096
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Erdalkalioxid enthaltendes Bleiglas geätzt wird.
9. Verfahren nach einem, oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß 1 bis 5 Minuten lang in 5 Gew.%iger Salpetersäure geätzt wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß so lange geätzt wird,- bis mindestens eine 25,4 χ 10
fläche abgetragen ist.
destens eine 25,4 χ 10 mm dicke Schicht von der Ober-
11. Verfahren nach Anspruch 10 ( dadurch gekennzeichnet f- daß
--? —2
eine zwischen 10,16 χ 10 ' und 50„8 χ 10 rm. dicke Schicht
von der Oberfläche abgeätzt wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,,
dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Salpetersäure behandelte Glasmaterial zum Verbinden der Substratglasplatten
in Gasentladungsbildschirmtafeln unter Anwendung von Druck und erhöhten Temperaturen verwendet wird.
Fi 974 076 6 0 9 8 8 3/1096
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Family
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Family Applications (1)
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