DE10059580C1

DE10059580C1 - Verfahren zum Herstellen eines Mehrschicht-Wandteils als Bestandteil eines Systems zum Aufnehmen einer Glasschmelze

Info

Publication number: DE10059580C1
Application number: DE2000159580
Authority: DE
Inventors: Erhard Dick; Erich Fischer; Roland Fuchs; Markus Riedl
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2020-12-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Wandteils als Bestandteil eines Systems zum Aufnehmen einer Glasschmelze. DOLLAR A Die Erfindung ist gekennzeichnet mit den folgenden Verfahrensschritten: DOLLAR A - Es wird eine Trägerlage aus poröser Keramik hergestellt; DOLLAR A - auf die Trägerlage wird Glasmehl aus hochschmelzendem Glas aufgebracht, so daß die Poren der Trägerlage von Glasquanten ausgefüllt werden; DOLLAR A - es wird eine Edelmetallschicht aufgebracht, die dazu bestimmt ist, die Grenzfläche gegen die Glasschmelze zu bilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Wandteilen, die Bestandteil eines Systems zum Aufnehmen einer Glasschmelze sind. Solche Wandteile können zum Beispiel keramische Bausteine sein. Sie können Bestandteile von Schmelzwannen, Glasführungssystemen wie Rinnen, Auslaufsystemen wie Pfeifen und anderes mehr sein.

Solche Wandteile umfassen ein keramisches Trägermaterial, dessen Dicke mehrere Zentimeter bis mehrere Dezimeter betragen kann. Dieses Trägermaterial wird im folgenden "Trägerlage" genannt. Die Trägerlage ist mit einer Edelmetallschicht versehen, die die Grenzfläche gegen die Glasschmelze bildet. Die Edelmetallschicht besteht im allgemeinen aus Platin sowie dessen Legierungen.

Die Glasschmelze enthält physikalisch oder chemisch gebundene Gase. Diese sind unerwünscht, da sie die Qualität des Fertigproduktes beeinträchtigen. Sie müssen daher beseitigt werden. Hierzu ist es notwendig, die Glasschmelze zu läutern.

Im Glas sind Hydroxylgruppen enthalten. Diese spalten sich an der Edelmetalloberfläche in O₂ und H₂ auf. Der Wasserstoff diffundiert in das Edelmetall hinein und durch dieses hindurch, so daß O₂-Blasen in der Schmelze verbleiben. Sie steigern damit den Gehalt an Gasen und machen den Läuterungsprozeß somit noch schwieriger.

Das Problem ist beispielsweise aus US-A-5 785 726 bekannt. Die Lösung besteht gemäß jener Druckschrift darin, daß außerhalb des eine Glasschmelze enthaltenden Gefäßes ein Wasserstoff-Partialdruck geschaffen wird, der groß genug ist, um die Bildung von O₂-Blasen in der Schmelze im Bereich der Grenzfläche zwischen dem flüssigen Glas und der Gefäßwand zu unterbinden.

Um jene Lösung zu verwirklichen, muß außerhalb des Gefäßes eine entsprechende Atmosphäre geschaffen werden. Dies ist aufwendig.

EP 0 679 733 A2 zeigt und beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Wandteils als Bestandteil eines Systems zum Aufnehmen einer Glasschmelze. Das Wandteil umfaßt ein Substrat aus Metall, beispielsweise aus einem Refraktär-Metall.

Jener Druckschrift liegt die folgende Problematik zugrunde. Ein aus Molybdän hergestellter Gegenstand muß geschützt werden bei Anwendungen, bei welchem ein Kontakt mit freier Luft oder freiem Sauerstoff aus der Umgebung stattfindet, und zwar bei Temperaturen von über 400 Grad Celsius.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, mit welchen sich die nachteiligen Auswirkungen der Hydroxylgruppen vermindern oder vermeiden lassen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des selbständigen Anspruchs gelöst.

Die Erfinder haben damit einen ebenso einfachen wie wirkungsvollen Weg beschritten. Hierdurch läßt sich die Blasenbildung von O₂ entweder vermeiden oder wenigstens reduzieren. Die Erfindung ist überall da anwendbar, wo Glasschmelzen mit Edelmetall-Oberflächen in Berührung gelangen. Dabei kann es sich um jegliche Art von Edelmetallen oder deren Legierungen handeln, beispielsweise Platin, Palladium, Rhodium.

Bei der genannten Trägerlage aus Keramik handelt es sich um ein Material, das im allgemeinen eine Porosität von 5 bis 60 Prozent aufweist.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Die beiden Figuren stellen stark vergrößerte Schnitte jeweils durch ein erfindungsgemäßes Wandteil dar.

In Fig. 1 erkennt man eine Trägerlage 1, eine hierauf aufgebrachte Engobe 2 sowie eine Edelmetall-Plasmaschicht 3.

Die Trägerlage 1 wurde wie folgt hergestellt: Es wurde ausgegangen von einem Keramikmaterial mit einer Porosität von 20 Prozent. Auf dieses Keramikmaterial wurde ein Glasmehl aufgebracht. Das Glasmehl besteht aus fein gemahlenem, hochschmelzendem Glas mit einem Schmelzpunkt von ca. 1200 Grad Celsius. Hieraus wurde eine Suspension hergestellt. Die Trägerlage wurde in porösem Zustand in diese Suspension eingetaucht. Wie man sieht, sind die Poren mit Glasquanten 1.1 aus dem genannten Glasmehl ausgefüllt.

Nach diesem Tauchprozeß wurde auf die eine Fläche der Trägerlage 1 die Engobe 2 aufgebracht. Diese besteht aus reiner Keramik mit einer Schmelztemperatur von rund 2000 Grad Celsius. Auch niedrigere oder höhere Schmelztemperaturen sind denkbar, beispielsweise 1800 bis 2200 Grad Celsius. Das Aufbringen der Engobe geschah in verflüssigtem Zustand durch Sprühen. Auch käme ein Aufbringen der Engobe 2 durch Streichen in Betracht.

Nach dem Aufbringen der Engobe wurde das so weit gefertigte Wandteil einem Temperprozeß unterworfen. Dies führte zu einer Verflüssigung der Glasquanten 1.1 in den Poren der Trägerlage 1, um die Poren zu füllen und somit eine Sperre gegen Wasserstoffionen zu schaffen. Die Engobe 2 hat den Zweck, die Glasquanten 1.1 am Austreten aus den Poren der Trägerlage 1 zu hindern, was dann eintreten könnte, wenn sich das gesamte Wandteil im Einsatz befindet und demgemäß auf entsprechende Temperaturen gebracht wird, bei denen ein Schmelzen der eingeschlossenen Glasquanten 1.1 auftreten kann.

Die Edelmetall-Plasmaschicht 3 kann durch Sprühen oder Spritzen unter Druck auf die Engobe 2 aufgebracht werden. Deren Fläche 3.1 ist im Betrieb von der Schmelze berührt - hier nicht dargestellt -, während die Fläche 1.2 der Trägerlage die Außenfläche des Wandteiles bildet.

Der einzige Unterschied der Ausführungsform gemäß Fig. 2 besteht darin, daß die Edelmetallschicht 3 ein Edelmetall-Blech ist.

Man erkennt dort eine Engobe 2. Diese dient wiederum dem Zweck, Glasquanten 1.1 am Austreten aus den Poren der Trägerlager 1 zu hindern.

Auf der Engobe 2 befindet sich ein Edelmetallblech 4.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Wandteils als Bestandteil eines Systems zum Aufnehmen einer Glasschmelze mit den folgenden Verfahrensschritten:

1. 1.1 es wird eine Trägerlage (1) aus poröser Keramik hergestellt;
2. 1.2 auf die Trägerlage (1) wird Glasmehl aus hochschmelzendem Glas aufgebracht, so daß die Poren der Trägerlage (1) von Glasquanten (1.1) ausgefüllt werden;
3. 1.3 es wird eine Edelmetallschicht (3) aufgebracht, die dazu bestimmt ist, die Grenzfläche (3.1) gegen die Glasschmelze zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasmehl durch Eintauchen der Trägerlage (1) in eine Glasmehlsuspension aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasmehl durch Aufsprühen einer Glasmehlsuspension auf die Trägerlage (1) aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas des Glasmehls ein Erdalkali- Silikatglas enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas des Glasmehls Quarzsand enthält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelztemperatur des Glases des Glasmehls bei 1200 bis 1600 Grad Celsius liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufbringen des Glasmehls auf die Trägerlage 1 eine keramische Engobe (2) zum Versiegeln der mit Glasquanten (1.1) gefüllten Poren der Trägerlage (1) aufgebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Engobe (2) ein rein keramisches Material ist, das in verflüssigtem Zustand aufgebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die verflüssigte keramische Engobe (2) durch Sprühen oder Streichen aufgebracht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Engobe (2) eine Schmelztemperatur von 1800 bis 2200 Grad Celsius aufweist.