Browsing by Author "Weißkopf, Karl"

Now showing 1 - 1 of 1
  • Thumbnail Image
    Item
    Entalkalisierung von Na₂O-CaO-SiO₂-GlasoberfIächen bei Einwirkung chlorhaltiger Gase
    (Offenbach : Verlag der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft, 1981) Schaeffer, Helmut A.; Mecha, Josef; Freude, Eberhard; Weißkopf, Karl; Knödler, Heinz
    Im Hinblick auf die Entwicklung effizienter Oberflächenveredelungsverfahren für Na₂O-CaO-SiO₂-Gläser wurde die Wirkung chlorhaltiger Gase auf den Entalkalisierungsprozeß ermittelt. Die Entalkalisierung besteht darin, daß Natrium als Natriumchlorid extrahiert wird. Unter Einsatz verschiedener Untersuchungsmethoden (Atomabsorptionsspektroskopie, Infrarot-Reflexionsspektroskopie, Fotoelektronenspektroskopie, Massenspektroskopie) wurde die Reaktivität chlorhaltiger Gase, insbesondere von HCl-Gas, mit der Glasoberfläche untersucht sowie die dadurch verursachten Veränderungen an der Glasoberfläche bestimmt. Die Entalkalisierung setzt bei Temperaturen ab 350 °C ein und führt beispielsweise nach einer 5 minütigen HCl-Behandlung bei 550 °C zu einer Natriumextraktionstiefe von etwa 0,2 μm. Es entstehen dadurch kieselglasähnliche oberflächennahe Bereiche und damit veränderte Eigenschaften der Glasoberfläche. Im Vergleich zum industriell eingeführten SO₂-Verfahren bietet die Behandlung mit HCl-Gas den Vorteil, daß kaum eine Abhängigkeit vom Wasserdampf- und Sauerstoffpartialdruck vorliegt. Die Einzelschritte des Entalkalisierungsprozesses und die Frage nach dem geschwindigkeitsbestimmenden Teilchentransport werden für die Reaktion von HCl oder SO₂ mit Na₂O-CaO-SiO₂-Glasoberflächen erörtert. Ferner wird auf Aspekte der Toxizität und der praktischen Anwendung bei der Entalkalisierung mh HCl-Gas eingegangen. De-alkalization of Na₂O-CaO-SiO₂ glass surfaces by gases containing chlorine In connexion with the development of efficient surface treatment processes for Na₂O-CaO-SiO₂ glasses, de-alkalization by gases containing chlorine has been investigated. De-alkalization involves extraction of the sodium as sodium chloride. Various methods including atomic absorption spectroscopy, infra-red reflexion spectroscopy, photoelectron spectroscopy and mass spectroscopy have been used to study the reactivity of gases containing chlorine, especially HCl, with glass surfaces and the changes produced in these surfaces. De-alkalization occurs at temperatures from 350 °C and, for example, 5 min treatment at 550 °C gives a sodium extraction depth of about 0,2 μm. This produces a sihca-like surface layer with altered properties. In comparison with the usual industrial practice of using SO₂, treatment with HCl has the advantage of not depending on water vapour and oxygen partial pressures. The individual steps of the de-alkalization process are discussed as well as the problem of the rate-determining particle transport for the reaction of HCl or SO₂ with Na₂O-CaO-SiO₂ glass surfaces. Further aspects of toxicity and practical use of de-alkalization with HCl are also considered. Désalkalinisation de surfaces de verre Na₂O-CaO-SiO₂ sous l'influence de gaz chlorés La mise au point de procédés efficaces pour améliorer le traitement de surface de verres Na₂O-CaO-SiO₂ a nécessité des recherches pour déterminer l'action des gaz chlorés sur le processus de désalcalinisation. La désalcalinisation consiste àextraire le sodium sous forme de chlorure de sodium. Différentes méthodes (absorption atomique, spectrométrie de réflexion dans l'infrarouge, spectrométrie des photoélectrons, spectrométrie de masse) ont été employées pour étudier la réactivité des gaz chlorés, en particulier de HCl, avec la surface de verre et déterminer les modifications de surface qui en résultent. La désalcalinisation débute à partir de 350 °C; à titre d'exemple, après un traitement par HCl de 5 min à 550 °C, le sodium se trouve extrait sur une épaisseur de 0,2 μm environ. Ainsi apparaissent des domaines près de la surface, de composition semblable à celle du verre de silice, ce qui a pour conséquence de modifier les propriétés de surface du verre. Comparé au traitement par SO₂ appliqué dans l'industrie, le traitement par HCl gazeux offre l'avantage de ne dépendre que dans une faible mesure des pressions partielles de vapeur d'eau et d'oxygène. Sont discutés les différentes étapes du processus de désalcalinisation et le problème du transport des particules qui détermine sa vitesse, pour la réaction de HCl ou SO₂, avec les surfaces de verre Na₂O-CaO-SiO₂. Sont abordés ensuite les aspects de toxicité et de réalisation pratique lorsque l'on appauvrit les surfaces en alcalin en les traitant par HCl gazeux.