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Untersuchungen zum Verfahren der Säurepolitur von Kristall- und Bleikristallgläsern
Das Verfahren der Säurepolitur zur Veredelung von Bleikristall- und Kristallgläsern erscheint aus heutiger Sicht sowohl unter verfahrenstechnischen als auch unter wirtschaftlichen und nicht zuletzt unter umwelttechnischen Gesichtspunkten verbesserungsbedürftig. Es wurde eine Studie durchgeführt, um den derzeitigen Stand der Technik im Bereich der säurepolierenden Glasindustrie der Bundesrepublik Deutschland zu erfassen. Auf der Grundlage der erhaltenen Ergebnisse werden Ansatzpunkte für mittelfristig realisierbare Verbesserungsmöglichkeiten aufgezeigt. Die Entwicklung eines schnellen und ohne zusätzlichen Aufwand automatisierbaren Analysenverfahrens zur Bestimmung aller wesentlichen Parameter von Säurepokierbädern wurde als erster Verbesserungsschritt und als notwendige Grundlage für weitere Verbesserungen durchgeführt. Das Verfahren liefert die Basis zur systematischen Untersuchung von Zusammenhängen zwischen Polierbadzustand und Qualität des Polierergebnisses, zur gezielten Auffindung von problematischen Polierbadzuständen und in der Folge zur vollautomatischen Messung und Regelung von Polieranlagen.
Einfluß des Wasserdampfes auf die Blasenbildung sulfathaltiger Glasschmelzen
Beim Aufheizen sulfathaltiger Glasschmelzen setzt Blasenbildung in Abhängigkeit vom Wasserdampfpartialdruck oberhalb bestimmter Temperaturen ein. Der Zusammenhang zwischen abgegebener Gasmenge und der Blasenbildung wurde untersucht. Bei den Versuchen wurden die Zusammensetzungen des Glases und der Ofenatmosphäre sowie Temperatur und Versuchszeit variiert. Die aufgenommenen H2O- und abgegebenen SO3-Mengen wurden bestimmt und daraus die Stöchiometrie einer angenommenen Reaktion ermittelt. Es werden Vorschläge zur Unterdrückung der Blasenbildung bzw. betrieblichen Nutzung gemacht.
Zur Verdampfung aus Glasschmelzen
Verdampfungsvorgänge aus Glasschmelzen verschiedener praxisorientierter Zusammensetzungen (Kalk-Natronglas, Borosilicatglas, Bleikristallglas und binäre Untersysteme) wurden experimentell und theoretisch in ihrer Abhängigkeit von der Zusammensetzung von Ofenatmosphäre und Schmelze untersucht. Dabei wurden sowohl die thermodynamisch-chemischen als auch die strömungsmechanischen Gegebenheiten berücksichtigt. Im allgemeinen liefert die Thermodynamik bis auf einen unbekannten Proportionalitätsfaktor zutreffende Vorhersagen der verdampften Mengen. Der Proportionalitätsfaktor ist zum Teil durch den Strömungszustand der Ofenatmosphäre bestimmt, zum Teil muß ein weiterer Term berücksichtigt werden, der für die untersuchten Systeme experimentell bestimmt wurde. Es wird ein Verfahren mitgeteilt, das es gestattet, bei Kenntnis der Betriebsparameter eines technischen Aggregates die aus der Schmelze verdampfenden Mengen zu bestimmen. Daneben werden viele experimentelle Beobachtungen, z. B. der fehlende SO2-Einfluß auf die Natriumverdampfung aus Kalk-Natronglasschmelzen, mitgeteilt, die für den praktischen Betrieb von Bedeutung sind.
Foaming behaviour on glass melts
The state of the art of foam stability is presented and applicability to specific problems in glass melts is discussed. The experimental part offers three measuring methods for the quantitative evaluation of foaming behaviour on glass melts: the direct observation of foam decay; stability investigations on single lamellae, and life time measurements of single bubbles, in all cases as functions of various parameters such as temperature and composition of the furnace atmosphere. Experimental findings demonstrate that foam decay on glass melts occurs through the sequence of a drainage and a tear process. Probably the tearing of lamellae at the foam surface is rate determining. Α general theory of foam stability cannot yet be developed at this time, however, some recommendations for plant practice can be derived from the results.
Neue Wege zur Erhaltung historischer Glasfenster
Es wurde ein Konzept zum Schutz korrosionsempfindlicher historischer Gläser durch direktes Beschichten entwickelt. Zur Beurteilung des Korrosionsverhaltens wurden Modellgläser mit repräsentativen Zusammensetzungen verwendet und der Korrosionsverlauf naßchemisch und IR-spektroskopisch ermittelt. Als Beschichtungskomponenten wurden speziell entwickelte organisch modifizierte Silicate, sogenannte ORMOSILe, herangezogen, da sie im Gegensatz zu herkömmlichen organischen Polymeren auch unter korrosiven Bedingungen eine ausgezeichnete Haftung zur Glasoberfläche zeigen. Zu einer für die Praxis ausreichenden Verminderung der Auslaug- bzw. Korrosionsgeschwindigkeit ist jedoch der zusätzliche Einbau von Wasserdampfdiffusionssperrschichten auf der Basis transparenter anorganischer Pigmente notwendig.
Bedeutung der ausgelaugten Schicht für die chemische Beständigkeit: Untersuchungen an einem Kalk-Natronsilicatglas
An einem Kalk-Natronsilicatglas werden Auslaugversuche in 0,1 mol/l HCl, H2O und verschiedenen Alkalichloridlösungen durchgeführt, wobei nicht nur die in Lösung gegangenen Komponenten, sondern auch vollständige Konzentrationsprofile des ausgelaugten Glases bestimmt werden. Die Auslaugung ist unabhängig vom pH-Wert im Bereich 1 bis 7. Beim lonenaustausch Na+ ⇌ H+ wird jedes Proton von 0,75 Molekülen H2O begleitet. In der ausgelaugten Schicht liegt fast alles eingetretene Wasser als H2O-Molekül vor, d. h. die sich zuerst bildenden Si-OH-Gruppen kondensieren. Dies führt zu einer Änderung der ursprünglichen Netzwerkstruktur des Glases, wofür es in der neueren Literatur mehrere Hinweise gibt. Diese Änderungen müssen verstärkt untersucht werden, wenn man die chemische Beständigkeit von Gläsern besser verstehen will.
Durability investigations on siliceous man-made mineral fibers Α critical review
This paper discusses the published papers on the durability of siliceous MMMF (Man-Made Mineral Fibers) with regard to their possibilities to predict the in-vivo behavior. The persistence of siliceous MMMF in the tissue depends essentially on their chemical durability. The latter property is many-sided and it is measured by various methods. However, only those experiments allow a statement on the persistence which are appropriate to measure the rate of dissolution of the fibers. This rate follows a zero order of reaction. The influence of organic compounds in the corrosion solutions has also to be considered when conducting experiments outside of tissues. These are the main aspects according to which papers published in this field are evaluated. There is a real chance that planned experiments are suitable to simulate the in-vivo behavior of MMMF.
Interaction between glass and ethanol
The structural relationship between H2O and C2H5OH molecules suggests certain similarity in their behavior. An evaluation of pertinent publications shows that this is really the case. The chemical interaction with absolute alcohol is minimal at room temperature but esterification can take place with increasing temperature accompanied by the formation of new Si-O-C bonds. Even small amounts of water lead to a predominance of reactions associated with H2O. On the other hand, ethanol causes a dilution of the water, decreasing the reaction rate. Other phenomena are determined by the OH groups which are responsible for the formation of hydrogen bonds, e.g. by adsorption. Relationships also exist for gel layers, glass electrodes, silica gels, and the sol-gel process. Physical interactions, e.g. strength, fracture velocity, abrasion, are also influenced by the molecular properties of C2H5OH.
Kondensations- und Reaktionsvorgänge in Abgasen hinter Glasschmelzwannen Berechnungen und Messungen
Abgase von Glasschmelzanlagen enthalten häufig aggressive Komponenten, die aus der Verdampfung der Glasschmelze, den Gemengereaktionen oder Verunreinigungen von Gemenge und Brennstoffen stammen. In der vorliegenden Arbeit werden die Reaktionen betrachtet, die insbesondere die Komponenten Na2O, K2O, B2O3, V2O5, PbO, HCl und SO2 untereinander und mit ihrer Umgebung eingehen können. Zur Charakterisierung der Abgase und der genannten Reaktionen wurden zwei Verfahren eingesetzt: ein theoretisches zur Berechnung der Abgaszusammensetzung und ein experimentelles zur Untersuchung von Kondensationsreaktionen in Abgasen. Die theoretischen und experimentellen Ergebnisse werden miteinander verglichen und erlauben Voraussagen der Temperaturen, bei deren Unterschreiten mit Ablagerungen korrosiver Kondensate an den Kammersteinen von Regenerativkammern und mit Staubbildung zu rechnen ist. Weitere Reaktionen von Na2SO4, der Hauptkomponente vieler Stäube, bei weiterer Abkühlung werden ebenfalls betrachtet.
Weitere Dampfdruckmessungen an Na2O ∙ SiO2 ∙ nH2O-Gläsern
An Gläsern der Zusammensetzung Na2O ∙ SiO2 ∙ n H2O (mit n = 2,7 bis 3,6) wurden der Gleichgewichtsdruck und der Dampfdruck bei konstanter Kühlgeschwindigkeit im Transformationsbereich gemessen. Die Gleichgewichtsdrücke ergaben keinen Hinweis auf eine Umwandlung; es konnte aus ihnen jedoch ein Strukturvorschlag abgeleitet werden. Bei den Messungen mit konstanter Kühlgeschwindigkeit wurde festgestellt, daß die Aktivierungsenergie der Relaxation sowohl von der Temperatur als auch von der Abweichung vom Gleichgewicht abhängt.