避免贵金属构件上出现气泡的方法技术

在一种制备玻璃的方法中－其中熔融的玻璃至少部分地被贵金属壁和／或难熔金属壁包裹，并且其中利用一个操作机构来影响熔融玻璃的氧偏压从而避免杂质干挠－常常会由于过补偿而重新形成气泡或其它杂质干挠。可以通过如下所述的方法来避免这种过补偿，即设置至少一个探测器（２０）来测定玻璃熔体／金属壁界面附近区域上的氧偏压，并且借助调节器（３９，４５）将操作机构对氧偏压的影响调节到安全的氧偏压范围内。

Method for avoiding bubbles appearing on noble metal component

In a method for preparing glass in which molten glass is at least partially precious metal wall and / or refractory metal wall package, including the use of an oxygen pressure, and the operating mechanism to influence the molten glass to avoid impurity interference - often due to excessive compensation and re formation of bubbles or other impurities interference. By following the method to avoid the over compensation, which is provided with at least one detector (20) to determine the molten glass / metal wall near the interface region on the oxygen pressure, and with the regulator (39, 45) will affect the operating mechanism of oxygen pressure regulation to oxygen pressure, safe range.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备玻璃的方法，其中熔融的玻璃至少部分地被贵金属壁和/或难熔金属壁包裹，并且其中利用一个操作机构来影响熔融玻璃的氧偏压从而避免干挠。此外本专利技术还涉及实施本方法的装置以及由此制得的玻璃的用途。
技术介绍
术语贵金属在本文中包括铂、金、铼、铂族的所有其他金属以及所述金属的合金，比如以分散氧化物增强形式存在的上述金属和合金。特别优选用作难熔金属的是钼以及钨、铌、钽。众所周知，在高温下，比如在玻璃熔体中出现的温度下，所存在的水会分解出微量的氢和氧。如果玻璃熔体与贵金属，特别是铂及其合金制成的零件相接触，则所生成的氢就会穿透铂制部分，由此使氧富集在熔体中，最后形成氧气小气泡。如果不采取其它措施，这种小气泡就会残留在玻璃成形制品中并且重要的是会使其质量变差。其中的问题特别是在于，贵金属零件主要被用在与精炼区的连接处，从而使得在贵金属零件上形成的氧气泡本身很难从玻璃熔体中除去。因此，EP1101740A1中推荐，通过施加一个反向电压以电化学方法来抑制气泡形成。在其中的另一方案中推荐，将钼电极以处于贵金属零件上游的方式设置在熔体中，并且该电极再与贵金属零件导电连接。由此，毋需外加电压即能得到足够的反向电压。US5785726中论述了一种用于抑制玻璃熔体中氧气泡产生的方法，其中需通过在背向玻璃熔体的贵金属壁面上设置能得到较高水蒸气量的气氛来减少氢从玻璃熔体中漏出并穿过贵金属壁。以这种方式就能避免氢气从玻璃熔体向外穿透在高温下可透过的贵金属壁而渗出。利用这两种方法虽然常常可抑制紧挨贵金属零件侧的玻璃熔体中形成氧气泡，但是也因此会使氧偏压值保持在一个能使其在熔融前即流入铂体系中去的水平上。然而，试验表明，在上述已知的方法中有时还是会出现气泡并制得质量较差的玻璃体。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于提供一种制备玻璃的方法以及装置，借以可靠地避免贵金属零件上的起泡现象以及其他干扰。该任务的解决途径在于，在如开头所述的方法中，在至少一个贵金属部件和至少一个位于熔体中的参比电极之间利用伽伐尼电压来测定独立的氧偏压，并计算在贵金属部件上的偏压值。优选将贵金属部件，特别是槽和/或管的壁划分为相互电绝缘的若干段。这种绝缘可诸如通过耐火材料比如莫来石、硅线石、石英和/或刚玉制成的物体来实现。由此，就能通过分别控制操作机构的方法将各个绝缘的贵金属部分上的氧偏压调节在可靠区域内。本专利技术发现，在利用上述已知的方法来抑制氧气泡的形成的过程中，需要使在与贵金属零件相接触的范围内的熔体中的氧偏压尽可能降低，使得能至少部分地形成还原条件。本专利技术令人惊奇地表明，如果氧偏压过小也会形成N2、CO2和SO2气泡和/或还会造成合金损伤。因此，本专利技术所基于的认识是，为了得到良好的玻璃质量就必须要避免形成过于强烈的还原条件。根据本专利技术，通过将特别是在玻璃熔体/贵金属部件的界面附近范围内所产生出的氧偏压调节或控制到一个安全范围内，而达到避免产生过于强烈的还原条件的目的。这一过程可以比如在界面上自行进行或是借助设置在熔体中的电极来进行。优选将电极设置在界面附近区域内。通过设置一个带有相应符号的反向电压来提高或降低氧偏压。另外，还可以借助还原性氢气氛或水蒸气气氛而来降低氧含量，以及借助纯净或稀释形式的氧气冲洗来提高氧含量。可以比如在第一加工步骤内针对各个所用的玻璃确定所述安全范围。该安全范围的上限值为形成或消除O2气泡时的数值，而下限值则为形成或消除N2、CO2和/或SO2气泡和/或合金损伤时的数值。同时还发现，不同的玻璃体具有各自不同的安全范围。各安全范围要通过比如事先进行的实验室实验来确定。还惊讶地发现，甚至是相同的玻璃体，由于其所用原料且特别是熔体水含量的不同，也可能具有不同的安全范围。此外，熔体四周的气氛中的水含量会对熔体中的氧偏压产生巨大的影响。本专利技术方法的另一改进方案的特点在于，氧偏压的安全范围的下限值应高于10-7bar、优选高于10-4bar且特别优选高于10-3bar。根据所用各玻璃体的不同，在一些特定的玻璃体上一旦低于10-7bar就会出现干挠。而在另外一些玻璃体上，一旦低于10-4bar则会出现干挠。如果高于了10-3bar，则几乎在所有情况下都可消除N2、CO2和SO2气泡的形成以及合金损伤的出现。在另一改进方案中，氧偏压的安全范围的上限值应为0.4bar。如果是在未超出0.4bar的安全范围内进行调节，则在大多数情况下都能可靠地消除掉由于氧气泡形成于贵金属零件上而导致的干扰。通过在安全范围内的调节就不必比如长时间地升高反向电压直至气泡形成终止。相反，可以通过这种调节过程事先调整出位于安全范围内的环境条件来，从而可保证得到无缺陷的产品。本专利技术的基础为，使用具有参比电极和测量电极的电极对作为探测器测量氧的偏压。特别优选作为参比电极的是氧化锆参比电极或钼参比电极。用作测量电极的可以是铂测量电极。但也可以将贵金属壁本身用作测量电极。已证明比较有益的做法是，将熔体中的氧偏压值，更确切说是在熔体离开熔融槽时的偏压值，尤其是在氧的偏压由于与贵金属壁接触而发生改变之前的偏压值作为额定值以进行调节。特别地，应在贵金属电极上测得氧偏压额定值，其中，实测值为贵金属壁上的氧偏压值。为确定额定值和实测值，优选使用同一个参比电极。如此，就能将未发生改变的熔体中的氧偏压和贵金属壁上界面处的氧偏压进行比较，由此得到很好的结果。但根据已知的安全范围，也可有必要选择出另一额定值。在本专利技术方法中，优选利用电极对的测量电极和参比电极之间的电动力EMK来测定氧偏压。已知电动力EMK可通过能斯特方程与氧的偏压值相联系，由此就能使氧偏压的确定过程变得简单。特别地，在DE4324922A1中论述了一种用于以电化学方式确定氧偏压的参比电极。一般而言，如果使用由钇稳定化的二氧化锆构成的所谓ZrO2参比电极，则从等温电化学测量链Pt，O2(1)/ZrO2+xY2O3/熔体，O2(2)/Pt的电动力EMK，可计算得到熔体中的氧偏压pO2(2)，计算方法如下pO2(2)＝pO2(1)*e-E4F/(RT)其中，F法拉第常数R气体常数T玻璃熔体的温度，°K。如果是非等温熔体，则测量电极和比较电极的温度必须分开进行测量。为了计算氧的偏压，还需要一个扩展公式pO2(S)＝exp((4*F/R*T(S))*(E-(-0.0004739)*(T(S)-T(R)))+T(R)/T(S)*ln pO2(R)其中，T(S)是在铂测量电极上测得的熔体温度，T(R)是ZrO2参比电极上的温度，pO2(R)是参比电极的吹洗气体的氧偏压，-0.0004739V/K是熔体或氧化锆的塞贝克系数，更为详细的内容可参见Baucke，“Electrochemistry of Glasses and Glass Melts，Including Glass Electrodes”Springer出版社，柏林，海德堡，纽约2000。使用所述关系式的前提是，在三相界面Pt(1)，O2(1)ZrO2+xY2O3上具有一定的氧气偏压pO2(1)。为了对氧气偏压产生影响，可以将一个反向电极设置在玻璃熔体中的上游位置。其可以是比如处于上游位置，只要使得在该反向电极上可能产生的玻璃气泡不会对玻璃产品造成损害。为了影响氧偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备玻璃的方法，其中熔融的玻璃至少部分地被贵金属壁和／或难熔金属壁包裹，并且其中利用一个操作机构来影响熔融玻璃的氧偏压从而避免杂质干挠，其特征在于，设置至少一个探测器（２０）来测定在玻璃熔体／金属壁界面附近区域内的氧偏压，并且借助调节器（３９，４５）将操作机构对氧偏压的影响调节到安全的氧偏压范围内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G劳滕施莱格，T普菲菲尔，A罗特尔斯，G勒特，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]