Способ упрочнения стеклоизделий

Изобретение относится к области упрочнения стеклоизделий, в частности к светофильтрам, используемым в бортовых аэронавигационных огнях. Технический результат изобретения заключается в получении стеклоизделий, "невидимых" для радара, и повышении их термостойкости. Стеклоизделия нагревают до температуры на 120-140°C выше температуры размягчения стекла. Затем стеклоизделие помещают в распылительную камеру и наносят аэрозольной смесью, содержащей соединения хлора с оловом, тонкопленочное токопроводящее покрытие. После нанесения покрытия стеклоизделие подвергают закалке в кремнийорганической жидкости. 3 пр.

 

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, к стекольному производству, в частности к области упрочнения стеклоизделий.

Несмотря на широкое распространение упрочнения стеклоизделий воздухоструйной закалкой, ее применение в ряде случаев оказывается малоэффективным способом вследствие недостаточной прочности закаленных таким методом стеклоизделий (в особенности стеклоизделий из стекол термостойких составов и малой толщины). Иногда способ воздухоструйного охлаждения не удается использовать для упрочнения стеклоизделий сложной формы из-за ряда технологических и конструктивных трудностей, связанных с необходимостью обеспечения равномерной закалки. К такого рода стеклоизделиям относятся светофильтры, используемые в бортовых аэронавигационных огнях (БАНО) самолетов. Как правило, подобного рода светофильтры имеют сложную форму типа «лодочки» и изготавливаются из стекол термостойких составов. В этой связи в РФ и за рубежом широкое распространение получила закалка стеклоизделий в жидкостях. Преимущество закалки стеклоизделий в жидкостях по сравнению с их воздухоструйным охлаждением заключается в возможностях значительно более широкого регулирования интенсивности закалки, что особенно важно для упрочнения стеклоизделий из стекол с низким коэффициентом расширения (термостойких составов).

Кроме этого, при производстве стеклоизделий для авиационной светосигнальной техники, в частности для светофильтров, используемых в БАНО самолетов 5-го поколения, одной из важных задач является получение светофильтров с тонкопленочным токопроводящим покрытием на их поверхности, которые должно обеспечивать так называемую «невидимость» объекта для радара.

Известен способ упрочнения стеклоизделий путем их нагрева и последующей закалки в жидкостях различных составов (Богуславский И.А. Высокопрочные закаленные стекла. М.: Стройиздат, 1969, с.18-33).

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет получать стеклоизделия «невидимые» для радара.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ упрочнения стеклоизделий путем их нагрева, последующей закалки и химической обработки поверхности кремнийорганическим соединением, например полисилоксаном по авторскому свидетельству СССР №132374, МПК C03B 27/02, опубл. 1960 г.

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает получения стеклоизделий «невидимых» для радара.

Задачей предлагаемого изобретения является получение упрочненных стеклоизделий «невидимых» для радара.

Для достижения задачи изобретения предложен способ упрочнения стеклоизделий путем их нагрева, последующей закалки и химической обработки поверхности кремнийорганическим жидким соединением, отличающийся тем, что нагрев осуществляют до температуры на 120-140°C выше температуры размягчения стекла, а перед закалкой стеклоизделие помещают в распылительную камеру и наносят аэрозольной смесью, содержащей соединения хлора с оловом, тонкопленочное токопроводящее покрытие.

Предложенный способ обеспечивает получение стеклоизделий как упрочненных жидкостной закалкой, так и «невидимых» для радара ввиду того, что на их поверхность нанесено тонкопленочное токопроводящее покрытие. При контактировании аэрозольной смеси, содержащей соединения хлора с оловом с поверхностью нагретого стеклоизделия образуется тонкопленочное токопроводящее покрытие за счет перехода соединения хлора с оловом в окись олова SnO₂. Тонкопленочное токопроводящее покрытие состоит в основном из SnO₂, в которой равномерно распределены электропроводные примеси SnO и Sn. Авторами экспериментально установлено, что при температурах менее чем на 120°C выше температуры размягчения стекла, стеклоизделия охлаждаются в процессе нанесения тонкопленочного токопроводящего покрытия до температур, не обеспечивающих заданную степень закалки и соответственно заданную прочность и термостойкость стеклоизделия. При температурах более чем на 140°C выше температуры размягчения стекла происходит нарушение геометрических размеров стеклоизделий, что приводит к их браку.

Способ осуществляется следующим образом. Стеклоизделие, полученное прессованием из стекла заданного состава, нагревают до температуры на 120-140°C выше температуры размягчения стекла, помещают нагретое стеклоизделие в распылительную камеру и осуществляют нанесение аэрозольной смеси, содержащей соединения хлора с оловом на поверхность стеклоизделия с помощью форсунки. После этого стеклоизделие закаляется в кремнийорганической жидкости путем опускания его в емкость с указанной жидкостью. Стеклоизделие охлаждается в емкости до комнатной температуры, его вынимают из емкости и передают на участок мойки и очистки поверхности от кремнийорганической жидкости.

Пример 1. Необходимо получить упрочненный светофильтр для использования в БАНО самолета 5-го поколения из стекла зеленого цвета термостойкого состава марки ТСМ-537 с температурой размягчения стекла 630°C и с тонкопленочным токопроводящим покрытием толщиной 2-3 мкм с поверхностной электропроводностью 10^-6-10^-4 Ом^-1. Закалка светофильтра должна обеспечивать его термостойкость не менее 250°C.

Используется отожженный, полученный прессованием из стекла марки ТСМ-537 светофильтр для БАНО самолета 5-го поколения, а именно самолета Т-50. Нагревают светофильтр до температуры 770°C, т.е. на 140°C выше температуры размягчения стекла и помещают в распылительную камеру. На внутреннюю поверхность светофильтра с помощью форсунки наносят аэрозольную смесь в течение 4 с. Состав аэрозольной смеси в вес.ч. следующий: SnCl₄·5H₂O - 10; С₂Н₅ОН - 10; SbCl₃ - 0,1. После этого светофильтр опускают в емкость, содержащую кремнийорганическую жидкость, а именно полисилоксан. После охлаждения до комнатной температуры светофильтр вынимают из емкости с полисилоксаном и передают на участок мойки и очистки от полисилоксана.

Пример 2. Необходимо получить упрочненный светофильтр для использования в БАНО самолета 5-го поколения из стекла красного цвета термостойкого состава марки ОТМ-005 с температурой размягчения стекла 605°C и с тонкопленочным токопроводящим покрытием толщиной 2-3 мкм с поверхностной электропроводностью 10^-6-10^-4 Ом^-1. Закалка светофильтра должна обеспечивать его термостойкость не менее 250°C.

Используется отожженный, полученный прессованием из стекла марки ОТМ-005 светофильтр для БАНО самолета 5-го поколения, а именно самолета Т-50. Нагревают светофильтр до температуры 725°C, т.е. на 120°C выше температуры размягчения стекла и помещают в распылительную камеру. На внутреннюю поверхность светофильтра с помощью форсунки наносят аэрозольную смесь в течение 8 с. Состав аэрозольной смеси и последующих технологических операций такие же, что и в примере 1.

Пример 3. Необходимо получить упрочненный светофильтр для использования в БАНО самолета 5-го поколения из бесцветного стекла термостойкого состава марки ОТМ-021 с температурой размягчения стекла 610°C и с тонкопленочным токопроводящим покрытием толщиной 2-3 мкм с поверхностной электропроводностью 10^-6-10^-4 Ом^-1. Закалка светофильтра должна обеспечивать его термостойкость не менее 250°C.

Используется отожженный, полученный прессованием из стекла марки ОТМ-021 светофильтр для БАНО самолета 5-го поколения, а именно самолета Т-50. Нагревают светофильтр до температуры 740°C, т.е. на 130°C выше температуры размягчения стекла и помещают в распылительную камеру. На внутреннюю поверхность светофильтра с помощью форсунки наносят аэрозольную смесь в течение 6 с. Состав аэрозольной смеси и последующих технологических операций такие же, что и в примере 1.

Светофильтры, полученные для использования в БАНО самолетов 5-го поколения, а именно самолета Т-50 по примерам 1-3 соответствуют современным требованиям, предъявляемым по наличию на их поверхности тонкопленочного токопроводящего покрытия. Толщина покрытий по фактическим данным составила 2,5±0,2 мкм, а поверхностная электропроводность 10^-6-10^-4 Ом^-1. Это покрытие обеспечивает «невидимость» полученных стеклоизделий для радара. Кроме этого, жидкостная закалка светофильтров позволила получить заданную величину их термостойкости, т.е. не ниже 250°C.

Источники информации

1. Богуславский И.А. Высокопрочные закаленные стекла. М.: Стройиздат, 1969, с.18-33, опубл. 1960 г.

2. Авторское свидетельство СССР №132374, МПК C03B 27/02.

Способ упрочнения стеклоизделий путем их нагрева, последующей закалки и химической обработки поверхности кремнийорганическим жидким соединением, отличающийся тем, что нагрев осуществляют до температуры на 120-140°C выше температуры размягчения стекла, а перед закалкой стеклоизделие помещают в распылительную камеру и наносят аэрозольной смесью, содержащей соединения хлора с оловом, тонкопленочное токопроводящее покрытие.