DE2034011A1

DE2034011A1 - Tri-and tetravalent glasses - contg carbides or nitrides

Info

Publication number: DE2034011A1
Application number: DE19702034011
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: WUESTEFELD A
Current assignee: WUESTEFELD A
Priority date: 1970-07-09
Filing date: 1970-07-09
Publication date: 1972-01-13

Abstract

A foamed cellular glass for packing, filter material, catalyst carrier uses comprises a base glass (normal glass), a metal of Periodic Table minor Groups 4 to 6 esp. Ti, a C or N containing material, pref. carbon black, and a volatile foaming agent.

Description

Verfahren zur Herstellung von tri- und tetravalenten Gläsern. Process for the production of tri- and tetravalent glasses.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von tri- und tetravalenten Gläsern, die Nitride und Carbide der Metalle der 4. bis 6. mebengruppe des Periodensystems enthalten. The invention relates to a method for producing tri- and tetravalent glasses, the nitrides and carbides of the metals of the 4th to 6th centuries included in the periodic table.

Bekannte Gläser sind das monovalente Fluoberyllatglas und die divalenten oxydischen Gläser, so Borat-, Silikat-, Germaniat-,Phosphat- und Arsenatgläser, als Seltenheit Sulfidgläser. Das einfach zusammengesetzte Natron-Kalk-Glas, das die Zusammensetzung Na2O. CaO.6SiO2 hat, ist das "Kormalglas'. Well-known glasses are the monovalent fluoberyllate glass and the divalent ones oxidic glasses, such as borate, silicate, germanate, phosphate and arsenate glasses, as a rarity sulfide glasses. The simply composed soda-lime glass that the composition Na2O. CaO.6SiO2 is the "normal glass".

Durch mehr oder weniger weitgehende Änderungen in der Zusammensetzung erhält man außer den Normalgläsern noch Hunderte von Spezialgläsern mit jeweils neuen Eigenschaften. Gegenüber dem monovalenten Fluoberyllatglas sind die oxydischen, divalenten Gläser in ihren Lichtbrechungs- und Ifäfteeigenschaften gesteigert.Through more or less extensive changes in the composition In addition to normal glasses, you get hundreds of special glasses with each new properties. Compared to the monovalent fluoberyllate glass, the oxidic, divalent glasses increased in their refraction and strength properties.

Von größtem technischen Interesse wäre es nun, eine nochmalige Steigerung der Eigenschaften durch den tfbergang auf tri- oder gar tetravalente Gläser zu erreichen. Das ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung. It would be of the greatest technical interest to increase it again to achieve the properties through the transition to tri or even tetravalent glasses. That is the object of the present invention.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß den Schmelzen monovalenter und divalenter Gläser, vorzugsweise den Schmelzen der divalenten Gläser, metallisches Titan in Pulverform zugeführt wird, das mit den in den Schmelzen enthaltenen Gasen wie Stickstoff N2, Kohlenmonoxid ao, Kohlendioxid und anderen unter Bildung von Nitriden und Carbiden reagiert. This problem is solved by making the melt more monovalent and divalent glasses, preferably the melts of the divalent glasses, metallic Titanium is supplied in powder form with the gases contained in the melt such as nitrogen N2, carbon monoxide ao, carbon dioxide and others with the formation of Nitrides and carbides react.

Es bilden sich solche Reaktionsprodukte, die von der Schmelze gelöst werden. Man kann auch Glasscherben zu Pulver vermahlen, Titanpulver und Kohlenstoffpulver z.B. ltampenruß zumischen und zussmmenschmelzen, wobei für die Nitridbildung Stickstoff aus der Luft entnommen wird. Die zwischen dem dem Metall und der Glasschmelze sich ab spielenden metallurgischen Vorgänge führen offenbar zu anderen Produkten wie in den üblichen chemischen Methoden der Darstellung von Ditalnitrid und Titancarbid; denn die Zugabe der chemisch hergestellten Verbindungen zu den Glasschmelzen führt nicht zu dem gewünschten Erfolg. Diese führt vielmehr zu starker grobblasiger Schaumbildung unter Zersetzung der Verbindungen und unter Bildung dreiwertiger Oxide des Titans.Such reaction products are formed that are released from the melt will. You can also grind broken glass into powder, titanium powder and carbon powder E.g. mix in lamp soot and melt it together, whereby for the nitride formation nitrogen taken from the air. The one between the the metal and the molten glass itself starting metallurgical processes apparently lead to other products such as in the usual chemical methods of the preparation of dital nitride and titanium carbide; because the addition of the chemically produced compounds leads to the glass melt not to the desired success. Rather, this leads to strong, coarse-bubble foam formation with decomposition of the compounds and with the formation of trivalent oxides of titanium.

An Stelle von Titan können auch andere Metalle der 4. bis 6. Nebengruppe des Periodensystems verwendet werden, wobei für Herstellung trivalenter, stickstoffhaltiger Gläser die Metalle Titan, Niob und Tantal und für die Herstellung tetravalenter Gläser die Metalle Vanadin9 Molybdän und Wolf ram zu be-vorzugen sind. Titan verhält sich in allen Fällen optimal, sowohl für die Nitridbildung wie für die Carbidbildung. Von besonderem Vorteil ist die Anwesenheit der Oxide des Eisens und des Mangans in der Schmelze, die offenbar die Löslichkeit der Reaktionsprodukte in der Glasschmelze erhöhen. Es sind für die Darstellung praktisch alle technischen Gläser geeignet, auch die Silikatschmelzen der Gesteine. Die erfindungsgemäßen Gläser sind Mischgläser der beiden Klassen von divalenten und trivalenten bzw. von divalenten und tetravalenten oder von di-,tri- und tetravalenten Gläsern,in denen die Nitride und Carbide des Titans bzw. der anderen Metalle als komplexe Verbindungen,-in denen meist Eisen oder ein anderes Metall enthalten ist, vorliegen. Instead of titanium, other metals from the 4th to 6th subgroups can also be used of the periodic table can be used, with trivalent, nitrogen-containing Glasses the metals titanium, niobium and tantalum and for the manufacture of tetravalent Glasses made of the metals vanadium, molybdenum and tungsten are preferred. Titan behaves are optimal in all cases, both for nitride formation and for carbide formation. The presence of the oxides of iron and manganese is particularly advantageous in the melt, which evidently increases the solubility of the reaction products in the glass melt raise. Practically all technical glasses are suitable for the display, also the silicate melts of the rocks. The glasses according to the invention are mixed glasses of the two classes of divalent and trivalent or of divalent and tetravalent or of di-, tri- and tetravalent glasses, in which the nitrides and carbides of the Titans or the other metals as complex compounds, -in which mostly iron or another metal is contained.

Besonders auffallend ist die hohe Härte der erfindungsgemäßen Gläser, mit denen sich normale Gläser leicht schnei -den lassen. Die Härte entspricht der von Hartmetallen, So liegen auch die Brechungsindizes höher als bei divalenten Gläsern. The high hardness of the glasses according to the invention is particularly striking, with which normal glasses can be easily cut. The hardness corresponds to that of hard metals, the refractive indices are also higher than with divalent glasses.

Von großem technischen Interesse ist geschäumtes, vzellulares tri- und tetravalentes Glas für Dichtungen, Isolationen, Filtermaterial, Satalysatorträger und dergl. Es bildet sich aus den Schmelzen bei Überschuß der flüchtigen Bestandteile wie N2, CO und CO2.Foamed, vcellular tri- and tetravalent glass for seals, insulation, filter material, catalyst carriers and the like. It is formed from the melts in excess of the volatile constituents like N2, CO and CO2.

Die Mischungsverhältnisse der tri- und tetravalenten Gläser mit den divalenten Gläsern können in weiten Grenzen liegen, sowohl Mischgläser mit kleinen Anteilen von divalenten Gläsern, wie auch Mischgläser mit großen Anteilen divalenter Gläser sind herstellbar. Die Löslichkeit unter einander ist lückenlos. The mixing ratios of the tri- and tetravalent glasses with the Divalent glasses can be within wide limits, both mixed glasses with small ones Proportions of divalent glasses, as well as mixed glasses with large proportions of divalent glasses Glasses can be produced. The solubility among each other is complete.

Beispiel 1 Man pulverisiert Scherben von Fensterglas soweit, daß sie bis zu 55 % Korngrößen unter 0, 075 mm haben, mischt 5 % Titanpulver unter 208 dazu, erhitzt bei Pulverschichtdicken von 25 mm und mehr auf 8750C, wobei das Titan unter Stickstoffaufnahme aus der Luft von der Glasschmelze vollständig unter Bildung eines bronzefarbenen Mischglases gelöst wird. Man erhält so ein geschäumtes zellulares Produkt, das bei weiterer Temperaturerhöhung zu einem blasenfreien Glas geläutert werden kann. Example 1 Shards of window glass are pulverized to such an extent that they have up to 55% grain sizes below 0.075 mm, mix 5% titanium powder below 208 in addition, heated with powder layer thicknesses of 25 mm and more to 8750C, with the titanium with nitrogen uptake from the air from the glass melt completely under formation a bronze-colored mixing glass is dissolved. A foamed cellular one is thus obtained Product that refines to a bubble-free glass when the temperature is further increased can be.

Beispiel 2 Man mischt zu Glaspulver aus Fensterglas in der Kugelmühle 5 % Titanpulver und 1 % Lampenruß und erhitzt auf 875°C. Example 2 The mixture is mixed to form powdered glass from window glass in a ball mill 5% titanium powder and 1% lamp black and heated to 875 ° C.

Es wird ein Produkt von tiefschwarzer Farbe, hohen Glanz und außerordentlicher Härte erhalten, mit dem man Fensterglas schneiden kann. Es läßt sich ebenfalls bei erhöhter Temperatur läutern. Ungeläutert und mit tberschuß von Ruß liegt es als Schaumglas vor.It becomes a product of deep black color, high gloss and extraordinary Preserved hardness that can be used to cut window glass. It can also be used Purify at an elevated temperature. It lies unrefined and with an excess of soot Foam glass in front.

Beispiel 3 Für die Herstellung eines Plättchens von hoher Härte zur Metallbearbeitung mischt man Titanpulver und Glaspulver im Gew.-Verhältnis 1:1 und füllt damit eine kleine Kastenform entsprechender Abmessungen und erhitzt auf 875°C. Man erhält ein hartes, bläschenfreies Plättchen, dessen Härte durch Zumischen von Lampenruß erhöht werden kann. Example 3 For the production of a platelet of high hardness for For metalworking, titanium powder and glass powder are mixed in a weight ratio of 1: 1 and It fills a small box shape of the appropriate dimensions and heats it to 875 ° C. A hard, bubble-free platelet is obtained, the hardness of which is obtained by adding Lamp soot can be increased.

Alle Produkte nach Beispiel 1 bis 3 müssen im Glasentspannungsofen bei 5000C entspannt werden. All products according to example 1 to 3 have to be put in the glass relaxation oven relaxed at 5000C.

Claims

Patent claims

(1. + process for the production of tri- and tetravalent aeses, characterized in that titanium metal powder is introduced into glass melts of normal glass and with the reactants present and / or added in the melt Nitrogen and / or carbon, preferably in the form of its oxides CO and C02, to Reaction products is implemented, which are soluble in the glass melt.

2. The method according to claim 1, characterized in that in place from titanium the metals of the 4th to 6th subgroup of the periodic table of the elements be used.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that on Instead of normal glass technical glasses, with more or less extensive changes in the composition of normal glass, preferably with a content of oxides of iron and manganese, or glasses containing borate and phosphate can be used.

4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that on Place the melting of normal glass melting silicate rocks and minerals be used.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that broken glass ground into powder, mixed with metal powder and melted together.

6. The method according to claim 1 to 4, characterized in that broken glass ground to powder, with metal and carbon powder, preferably in the form of Lamp soot, mixed and melted together.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the Melting glass foamed by an excess of the volatile constituents will.