[发明专利]玻璃陶瓷部件和/或玻璃部件的成型方法

说明书

本发明涉及通过玻璃陶瓷毛坯和/或玻璃毛坯的变形制备玻璃陶瓷部件和/或玻璃部件的方法以及实施该方法的装置。

玻璃陶瓷的成型，尤其是三维玻璃陶瓷的成型按现有技术的第一种方法是由玻璃态的预制体进行的，因为在使玻璃陶瓷化后，一般仅能通过间接地熔融再次使其变形而进行。

为了采用一般的玻璃变形方法例如重力沉降或真空沉降能使玻璃陶瓷的原料玻璃变形，通常要将其加热至约1000℃，在加热过程中如果事先有晶核形成，那么晶体生长。在将原料玻璃加热至最终温度例如1000℃时，在晶体的生长过程中，难免有一个晶核形成范围，在该范围内析出最小的结晶核，并且该范围在700-800℃之间。

为了避免在晶核形成的结晶范围内形成不均匀的晶核和对随后陶瓷化过程中形成的玻璃陶瓷的特性产生负面影响，或因预晶核化而在接着的成型过程中进行结晶因而不能以这样的方式进行，晶核形成的过程应尽可能地快。

对于玻璃的成型，是对玻璃毛坯用一般的玻璃成型方法例如重力沉降或真空沉降进行的，通常是将玻璃毛坯加热至软化点以上的温度例如1000℃。

可采用功效显著的表面加热例如燃气燃烧器实现玻璃陶瓷毛坯和/或玻璃毛坯的快速加热。

对于表面加热，最一般的加热方法是将热源总热效的至少50％施加在需加热对象的表面或表面附近层上。

一种独特的表面加热方式是如上所述的采用燃气火焰加热，火焰的温度通常在1000℃。采用燃气燃烧器的加热是通过将大部分的热气体的热能传递到玻璃陶瓷毛坯或玻璃毛坯的表面上。此时产生了一个温度梯度，它对例如取决于粘度梯度的成型有不利的影响。尤其是玻璃的厚度≥5毫米更是如此。

为了借助于热导快速地完全加热玻璃毛坯或玻璃陶瓷毛坯，燃气燃烧器应具有较大的功率。这种加热方式只限于在小范围平面内进行，因为不可能借助于燃气燃烧器按要求的功率密度全面进行加热。

采用燃气燃烧器进行加热特别不适合于生产复杂的三维玻璃陶瓷，而仅适合于生产简单构型的玻璃陶瓷。

采用燃气燃烧器加热的其它缺点例如包括：--较难控制火焰--带入干扰气体这将对材料的特性产生不良的影响。

生产三维变形玻璃陶瓷的另一种可能性是在陶瓷化过程中通过放在适当的模具上进行。但是，在这种情况下，因为不能产生原来要求的低粘度，尽管能够形成复杂的构型，但是仅适用于具有很大弯曲半径(Biegeradien)的构型。

由PCT/FR96/00927已知了一种玻璃陶瓷前体的后处理方法，包括直接在熔融槽上在传统成型高温的要求温度下对轧制玻璃带进行加热，再在形成晶核结晶的临界范围之前实现玻璃陶瓷化。

PCT/FR96/00927已知方法的缺点是所需费用特别高，这是因为直接影响成型玻璃制造的连续方法。另外，与槽内作业(Wannenbetrieb)无关的后续成型例如位于中间的玻璃陶瓷毛坯在冷却后不可能再被加热。

生产三维变形玻璃的另一种可能性是不用玻璃毛坯，而是已经在熔融过程中或熔化后通过置于适当的模具中而制备。

这样可使玻璃直接在熔融槽中例如用轧制的玻璃带成型。

该方法的缺点是将玻璃的成型与槽内作业结合在一起进行。

本发明的目的是提供一种通过变形由玻璃陶瓷毛坯和/或玻璃毛坯生产玻璃陶瓷部件和/或玻璃部件的方法和装置，由此而克服了上述缺点。尤其是该方法说明了下列的可能性：*与槽内作业无关，例如在其后进行*也可进行具有最小弯曲半径的复杂三维变形*基本上避免了受干扰的预陶瓷化*基本上避免了受干扰的温度梯度

根据本发明，通过以下方式实现本发明的目的，以概括的方法而言，采用红外辐射，例如波长＜2.7微米的短波红外辐射和/或NIR辐射以实施成型方法。

在本发明第一个实施方案中，在软化玻璃毛坯的同时进行变形。

在本发明的另一个实施方案中，在陶瓷化前对玻璃陶瓷毛坯实施作为后处理的成型方法。该方法的优点是可在离线的任一时刻变形玻璃。

此外，另一种方法是可将变形与玻璃陶瓷毛坯的陶瓷化一同进行。

如果变形玻璃陶瓷毛坯和/或玻璃毛坯的话，那么玻璃板是特别优选的。

作为成型方法，最理想的是加工玻璃的最一般的成型方法，例如可通过真空促进的重力沉降变形。下面将描述真空沉降。此外，另一种方法是借助于一个中头或借助于空气的吹入而在模中沉降。

除了在模具中沉降的成型工艺外，另一种方法或与沉降工艺结合的方法是定向红外辐照需成型的玻璃毛坯或玻璃陶瓷毛坯，由此实现有目的的局部加热并由此成型。