[发明专利]玻璃陶瓷的基体玻璃的陶瓷化方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及使玻璃陶瓷的基体玻璃陶瓷化的领域。基底玻璃也被称作玻璃坯(green glass)。

背景技术

在传统的对流炉或辐射炉中使这种基体玻璃陶瓷化已是公知的了。这种玻璃主要呈长方块形，并放置在托板上，该托板可以由烧结石英玻璃粉或颗粒，一种多孔材料组成。

在被加热时，玻璃质材料在所有方向上膨胀，而托板因其极小的膨胀系数而保持相对尺寸稳定。于是，在基体玻璃和托板之间发生相对移动，该移动可能导致玻璃被划伤，从而导致产品质量下降。大多数相对运动(划伤的原因)由收缩引起。加热基体玻璃还需要大量的热和较长的时间。

发明内容

本发明的目的是安排玻璃陶瓷的基体玻璃的陶瓷化工艺，使得其所需能量的量明显减少，且可以避免与托板接触的表面缺陷。

此任务通过独立权利要求中所列的特征来解决。于是借助可以在基体玻璃和支撑基板之间建立的气垫产生气膜悬浮。在整个陶瓷化过程中，基体玻璃保持悬浮，使得支撑基板的印痕或相对移动不能对玻璃坯产生破坏性影响。另外，防止了玻璃与基板的粘连。

通过使用如专利第DE 299 05385 U1号所描述的那样用短波IR辐射进行加热，加热因而陶瓷化所需时间大幅减少。其结果是悬浮所需的时间也得以减少，悬浮所需的能量消耗也减少。

同时，用于悬浮的气体可用以产生规定的环境。悬浮气体还可用于使温度均匀。

根据本发明的方法是自稳定的。它进行得非常快且非常均匀。因而，产品成为高等级产品。

根据本发明的另一个思想，基体玻璃首先以传统方式生产，然后被传送到悬浮基底上，借助例如IR辐射在悬浮基底上预热，并达到玻璃粘接温度(adhesion temperature)以下的某个温度。然后，仍然借助于伴随有同步气体供给的红外辐射，向基体玻璃施加热冲击，使得基体玻璃处于悬浮态，并且，如果需要，在超过临界粘接温度且完成所需陶瓷化时，最终被传递到一个加工站以进一步加工。

在此实施例中，基体玻璃在两个阶段中加热。在第一加热阶段中，基体玻璃被加热至一低于临界粘接温度的温度。在第二加热阶段中，粘接温度被超过，并达到陶瓷化所需的高温度值。第二阶段也可以发生在粘接温度以下。

本发明提供了以下优点：

*玻璃坯的第一加热阶段不造成技术问题。第一加热阶段的类型和持续时间是无关紧要的，因而是没有问题的。在第一加热阶段中不需要气体悬浮。

*基于对加热方式的选择，即IR辐射装置，第二加热阶段发生得极快。此第二加热阶段通常要求少于一分钟。相应地，气体悬浮隔膜的更短停机时间因而是必要的(在此温度的陶瓷化充分持续更长时间)。即使终究发生了，玻璃坯和隔膜壁之间的可能接触是如此微小，使得粘附不发生，或仅极微小地发生。

*由于第二加热阶段的极短时间，悬浮所需时间是足够的。

*由于被气隙降低的热传导，作为从当前非常热的玻璃坯到较冷的环境(隔膜)的热传递的结果的能量损失同样极小。

*与现有技术相比，玻璃坯被唯一地加热，而既不是环境，也不是隔膜，与传统工艺和装置相比，这导致能量上的进一步节约。

根据本发明的两个要素-一方面是悬浮而另一方面是IR辐射的应用-在其结合中是非常重要的。如果加热用传统加热仅在普通基板(无悬浮)上进行，黏附的问题将增加，因为在此情况下，基板增加了将要通过热传导和热传递加热的玻璃的温度。

悬浮所用的气体可以同时用于产生规定的气氛，并且还用于使温度(高对流炉的)均匀。多孔材料或穿孔板被用作隔膜，气体通过它供给。同时，有足够的气体可穿透性是必须首先确保的，然后，该隔膜必须充分反射IR辐射。对于这种组合的适当材料的一个例子是多孔铝硅酸盐泡沫材料。该材料具有足够的气体可穿透性，使得玻璃或玻璃陶瓷板可以被悬浮，它还具有足够高的IR辐射反射率。还可以使用一种例如用铝硅酸盐制造的穿孔板。

根据有利的实施例，悬浮基底包括隔膜材料，该隔膜材料包括来自Al₂O₃、BaF₂、BaTiO₃、CaF₂、CaTiO₃、MgO、3.5Al₂O₃、SrF₂、SiO₂、SrTiO₃、TiO₂、尖晶石、堇青石、堇青石烧结玻璃陶瓷的多孔材料。

附图说明