貴金屬蒸發屏障的制作方法

貴金屬蒸發屏障的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種貴金屬蒸發屏障。本發明披露了用于與熔融玻璃(7、14)接觸的由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的部件(5、6、10)，用于容納熔融玻璃(7、14)的玻璃熔槽或用于引導熔融玻璃(7、14)的玻璃熔管，以及在熔融玻璃(7、14)中使用由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的部件(5、10)的方法和使用玻璃熔槽或玻璃熔管的方法。根據本發明的部件的面向熔融玻璃上方的氣氛的整個自由表面可以得到保護，并且/或者玻璃熔槽或玻璃熔管的壁和/或底部可得到保護。
【專利說明】貴金屬蒸發屏障

【技術領域】
[0001]本發明涉及由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的部件，其用于與熔融玻璃接觸，其中至少在所述部件的表面區域設置具有表面多孔性的材料。
[0002]本發明還涉及用于容納熔融玻璃的玻璃熔槽或用于引導熔融玻璃的玻璃熔管，其包括至少一種所述類型的部件或至少一種所述類型的材料。
[0003]最后，本發明還涉及在熔融玻璃中使用由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的部件的方法，以及使用所述類型的玻璃熔槽或所述類型的玻璃熔管的方法。

【背景技術】
[0004]鉬(Pt)、銠(Rh)和銥(Ir)及其合金或包含這些金屬的合金被用在用于生產高質量玻璃(例如，諸如硼硅酸鹽玻璃、鋁-硼硅酸鹽玻璃、光學玻璃、以及(在一定程度上)堿性硅酸鹽玻璃)的玻璃熔融生產線(包括玻璃熔槽和玻璃熔管)中。由于貴金屬的化學惰性，所述金屬及其合金即使在高溫下也是有利的。其目的是防止與熔融玻璃接觸的容器(如玻璃熔槽)和其他部件被腐蝕物污染，并且確保玻璃熔融設備和精煉設備在高溫下具有長的使用壽命。另一個優點在于，由于使用了由貴金屬制成的貴金屬部件，因此可以使用直接電加熱法。
[0005]貴金屬合金不會或僅僅會很不顯著地被熔融玻璃腐蝕性地破壞。在此處及下文中，貴金屬應被理解為主要是指Pt、Rh、Ir、鈀、錸、釕或金、以及它們的合金和包含它們的合金。根據本發明，主且優選的是，認為鈮、鉭、鎢或鑰以及它們的合金和包含它們的合金為難熔金屬。在高溫和氧化性氣氛中，形成各種貴金屬或難熔金屬的揮發性氧化物，并且這些蒸發經過一定的時間會導致所述部件的厚度和/或貴金屬容器、難熔金屬容器、或由其制成的部件的壁厚減少。此外，會產生與補充貴金屬損失有關的額外的成本。
[0006]貴金屬或難熔金屬部件中不朝向熔融玻璃的一側通常被一層或多層用于絕熱和提供機械支持的陶瓷層包圍。雖然這些層緊密地接觸貴金屬或難熔金屬部件，但也不能排除氧化性環境空氣的接觸。不能防止貴金屬以其氧化物形式的蒸發。
[0007]該問題已在DE102010047896A1、DE102010047897A1、DE102010047898A1、W02011/136109A1、EP1337686A2和EP1722008A2中提出。這些印刷品提出了用于施加到外表面上的有或多或少的氣密性的不同涂層。他們提出了含氧化材料或陶瓷材料的保護層，該保護層很大程度上不可透過氧氣，從而保護了金屬表面。
[0008]不利的是，由于所述保護層不能抵抗運轉溫度下所使用的玻璃器皿的熔融玻璃的腐蝕，因此所述保護層僅可用于不接觸熔融玻璃的區域。所述保護層基本上由玻璃或陶瓷材料或它們的組合構成，其通過各種方法和裝置被施加到金屬部件的外側。由于這個原因，所述蒸發屏障不適合涂覆Pt部件的內壁表面。
[0009]由DE19941610C1可知，使用低孔隙率涂層來涂覆基材。具有所述孔隙率是為了能使涂層與基材更好地結合。
[0010]在熔融玻璃的情況中，熔融玻璃的填充水平(以及由此導致的熔融玻璃表面的高度水平)在操作中經常變化，使得部件的某些區域總是暴露的。由于保護整個部件而不污染熔融玻璃是不可能的，因此必須提供一定的最小厚度的貴金屬以防止熔融玻璃穿透以及進而發生的熔融玻璃的污染。


【發明內容】

[0011]因此，本發明的目的在于克服現有技術的缺點。具體而言，發現了部件、玻璃熔管、玻璃熔槽和方法，其中實際上，部件的面向熔融玻璃上方的氣氛的整個自由表面可以得到保護，并且/或者其中玻璃熔槽或玻璃熔管的壁和/或底部可通過其他措施得到保護。此外，為了這個目的，需要以廉價的方式制造可以普遍地用于不同熔融玻璃的部件、以及/或者可以普遍地用于不同熔融玻璃的玻璃熔槽或玻璃熔管。需要將貴金屬或難熔金屬的損失降至最低。目前，部件和/或玻璃熔槽和/或玻璃熔管要求可以需要最小量的貴金屬。
[0012]本發明的目的通過由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的部件得以實現，所述部件用于接觸熔融玻璃，其中具有表面多孔性的材料被設置在所述部件的表面上或表面處的至少部分區域，其中所述材料由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金構成，并且所述材料的孔被液態熔融玻璃或固化的熔融玻璃填充。
[0013]所述孔不一定被完全填充，但是根據本發明，該孔優選被熔融玻璃完全填充。
[0014]所述材料的孔形成通道系統，其中，所述孔彼此貫通，至少大部分孔如此。這使得熔融玻璃通過毛細管力被向上吸到所述材料中。根據本發明，熔融玻璃來自熔融玻璃儲存器(玻璃熔槽或玻璃熔管的內容物)。因此，熔融玻璃可上升至所述材料的孔中。孔的連接和/或由孔形成的毛細管不應或僅超出熔融玻璃的區域，而是被設置為平行于熔融玻璃浴的表面。
[0015]孔應當被理解為被這樣設置:其中出現毛細管力，根據已知的物理定律，該毛細管力能夠在相應的溫度下吸入相應粘度的相應玻璃和/或相應粘度的熔融玻璃，并且能夠將其向上推動(參見例如:Payam等人的"Modeling and Analysis ofcapillary force Interact1n for Common AFM Tip Shapes"，World Applied SciencesJournal16 (12):1803-1814，2012)。
[0016]作為蒸發屏障的材料的孔隙率應盡可能地高，以便獲得對于合適的孔徑的盡可能最低的貴金屬重量。如果所述材料可以基本上被完全潤濕，則孔徑是適合的。
[0017]根據本發明，孔優選地為紡織材料的纖維之間、或非織物材料的纖維之間的間隙。因此，非織物或紡織材料為所述材料。
[0018]難熔金屬和難熔金屬合金特別適合用作用于構建電極的材料。因此，作為部件的電極優選地由難熔金屬和難熔金屬合金構成。
[0019]根據本發明，將所述材料布置在部件的整個表面上和/或以適當的方式布置在部件上，特別優選以適當的方式布置在部件的暴露于熔融玻璃上方的氣氛的表面上。
[0020] 然而，原則上，至少在某些區域將所述材料布置為與部件間存在一定的距離也是可行的。由此，在所述部件與所述材料之間的間隔區域形成了這樣的腔室，該腔室相對于熔融玻璃上方的余下氣氛至少在很大程度上是封閉的、并且優選是完全封閉的，由此貴金屬和難熔金屬的氣態氧化物被容納在所述腔室中而不能從其中大量蒸發和/或逃逸從而損失。在這種情況中，較小的腔室優于較大的腔室。然而，特別優選的是，開孔材料的距離足夠小，以使部件的表面也被潤濕。
[0021]在根據本發明的部件中，可以設置的具有表面多孔性的材料可為紡織材料、非織物、網狀物、海綿狀物、格柵和/或燒結體，其中所述材料被燒結、熔接或焊接至所述部件上，或形成于所述部件上，并且所述孔為紡織材料、非織物、網狀物、海綿狀物、格柵和/或燒結體中的間隙，并且位于所述材料和所述部件之間。在這種情況中，根據本發明優選地將所述材料施加到部件的整個表面上，或者可以將所述材料僅部分連接至部件上。所述材料在毛細管力的作用下能夠特別好地吸取熔融玻璃，并且可以容易且廉價地(除了貴金屬的價格以外)制造。
[0022]根據本發明，所述材料也可以部分地連接至部件上，從而使一部分所述材料接觸玻璃熔爐或玻璃熔管的陶瓷壁或金屬氧化物壁，由此所述材料本身通過作為部件的延伸而保護陶瓷材料或金屬氧化物材料免受腐蝕。具有表面多孔性的材料也可以通過噴涂法或“物理氣相沉積”法(PVD法)或類似方法被制成部件上的涂層。因此，根據本發明，該開孔材料可以是(例如)具有海綿狀結構的開孔涂層。如所述方法形成的層的通常不利之處在于:其孔隙率低于(例如)非織物。因此，與所述涂層相比，非織物、格柵以及網狀物是優選的。這同樣適用于高孔隙率(至少40%)的海綿狀物。
[0023]此外，本發明可提供這樣的部件和/或具有表面多孔性的材料，其由鉬、銠、銥、鈕、金、錸、釕、銀、鉭、鶴或鑰或它們的合金、或包含它們的基礎合金構成,其中優選的是,所述部件和具有表面多孔性的材料由鉬或鉬基合金構成。
[0024]所述金屬即使在高溫下對不同熔融玻璃仍具有很好的化學惰性，因此特別適合用于浸入超純特制玻璃、被超純特制玻璃潤濕和制造超純特制玻璃的部件和材料。
[0025]本發明的改進提出了為管、箔或片層的部件，其被用于熔融玻璃的玻璃熔融管道的玻璃熔管或玻璃熔爐的玻璃熔槽的護套、壁和/或底板包圍。
[0026]在本文中，本發明可以設定，玻璃熔管或玻璃熔槽的護套、壁和/或底板包含由陶瓷材料或陶瓷石(特別是具有高Al2O3和/或ZrO2含量的陶瓷石)或由其構成，其中所述護套、壁和/或底板具有布置在其上的管、箔或片層，并且優選在玻璃熔槽或玻璃熔管的方向上固定于其上。在本文中，本發明可以優選地設定，將所述材料僅設置在面向玻璃熔融管道或玻璃熔爐內部的管、箔或片層的表面上。
[0027]對于玻璃熔管或玻璃熔槽的襯里，需要具有大表面的貴金屬片層。大表面使所述貴金屬片層易于受到大面積的破壞，這使得受到熔融玻璃保護的根據本發明的部件具有特別有益的效果。
[0028]根據本發明，這種類型的襯里可以被設置為，所述部件的一部分被所述材料覆蓋并與之連接，并且所述材料延伸超出所述部件至玻璃熔管或玻璃熔槽的壁和/或底板的未被所述部件覆蓋的區域。
[0029]這能夠額外地節省有價值的材料。
[0030] 此外，本發明可以設定所述材料的厚度為至少0.05mm，所述材料的厚度優選為
0.05mm至1mm,特別優選為0.6mm至5mm,更特別優選為0.8mm至1.5mm。
[0031]這些低厚度值剛好足以達到使部件表面實現所期望的潤濕。根據本發明的范圍，提供為40%至98%的高孔隙率(孔隙體積分數)還使得僅需要低金屬重量的材料，這對降低制造成本具有有益效果，特別是在貴金屬的情況下更是如此。因此能夠以最低的材料花費而實現期望的效果。因此，本發明可以設定所述材料的孔隙率為30%至98%，優選為40%至98%，特別優選為40%至80%。
[0032]然而，根據相應玻璃種類和相應的熔融玻璃種類的潤濕性能、密度和粘性，需要至少30%的表面孔隙率，以確保將被吸收的玻璃保護的多孔體以及部件的整個表面潤濕。孔隙率的上限98%是根據超出該上限時多孔材料的機械穩定性不足而確定的。
[0033]本發明的改進形式提出，所述材料至少覆蓋或基本上覆蓋所述部件的表面中的如下區域:在使用該部件或在玻璃熔槽或玻璃熔管運行時，該區域接觸位于熔融玻璃上方的氣體氣氛，并且至少在部分時間中，所述材料中的部分區域浸入熔融玻璃中，由此使得所述材料以及部件中被所述材料覆蓋的表面區域被熔融玻璃潤濕，并且使得所述材料的空隙在毛細管力的作用下被熔融玻璃填充。
[0034]其所達到的效果是，所述部件的幾乎全部面對氣體氣氛的自由表面均得到了保護。能夠使所述材料浸入至少容易地保證了熔融玻璃被吸入所述材料，因此所述部件的表面可以被潤濕。
[0035]本發明的目的還通過以下用于容納熔融玻璃的玻璃熔槽或用于引導熔融玻璃的玻璃熔管而實現，所述玻璃熔槽或玻璃熔管包括至少一個所述類型的部件，其中在玻璃熔槽或玻璃熔管的運行過程中，所述部件的部分區域被置于熔融玻璃中。
[0036]在本文中，本發明可以設定，所述部件的位于所述部件和所述材料之間的表面被熔融玻璃潤濕。
[0037]本發明的根本的目的還通過以下用于容納熔融玻璃的玻璃熔槽或用于引導熔融玻璃的玻璃熔管來實現，其中，所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管的壁中的至少如下區域至少部分地被由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的、具有表面多孔性的材料覆蓋，所述區域為在所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管運行時，所述熔融玻璃的表面處于所期望的熔融玻璃填充水平的區域，由此，當所述材料接觸熔融玻璃時，所述材料的孔被液態熔融玻璃填充。
[0038]根據本發明，所述材料的特征優選與布置在根據本發明的部件之上或布置在該部件處的材料(見上文)具有相同的功能。熔融玻璃在所述材料的孔中的傳送量非常低，這保證了從壁上脫落下來的陶瓷材料或金屬氧化物的量較低，并且不會污染熔融材料，這是因為熔融材料不易由壁的表面通過所述材料的孔流回熔融玻璃中。
[0039]在本文中，本發明可以設定，玻璃熔槽或玻璃熔管的至少位于護套或壁以下的區域、此外還優選玻璃熔槽或玻璃熔管的被所述材料覆蓋的底板被由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的箔或片層覆蓋。
[0040]在本文中，還可以優選的是，所述材料與所述箔或片層鄰接從而與箔或片層齊平或箔或片層中的部分區域重疊。由于片層的機械性能，在大多數情況下所述片層比開孔材料更適合暴露于熔融玻璃的機械負載中，特別是如果開孔材料為具有高孔隙率(例如80% )的非織物或紡織材料時更是如此。
[0041]根據本發明的所有玻璃熔槽或玻璃熔管均可以被設定為，開孔材料被玻璃熔槽或玻璃熔管中的熔融玻璃潤濕，并且其存在于所述材料的孔中。
[0042]根據本發明的部件和根據本發明的玻璃熔槽和玻璃熔管可以在高于1，000°C的高溫下使用。因此，它們還可被稱為高溫部件或高溫玻璃熔槽和高溫玻璃熔管。
[0043]本發明的目的還通過將由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的部件(特別是任何上述的根據本發明的部件)應用于熔融玻璃中的方法而得以實現，其中，所述部件的某些區域被浸入熔融玻璃中或與熔融玻璃接觸，并且所述部件中自由表面的未浸入區域被熔融玻璃覆蓋。
[0044]在本文中，本發明可以設定，由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的開孔材料被布置在所述部件的未浸入區域或所述部件的自由表面中未與熔融玻璃接觸的區域，其中，熔融玻璃通過毛細管力的作用上升至所述材料中。優選的是，所述部件的自由表面的所述區域在該情況中被潤濕。
[0045]對于開孔材料特別優選的是，其還延伸至所述浸入區域或與熔融玻璃接觸的區域。在該情況中，熔融玻璃可通過毛細管力被吸入開孔材料中。
[0046]最后，本發明的目的還通過使用玻璃熔槽或玻璃熔管(特別是根據本發明的玻璃熔槽或玻璃熔管)的方法而得以實現，其中，在所述玻璃熔槽或玻璃熔管中，開孔材料的某些區域與熔融玻璃接觸，并且所述材料的孔被液態熔融玻璃填充。
[0047]本發明基于以下令人驚訝的發現:由于熔融玻璃和貴金屬或貴金屬合金之間存在大的粘附力，所述材料(例如纖維非織物或纖維紡織材料或格柵)吸收熔融玻璃，因此位于部分浸入的部件表面上的由貴金屬或貴金屬合金制成的開孔材料可以用于保護所述部件表面的暴露的自由區域。與海綿吸收水相似，所述材料被熔融玻璃填充，并且因此潤濕所述部件的表面和所述材料的外表面。這保護了所述材料和/或貴金屬或貴金屬合金(優選鉬或鉬合金)免受氧化性氣氛的影響。因此，熔融玻璃防止了貴金屬氧化物蒸發，從而防止了貴金屬發生損失。
[0048]由于根據本發明的構建使得所述部件的整個表面中的至少大部分得到保護，因此該部件可以被制成明顯更薄的壁，所述壁由昂貴的貴金屬構成。至今在熔融玻璃的表面的邊界區域存在的弱點通過本發明的構建而被排除。如果直接用所述材料覆蓋壁，則其通過熔融玻璃而保護自身，并且其也保護熔融玻璃免受壁中化學元素的污染，這是因為至少有利地阻止了被污染的熔融材料從孔中傳送或返流至熔融材料中。
[0049]在本發明的范圍中，發現直接接觸熔融玻璃的部件的內部可以得到保護以避免發生貴金屬的損失，所述貴金屬損失是由于所述部件的氧化和隨后的貴金屬氧化物蒸發而導致的(關于此，參見文獻“Journal of Material Science 10 (1975) 1291_1299”、“PlatinumMetals Review, 1959，3，(4)，128_130”、“Platinum Metals Reviewl965, 9，(3)，92-99”)。熔融液態玻璃較好地潤濕了 Pt或Pt合金的表面，從而防止了貴金屬的蒸發。
[0050]部件(特別是鉬部件)的在運轉中根本不接觸或僅短暫地接觸熔融玻璃的所有暴露表面可以以合適的方式設置多孔Pt層或PtRh層。開孔材料必須適當地布置，以使開孔材料的一部分總是(或以規律的間隔)接觸熔融玻璃。開孔材料可由通過不同方法制成的格柵、纖維紡織材料或纖維非織物或開孔層構成。
[0051]所述材料可以被布置成其可同時保護部件和陶瓷材料(玻璃熔爐或玻璃熔槽的壁)免受腐蝕。如果所述材料直接接觸陶瓷材料，則陶瓷材料受到保護以免受熔融玻璃的腐蝕。在這種情況中，所述材料可以部分地連接至所述部件。
[0052]所述材料可以以合適的方式機械地連接到陶瓷材料，以使其可以用作獨立的壁部件。由此，所述材料至少在某些區域中取代了玻璃熔爐或玻璃熔管的常規壁襯。
[0053]在運行條件下，開孔材料的一小部分浸入熔融玻璃中達若干毫米。顯而易見的是，熔融玻璃完全滲入開孔材料，并且潤濕片層和纖維表面。通過這種方式，可由于含氧環境氣氛的進入而產生的金屬或金屬氧化物都不能蒸發。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0054]下面將基于以下三幅示意圖對本發明的示例性實施方案進行舉例說明，但這些附圖不用于限制本發明的范圍。在圖中:
[0055]圖1示出了根據本發明的具有爐壁襯里的玻璃熔爐或玻璃熔融管道的截面示意圖；
[0056]圖2示出了根據本發明的具有爐壁襯里的管狀玻璃熔融管道的截面示意圖；以及
[0057]圖3示出了根據本發明的玻璃熔爐或玻璃熔融管道的截面示意圖。
[0058]發明詳述
[0059]圖1示出了根據本發明的具有玻璃熔槽或玻璃熔管的玻璃熔爐或玻璃熔融管道的截面示意圖。玻璃熔爐或玻璃熔融管道包括底板(floor) 1、壁2和頂板(ceiling) 3。底板1、壁2和頂板3由陶瓷石(例如)通過磚砌作業制成。在壁2上設有開口 4，開口 4可以關閉，并且可通過該開口4來填充玻璃熔爐或玻璃熔融管道。可以通過加熱元件(未示出)將玻璃熔爐或玻璃熔融管道加熱至高于待處理玻璃的熔點的溫度。
[0060]玻璃熔爐或玻璃熔融管道襯有由鉬或鉬-銠合金制成的片層5、6，其中片層5被布置于玻璃熔爐或玻璃熔融管道的壁2上，底板片層6被布置于玻璃熔爐或玻璃熔融管道的底板I上。Pt或Pt-Rh襯里保護底板I和壁2的陶瓷材料免受玻璃的腐蝕。玻璃熔爐或玻璃熔融管道的襯有片層5、6的部分在玻璃熔爐或玻璃熔融管道的內部形成玻璃熔槽或玻璃熔管。玻璃熔爐中的玻璃熔槽或玻璃熔融管道中的玻璃熔管的內部容納有熔融玻璃
7。熔融玻璃7的填充水平(例如)根據所需的玻璃生產量的改變或通過間歇裝料而變化。
[0061]在玻璃熔爐或玻璃熔融管道中的熔融玻璃7的上方形成含氧熱氣體氣氛8。在所述高溫(在此情況中為高于900°C )下，氧腐蝕Pt或Pt-Rh片層5中的暴露區域。此外，這種貴金屬也可能發生一定的蒸發。為了防止其發生，在變動的填充水平區域利用由Pt或Pt-Th、或者Pt基合金或Rh基合金制成的纖維非織物9或格柵(grid) 9包覆或覆蓋Pt或Pt-Rh片層襯里5。
[0062]纖維非織物9或格柵9由彼此機械連接的Pt或Pt-Rh纖維構成，并且厚度為20 μ m至200 μ m。機械連接可(例如)通過纖維的熱燒結而實現。可以通過諸如熱燒結或電點焊等方法使由此獲得的纖維非織物9或格柵9以機械上穩定的方式連接至Pt或Pt-Rh片層5。
[0063]纖維非織物9具有高度多孔的結構，因此形成細的毛細管系統。這(在有限的程度上)同樣也適用于格柵9。非織物9的孔隙率(孔隙體積分數)為40%至98%。
[0064]在運行時，熔融玻璃7被多孔結構體9吸收并且形成氣密的玻璃填充的非織物層9或格柵結構體9。即使面對環境氣氛的外部纖維也被玻璃薄層覆蓋。由此形成的玻璃層防止氧化性氣氛接觸片層襯里的內部以及非織物9和/或格柵9自身的纖維，因此也保護了 Pt或Pt-Rh表面免受氧化和相應氧化物的蒸發。
[0065]纖維非織物9可以(例如)由彼此交叉并且在某些位置彼此連接的不同厚度的Pt纖維或PtRh纖維的紡織材料構成。纖維非織物9吸收熔融玻璃，這些熔融玻璃將纖維非織物9的纖維潤濕，并且填充所有不太大的孔(纖維之間的間隙)。
[0066]同樣地，可由所述纖維制成有序的紡織材料。這使得生產略微更為繁瑣，但功能原理是相同的。
[0067]圖2示出了根據本發明的具有壁襯的管狀玻璃熔融管道的截面示意圖。在圖2中，以垂直于管10的圓柱軸的切面和/或以垂直于在管10中流動的熔融玻璃14的流動方向的切面示出管10。可以在圖2中以同樣的方式示出在向上的方向上關閉的圓形容器。
[0068]管10由貴金屬(諸如例如鉬、銠、銥、錸、釕、金、或鈀)、或難熔金屬(諸如例如鈮、鉭、鎢或鑰)、或貴金屬或難熔金屬的合金、或包含它們的基礎合金構成。
[0069]開孔材料12的覆層布置在管10內壁的部分區域中，并且也由貴金屬或貴金屬合金構成，優選為與管10相同的貴金屬或者相同或類似的合金。當開孔材料12接觸熔融玻璃14時，其被熔融玻璃潤濕，并且熔融玻璃14通過毛細管力經由開孔材料12的孔被吸入。因此，整個材料12迅速地被熔融玻璃14浸濕，并且其表面也被所述材料完全潤濕。所述潤濕在圖2中通過熔融玻璃表面的彎液面18示出。
[0070]所述潤濕保護了管10的表面以及材料12自身的表面免受管10內的氣氛16的傷害。管10的外側被護套19包圍，該護套19由陶瓷材料制成并且支持管10。護套19不需要具有圖2所示的管狀結構，其外側可為矩形或者底部凹陷。
[0071]圖3示出了根據本發明的玻璃熔爐或玻璃熔融管道的截面示意圖。為簡便起見，對于與圖1中相同或相似的部分使用了相同的參考標號。與根據圖1的實施方案不同的是，在此情況中壁2直接被開孔材料9覆蓋。開孔材料9可以(例如)為由貴金屬制成的非紡織材料或紡織材料。
[0072] 開孔材料9的位置與覆蓋壁2的下部的貴金屬片層5 (例如，由鉬或鉬-銠制成的片層5)相鄰且與之齊平。另一個這種類型的片層6覆蓋玻璃熔爐或玻璃熔融管道的底板
I。在玻璃熔爐或玻璃熔融管道的正常運行中，僅補充足夠量的熔融玻璃7并且/或者僅使足夠量的玻璃熔融，以使得熔融玻璃7面向爐內氣氛8的界面(即，熔融玻璃7的表面)總是位于開孔材料9的高度水平。只有當玻璃正在被熔融、或者當最初填充熔融玻璃7時、以及當熔融玻璃被排出時，熔融玻璃7的表面才降至低于開孔材料9。但是在這些較短的時間段內，片層5不會發生貴金屬的較大損失。
[0073]由于非常大量的熔融玻璃7流體流過開孔材料9的孔是不可能的，因此玻璃熔爐或玻璃熔管的壁2得以被保護以免受腐蝕。由于同樣的原因，熔融玻璃7也不會受到壁2中的化學元素的污染。
[0074]開孔材料9在壁2上的固定可(例如)通過簡單的鉤或銷(未示出)而實現。
[0075]第一示例性實施方案
[0076]在具有玻璃熔槽的玻璃熔爐中，鉬片層被附加至玻璃熔槽的壁上。將通過燒結直徑約50 μ m的鉬纖維而制成的非織物附加至鉬片層的自由暴露于爐氣氛的表面區域。為了加以固定，將非織物燒結至鉬片層的表面。
[0077]在槽中將磷酸鹽玻璃熔融，并在槽中于1200°C下使其保持為液態持續數個小時。非織物以及鉬片層的表面(連同非織物)被熔融玻璃潤濕。稱量鉬片層，從而確定了在500小時的保留時間中只有非常少的鉬損失。
[0078]所述材料在本情況中充當了片層的蒸發屏障，當所述片層不具有所述材料(不具有非織物)時，所述片層的蒸發速率為0.47 μ g/(h ^mm2)，蒸發屏障使該速率降至
0.025 μ g/ (h.mm2)。
[0079]第二示例性實施方案
[0080]像第一示例性實施方案那樣，在具有玻璃熔槽的玻璃熔爐中，將鉬片附加于玻璃熔槽的壁上。將通過燒結直徑約50 μ m的鉬纖維而制成的非織物附加至鉬片層的自由暴露于爐氣氛的表面區域。為了加以固定，將非織物燒結至鉬片層的表面。
[0081]在槽中使硼硅酸鹽玻璃熔融，并在槽中于1，650°C下使其保持為液態持續數個小時。使非織物以及鉬片層的表面(連同非織物)被熔融玻璃潤濕。稱量鉬片層，從而確定了在400小時的保留時間中只有非常少的鉬損失。
[0082]當所述片層不具有蒸發屏障時，其蒸發速率為0.65μ g/(h.πιπι2)，通過作為蒸發屏障的非織物，所述速率被降至0.05 μ g/ (h.mm2)。
[0083]隨著蒸發速率的降低，部件(在此情況中為片層)的耐久性顯著增加。
[0084]對以單獨或任意組合的方式實現本發明的各種實施方案而言，上述描述和權利要求、附圖以及示例性實施方案所公開的本發明的特征是必不可少的。
[0085]參考標號列表
[0086]I 底板
[0087]2 壁
[0088]3 頂板
[0089]4 開口
[0090]5 片層
[0091]6底板片層
[0092]7熔融玻璃
[0093]8 氣氛
[0094]9燒結的非織物或格柵
[0095]10 管
[0096]12具有開孔結構的材料
[0097]14熔融玻璃
[0098]16 氣氛
[0099]18彎液面
[0100]19 護套
【權利要求】
1.一種用于與熔融玻璃(7、14)接觸的由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的部件(5、6、10)，其中具有表面多孔性的材料(9、12)被設置在所述部件(5、6、10)的表面的至少部分區域上或至少部分區域處，其特征在于，所述材料(9、12)由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金構成，并且所述材料(9、12)的孔被液態熔融玻璃(7、14)或固化的熔融玻璃(7、14)填充。
2.根據權利要求1所述的部件，其特征在于，所述具有表面多孔性的材料(9、12)為紡織材料、非織物(9、12)、網狀物、海綿狀物、網格(9、12)和/或燒結體(9、12)，其中所述材料(9、12)被燒結、熔接或焊接至所述部件(5、6、10)上，或形成于所述部件(5、6、10)上，并且所述孔為所述紡織材料、非織物(9、12)、網狀物、海綿狀物、網格(9、12)和/或燒結體(9,12)中的間隙，并且所述孔位于所述材料(9、12)和所述部件(5、6、10)之間。
3.根據權利要求1或2所述的部件，其特征在于，所述部件(5、6、10)和/或具有表面多孔性的所述材料(9、12)由鉬、錯、銥、鈕、金、釕、錸、銀、鉭、鶴或鑰、或它們的合金、或包含它們的基礎合金構成，其中優選的是，所述部件(5、6、10)和所述具有表面多孔性的材料(9、12)由鉬或鉬基合金構成。
4.根據前述權利要求中任意一項所述的部件，其特征在于，所述部件(5、6、10)為這樣的管(10)、箔或片層(5、6)，其被用于熔融玻璃(7、14)的玻璃熔融管道的玻璃熔管或玻璃熔爐的玻璃熔槽的護套(19)、壁(2)和/或底板(I)包圍。
5.根據權利要求4所述的部件，其特征在于，所述玻璃熔管或所述玻璃熔槽的所述護套(19)、壁(2)和/或底板(I)包含陶瓷材料或陶瓷石或由其構成，所述陶瓷石尤其為具有高Al2O3和/或ZrO2 含量的陶瓷石，其中所述護套(19)、壁(2)和/或底板(I)具有在所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管的方向上設置于其上、優選固定于其上的管(10)、箔或片層(5、6)，其中所述材料(9、12)優選僅設置于面向所述玻璃熔融管道或所述玻璃熔爐的內部的箔、片層(5、6)或管(10)的表面上。
6.根據權利要求4或5所述的部件，其特征在于，所述部件的一部分被所述材料覆蓋并且與所述材料連接，其特征還在于，所述材料延伸超出所述部件至所述玻璃熔管或所述玻璃熔槽的壁和/或底板的未被所述部件覆蓋的區域。
7.根據前述權利要求中任意一項所述的部件，其特征在于，所述材料(9、12)的厚度為至少0.05mm,所述材料(9、12)的厚度優選為0.05mm至1mm,特別優選為0.6mm至5mm,更特別優選為0.8mm至1.5mm。
8.根據前述權利要求中任意一項所述的部件，其特征在于，所述材料(9、12)覆蓋或基本上覆蓋所述部件(5、10)的表面中的至少如下區域:在使用所述部件(5、10)或在所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管運行時，所述區域接觸位于所述熔融玻璃(7、14)上方的氣體氣氛(8、16)，其還特征在于，所述材料(9、12)的部分區域至少在部分時間中浸入所述熔融玻璃(7、14)中，由此使所述材料(9、12)以及所述部件(5、10)的被所述材料(9、12)覆蓋的表面區域被所述熔融玻璃(7、14)潤濕，從而通過毛細管力使所述材料(9、12)的孔填充有所述熔融玻璃(7、14)。
9.根據前述權利要求中任意一項所述的部件，其特征在于，所述材料的孔隙率為30%至98%，優選為40%至98%，特別優選為40%至80%。
10.一種用于容納熔融玻璃(7、14)的玻璃熔槽或用于引導熔融玻璃(7、14)的玻璃熔管，包括根據前述權利要求中任意一項所述的至少一種部件(5、6、10)，其中當所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管運行時，所述部件(5、6、10)的部分區域被置于所述熔融玻璃(7、14)中。
11.根據權利要求10所述的玻璃熔槽或玻璃熔管，其特征在于，所述部件(5、6、10)的位于所述部件(5、6、10)和所述材料(9、12)之間的表面被所述熔融玻璃(7、14)潤濕。
12.一種用于容納熔融玻璃(7、14)的玻璃熔槽或用于引導熔融玻璃(7、14)的玻璃熔管，其中，所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管的壁(2)中的至少如下區域被由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的、具有表面多孔性的材料(9，12)覆蓋，所述區域為:在所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管運行時，所述熔融玻璃(7、14)的表面處于所期望的熔融玻璃(7、14)填充水平的區域，由此，當所述材料(9，12)接觸所述熔融玻璃(7、14)時，所述材料(9，12)的孔被液態熔融玻璃(7、14)填充。
13.根據權利要求12所述的玻璃熔槽或玻璃熔管，其特征在于，所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管的至少位于所述護套(19)或所述壁(2)以下的區域、此外還優選所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管的被所述材料(9，12)覆蓋的所述底板(I)被由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的箔或片層(5)覆蓋。
14.根據權利要求10至13中任意一項所述的玻璃熔槽或玻璃熔管，其特征在于，所述開孔材料(9、12)被所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管中的熔融玻璃(7、14)潤濕，并且其存在于所述材料(9、12)的孔中。
15.一種在熔融玻璃(7、14)中使用由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的部件(5、10)，特別是根據權利要求1至9中任意一項所述的部件(5、10)的方法，其特征在于，所述部件(5、10)的部分區域浸入所述熔融玻璃(7、14)中或接觸所述熔融玻璃(7、14)，并且所述部件 (5、10)的自由表面的非浸入區域被所述熔融玻璃(7、14)覆蓋。
16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，將由貴金屬、難熔金屬、貴金屬合金或難熔金屬合金制成的開孔材料(9、12)布置在所述部件(5、10)的非浸入區域或者所述部件(5、10)的未與所述熔融玻璃接觸的自由表面區域，其中所述熔融玻璃(7、14)通過毛細管力的作用上升至所述材料(9、12)中，并且所述部件(5、10)的自由表面區域優選地在該情況中被潤濕。
17.一種使用玻璃熔槽或玻璃熔管、特別是根據權利要求10至14中任意一項所述的玻璃熔槽或玻璃熔管的方法，其特征在于，在所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管中，所述開孔材料(9、12)的一些區域與所述熔融玻璃(7、14)接觸，并且所述材料(9、12)的孔被液態熔融玻璃(7、14)填充。
【文檔編號】C03B5/167GK104176906SQ201410228177
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月27日 優先權日:2013年5月27日
【發明者】斯特凡·福爾貝格, 烏韋·揚奇, 伍爾夫·科克 申請人:賀利氏材料工藝有限及兩合公司