贵金属蒸发屏障的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种贵金属蒸发屏障。本发明披露了用于与熔融玻璃(7、14)接触的由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的部件(5、6、10)，用于容纳熔融玻璃(7、14)的玻璃熔槽或用于引导熔融玻璃(7、14)的玻璃熔管，以及在熔融玻璃(7、14)中使用由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的部件(5、10)的方法和使用玻璃熔槽或玻璃熔管的方法。根据本发明的部件的面向熔融玻璃上方的气氛的整个自由表面可以得到保护，并且/或者玻璃熔槽或玻璃熔管的壁和/或底部可得到保护。
【专利说明】贵金属蒸发屏障
【技术领域】
[0001]本发明涉及由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的部件，其用于与熔融玻璃接触，其中至少在所述部件的表面区域设置具有表面多孔性的材料。
[0002]本发明还涉及用于容纳熔融玻璃的玻璃熔槽或用于引导熔融玻璃的玻璃熔管，其包括至少一种所述类型的部件或至少一种所述类型的材料。
[0003]最后，本发明还涉及在熔融玻璃中使用由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的部件的方法，以及使用所述类型的玻璃熔槽或所述类型的玻璃熔管的方法。
【背景技术】
[0004]钼(Pt)、铑(Rh)和铱(Ir)及其合金或包含这些金属的合金被用在用于生产高质量玻璃(例如，诸如硼硅酸盐玻璃、铝-硼硅酸盐玻璃、光学玻璃、以及(在一定程度上)碱性硅酸盐玻璃)的玻璃熔融生产线(包括玻璃熔槽和玻璃熔管)中。由于贵金属的化学惰性，所述金属及其合金即使在高温下也是有利的。其目的是防止与熔融玻璃接触的容器(如玻璃熔槽)和其他部件被腐蚀物污染，并且确保玻璃熔融设备和精炼设备在高温下具有长的使用寿命。另一个优点在于，由于使用了由贵金属制成的贵金属部件，因此可以使用直接电加热法。
[0005]贵金属合金不会或仅仅会很不显著地被熔融玻璃腐蚀性地破坏。在此处及下文中，贵金属应被理解为主要是指Pt、Rh、Ir、钯、铼、钌或金、以及它们的合金和包含它们的合金。根据本发明，主且优选的是，认为铌、钽、钨或钥以及它们的合金和包含它们的合金为难熔金属。在高温和氧化性气氛中，形成各种贵金属或难熔金属的挥发性氧化物，并且这些蒸发经过一定的时间会导致所述部件的厚度和/或贵金属容器、难熔金属容器、或由其制成的部件的壁厚减少。此外，会产生与补充贵金属损失有关的额外的成本。
[0006]贵金属或难熔金属部件中不朝向熔融玻璃的一侧通常被一层或多层用于绝热和提供机械支持的陶瓷层包围。虽然这些层紧密地接触贵金属或难熔金属部件，但也不能排除氧化性环境空气的接触。不能防止贵金属以其氧化物形式的蒸发。
[0007]该问题已在DE102010047896A1、DE102010047897A1、DE102010047898A1、W02011/136109A1、EP1337686A2和EP1722008A2中提出。这些印刷品提出了用于施加到外表面上的有或多或少的气密性的不同涂层。他们提出了含氧化材料或陶瓷材料的保护层，该保护层很大程度上不可透过氧气，从而保护了金属表面。
[0008]不利的是，由于所述保护层不能抵抗运转温度下所使用的玻璃器皿的熔融玻璃的腐蚀，因此所述保护层仅可用于不接触熔融玻璃的区域。所述保护层基本上由玻璃或陶瓷材料或它们的组合构成，其通过各种方法和装置被施加到金属部件的外侧。由于这个原因，所述蒸发屏障不适合涂覆Pt部件的内壁表面。
[0009]由DE19941610C1可知，使用低孔隙率涂层来涂覆基材。具有所述孔隙率是为了能使涂层与基材更好地结合。
[0010]在熔融玻璃的情况中，熔融玻璃的填充水平(以及由此导致的熔融玻璃表面的高度水平)在操作中经常变化，使得部件的某些区域总是暴露的。由于保护整个部件而不污染熔融玻璃是不可能的，因此必须提供一定的最小厚度的贵金属以防止熔融玻璃穿透以及进而发生的熔融玻璃的污染。
【发明内容】
[0011]因此，本发明的目的在于克服现有技术的缺点。具体而言，发现了部件、玻璃熔管、玻璃熔槽和方法，其中实际上，部件的面向熔融玻璃上方的气氛的整个自由表面可以得到保护，并且/或者其中玻璃熔槽或玻璃熔管的壁和/或底部可通过其他措施得到保护。此外，为了这个目的，需要以廉价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。需要将贵金属或难熔金属的损失降至最低。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贵金属。
[0012]本发明的目的通过由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的部件得以实现，所述部件用于接触熔融玻璃，其中具有表面多孔性的材料被设置在所述部件的表面上或表面处的至少部分区域，其中所述材料由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金构成，并且所述材料的孔被液态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，但是根据本发明，该孔优选被熔融玻璃完全填充。
[0014]所述材料的孔形成通道系统，其中，所述孔彼此贯通，至少大部分孔如此。这使得熔融玻璃通过毛细管力被向上吸到所述材料中。根据本发明，熔融玻璃来自熔融玻璃储存器(玻璃熔槽或玻璃熔管的内容物)。因此，熔融玻璃可上升至所述材料的孔中。孔的连接和/或由孔形成的毛细管不应或仅超出熔融玻璃的区域，而是被设置为平行于熔融玻璃浴的表面。
[0015]孔应当被理解为被这样设置:其中出现毛细管力，根据已知的物理定律，该毛细管力能够在相应的温度下吸入相应粘度的相应玻璃和/或相应粘度的熔融玻璃，并且能够将其向上推动(参见例如:Payam等人的"Modeling and Analysis ofcapillary force Interact1n for Common AFM Tip Shapes"，World Applied SciencesJournal16 (12):1803-1814，2012)。
[0016]作为蒸发屏障的材料的孔隙率应尽可能地高，以便获得对于合适的孔径的尽可能最低的贵金属重量。如果所述材料可以基本上被完全润湿，则孔径是适合的。
[0017]根据本发明，孔优选地为纺织材料的纤维之间、或非织物材料的纤维之间的间隙。因此，非织物或纺织材料为所述材料。
[0018]难熔金属和难熔金属合金特别适合用作用于构建电极的材料。因此，作为部件的电极优选地由难熔金属和难熔金属合金构成。
[0019]根据本发明，将所述材料布置在部件的整个表面上和/或以适当的方式布置在部件上，特别优选以适当的方式布置在部件的暴露于熔融玻璃上方的气氛的表面上。
[0020] 然而，原则上，至少在某些区域将所述材料布置为与部件间存在一定的距离也是可行的。由此，在所述部件与所述材料之间的间隔区域形成了这样的腔室，该腔室相对于熔融玻璃上方的余下气氛至少在很大程度上是封闭的、并且优选是完全封闭的，由此贵金属和难熔金属的气态氧化物被容纳在所述腔室中而不能从其中大量蒸发和/或逃逸从而损失。在这种情况中，较小的腔室优于较大的腔室。然而，特别优选的是，开孔材料的距离足够小，以使部件的表面也被润湿。
[0021]在根据本发明的部件中，可以设置的具有表面多孔性的材料可为纺织材料、非织物、网状物、海绵状物、格栅和/或烧结体，其中所述材料被烧结、熔接或焊接至所述部件上，或形成于所述部件上，并且所述孔为纺织材料、非织物、网状物、海绵状物、格栅和/或烧结体中的间隙，并且位于所述材料和所述部件之间。在这种情况中，根据本发明优选地将所述材料施加到部件的整个表面上，或者可以将所述材料仅部分连接至部件上。所述材料在毛细管力的作用下能够特别好地吸取熔融玻璃，并且可以容易且廉价地(除了贵金属的价格以外)制造。
[0022]根据本发明，所述材料也可以部分地连接至部件上，从而使一部分所述材料接触玻璃熔炉或玻璃熔管的陶瓷壁或金属氧化物壁，由此所述材料本身通过作为部件的延伸而保护陶瓷材料或金属氧化物材料免受腐蚀。具有表面多孔性的材料也可以通过喷涂法或“物理气相沉积”法(PVD法)或类似方法被制成部件上的涂层。因此，根据本发明，该开孔材料可以是(例如)具有海绵状结构的开孔涂层。如所述方法形成的层的通常不利之处在于:其孔隙率低于(例如)非织物。因此，与所述涂层相比，非织物、格栅以及网状物是优选的。这同样适用于高孔隙率(至少40%)的海绵状物。
[0023]此外，本发明可提供这样的部件和/或具有表面多孔性的材料，其由钼、铑、铱、钮、金、铼、钌、银、钽、鹤或钥或它们的合金、或包含它们的基础合金构成,其中优选的是,所述部件和具有表面多孔性的材料由钼或钼基合金构成。
[0024]所述金属即使在高温下对不同熔融玻璃仍具有很好的化学惰性，因此特别适合用于浸入超纯特制玻璃、被超纯特制玻璃润湿和制造超纯特制玻璃的部件和材料。
[0025]本发明的改进提出了为管、箔或片层的部件，其被用于熔融玻璃的玻璃熔融管道的玻璃熔管或玻璃熔炉的玻璃熔槽的护套、壁和/或底板包围。
[0026]在本文中，本发明可以设定，玻璃熔管或玻璃熔槽的护套、壁和/或底板包含由陶瓷材料或陶瓷石(特别是具有高Al2O3和/或ZrO2含量的陶瓷石)或由其构成，其中所述护套、壁和/或底板具有布置在其上的管、箔或片层，并且优选在玻璃熔槽或玻璃熔管的方向上固定于其上。在本文中，本发明可以优选地设定，将所述材料仅设置在面向玻璃熔融管道或玻璃熔炉内部的管、箔或片层的表面上。
[0027]对于玻璃熔管或玻璃熔槽的衬里，需要具有大表面的贵金属片层。大表面使所述贵金属片层易于受到大面积的破坏，这使得受到熔融玻璃保护的根据本发明的部件具有特别有益的效果。
[0028]根据本发明，这种类型的衬里可以被设置为，所述部件的一部分被所述材料覆盖并与之连接，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盖的区域。
[0029]这能够额外地节省有价值的材料。
[0030] 此外，本发明可以设定所述材料的厚度为至少0.05mm，所述材料的厚度优选为
0.05mm至1mm,特别优选为0.6mm至5mm,更特别优选为0.8mm至1.5mm。
[0031]这些低厚度值刚好足以达到使部件表面实现所期望的润湿。根据本发明的范围，提供为40%至98%的高孔隙率(孔隙体积分数)还使得仅需要低金属重量的材料，这对降低制造成本具有有益效果，特别是在贵金属的情况下更是如此。因此能够以最低的材料花费而实现期望的效果。因此，本发明可以设定所述材料的孔隙率为30%至98%，优选为40%至98%，特别优选为40%至80%。
[0032]然而，根据相应玻璃种类和相应的熔融玻璃种类的润湿性能、密度和粘性，需要至少30%的表面孔隙率，以确保将被吸收的玻璃保护的多孔体以及部件的整个表面润湿。孔隙率的上限98%是根据超出该上限时多孔材料的机械稳定性不足而确定的。
[0033]本发明的改进形式提出，所述材料至少覆盖或基本上覆盖所述部件的表面中的如下区域:在使用该部件或在玻璃熔槽或玻璃熔管运行时，该区域接触位于熔融玻璃上方的气体气氛，并且至少在部分时间中，所述材料中的部分区域浸入熔融玻璃中，由此使得所述材料以及部件中被所述材料覆盖的表面区域被熔融玻璃润湿，并且使得所述材料的空隙在毛细管力的作用下被熔融玻璃填充。
[0034]其所达到的效果是，所述部件的几乎全部面对气体气氛的自由表面均得到了保护。能够使所述材料浸入至少容易地保证了熔融玻璃被吸入所述材料，因此所述部件的表面可以被润湿。
[0035]本发明的目的还通过以下用于容纳熔融玻璃的玻璃熔槽或用于引导熔融玻璃的玻璃熔管而实现，所述玻璃熔槽或玻璃熔管包括至少一个所述类型的部件，其中在玻璃熔槽或玻璃熔管的运行过程中，所述部件的部分区域被置于熔融玻璃中。
[0036]在本文中，本发明可以设定，所述部件的位于所述部件和所述材料之间的表面被熔融玻璃润湿。
[0037]本发明的根本的目的还通过以下用于容纳熔融玻璃的玻璃熔槽或用于引导熔融玻璃的玻璃熔管来实现，其中，所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管的壁中的至少如下区域至少部分地被由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的、具有表面多孔性的材料覆盖，所述区域为在所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管运行时，所述熔融玻璃的表面处于所期望的熔融玻璃填充水平的区域，由此，当所述材料接触熔融玻璃时，所述材料的孔被液态熔融玻璃填充。
[0038]根据本发明，所述材料的特征优选与布置在根据本发明的部件之上或布置在该部件处的材料(见上文)具有相同的功能。熔融玻璃在所述材料的孔中的传送量非常低，这保证了从壁上脱落下来的陶瓷材料或金属氧化物的量较低，并且不会污染熔融材料，这是因为熔融材料不易由壁的表面通过所述材料的孔流回熔融玻璃中。
[0039]在本文中，本发明可以设定，玻璃熔槽或玻璃熔管的至少位于护套或壁以下的区域、此外还优选玻璃熔槽或玻璃熔管的被所述材料覆盖的底板被由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的箔或片层覆盖。
[0040]在本文中，还可以优选的是，所述材料与所述箔或片层邻接从而与箔或片层齐平或箔或片层中的部分区域重叠。由于片层的机械性能，在大多数情况下所述片层比开孔材料更适合暴露于熔融玻璃的机械负载中，特别是如果开孔材料为具有高孔隙率(例如80% )的非织物或纺织材料时更是如此。
[0041]根据本发明的所有玻璃熔槽或玻璃熔管均可以被设定为，开孔材料被玻璃熔槽或玻璃熔管中的熔融玻璃润湿，并且其存在于所述材料的孔中。
[0042]根据本发明的部件和根据本发明的玻璃熔槽和玻璃熔管可以在高于1，000°C的高温下使用。因此，它们还可被称为高温部件或高温玻璃熔槽和高温玻璃熔管。
[0043]本发明的目的还通过将由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的部件(特别是任何上述的根据本发明的部件)应用于熔融玻璃中的方法而得以实现，其中，所述部件的某些区域被浸入熔融玻璃中或与熔融玻璃接触，并且所述部件中自由表面的未浸入区域被熔融玻璃覆盖。
[0044]在本文中，本发明可以设定，由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的开孔材料被布置在所述部件的未浸入区域或所述部件的自由表面中未与熔融玻璃接触的区域，其中，熔融玻璃通过毛细管力的作用上升至所述材料中。优选的是，所述部件的自由表面的所述区域在该情况中被润湿。
[0045]对于开孔材料特别优选的是，其还延伸至所述浸入区域或与熔融玻璃接触的区域。在该情况中，熔融玻璃可通过毛细管力被吸入开孔材料中。
[0046]最后，本发明的目的还通过使用玻璃熔槽或玻璃熔管(特别是根据本发明的玻璃熔槽或玻璃熔管)的方法而得以实现，其中，在所述玻璃熔槽或玻璃熔管中，开孔材料的某些区域与熔融玻璃接触，并且所述材料的孔被液态熔融玻璃填充。
[0047]本发明基于以下令人惊讶的发现:由于熔融玻璃和贵金属或贵金属合金之间存在大的粘附力，所述材料(例如纤维非织物或纤维纺织材料或格栅)吸收熔融玻璃，因此位于部分浸入的部件表面上的由贵金属或贵金属合金制成的开孔材料可以用于保护所述部件表面的暴露的自由区域。与海绵吸收水相似，所述材料被熔融玻璃填充，并且因此润湿所述部件的表面和所述材料的外表面。这保护了所述材料和/或贵金属或贵金属合金(优选钼或钼合金)免受氧化性气氛的影响。因此，熔融玻璃防止了贵金属氧化物蒸发，从而防止了贵金属发生损失。
[0048]由于根据本发明的构建使得所述部件的整个表面中的至少大部分得到保护，因此该部件可以被制成明显更薄的壁，所述壁由昂贵的贵金属构成。至今在熔融玻璃的表面的边界区域存在的弱点通过本发明的构建而被排除。如果直接用所述材料覆盖壁，则其通过熔融玻璃而保护自身，并且其也保护熔融玻璃免受壁中化学元素的污染，这是因为至少有利地阻止了被污染的熔融材料从孔中传送或返流至熔融材料中。
[0049]在本发明的范围中，发现直接接触熔融玻璃的部件的内部可以得到保护以避免发生贵金属的损失，所述贵金属损失是由于所述部件的氧化和随后的贵金属氧化物蒸发而导致的(关于此，参见文献“Journal of Material Science 10 (1975) 1291_1299”、“PlatinumMetals Review, 1959，3，(4)，128_130”、“Platinum Metals Reviewl965, 9，(3)，92-99”)。熔融液态玻璃较好地润湿了 Pt或Pt合金的表面，从而防止了贵金属的蒸发。
[0050]部件(特别是钼部件)的在运转中根本不接触或仅短暂地接触熔融玻璃的所有暴露表面可以以合适的方式设置多孔Pt层或PtRh层。开孔材料必须适当地布置，以使开孔材料的一部分总是(或以规律的间隔)接触熔融玻璃。开孔材料可由通过不同方法制成的格栅、纤维纺织材料或纤维非织物或开孔层构成。
[0051]所述材料可以被布置成其可同时保护部件和陶瓷材料(玻璃熔炉或玻璃熔槽的壁)免受腐蚀。如果所述材料直接接触陶瓷材料，则陶瓷材料受到保护以免受熔融玻璃的腐蚀。在这种情况中，所述材料可以部分地连接至所述部件。
[0052]所述材料可以以合适的方式机械地连接到陶瓷材料，以使其可以用作独立的壁部件。由此，所述材料至少在某些区域中取代了玻璃熔炉或玻璃熔管的常规壁衬。
[0053]在运行条件下，开孔材料的一小部分浸入熔融玻璃中达若干毫米。显而易见的是，熔融玻璃完全渗入开孔材料，并且润湿片层和纤维表面。通过这种方式，可由于含氧环境气氛的进入而产生的金属或金属氧化物都不能蒸发。
【专利附图】
【附图说明】
[0054]下面将基于以下三幅示意图对本发明的示例性实施方案进行举例说明，但这些附图不用于限制本发明的范围。在图中:
[0055]图1示出了根据本发明的具有炉壁衬里的玻璃熔炉或玻璃熔融管道的截面示意图；
[0056]图2示出了根据本发明的具有炉壁衬里的管状玻璃熔融管道的截面示意图；以及
[0057]图3示出了根据本发明的玻璃熔炉或玻璃熔融管道的截面示意图。
[0058]发明详述
[0059]图1示出了根据本发明的具有玻璃熔槽或玻璃熔管的玻璃熔炉或玻璃熔融管道的截面示意图。玻璃熔炉或玻璃熔融管道包括底板(floor) 1、壁2和顶板(ceiling) 3。底板1、壁2和顶板3由陶瓷石(例如)通过砖砌作业制成。在壁2上设有开口 4，开口 4可以关闭，并且可通过该开口4来填充玻璃熔炉或玻璃熔融管道。可以通过加热元件(未示出)将玻璃熔炉或玻璃熔融管道加热至高于待处理玻璃的熔点的温度。
[0060]玻璃熔炉或玻璃熔融管道衬有由钼或钼-铑合金制成的片层5、6，其中片层5被布置于玻璃熔炉或玻璃熔融管道的壁2上，底板片层6被布置于玻璃熔炉或玻璃熔融管道的底板I上。Pt或Pt-Rh衬里保护底板I和壁2的陶瓷材料免受玻璃的腐蚀。玻璃熔炉或玻璃熔融管道的衬有片层5、6的部分在玻璃熔炉或玻璃熔融管道的内部形成玻璃熔槽或玻璃熔管。玻璃熔炉中的玻璃熔槽或玻璃熔融管道中的玻璃熔管的内部容纳有熔融玻璃
7。熔融玻璃7的填充水平(例如)根据所需的玻璃生产量的改变或通过间歇装料而变化。
[0061]在玻璃熔炉或玻璃熔融管道中的熔融玻璃7的上方形成含氧热气体气氛8。在所述高温(在此情况中为高于900°C )下，氧腐蚀Pt或Pt-Rh片层5中的暴露区域。此外，这种贵金属也可能发生一定的蒸发。为了防止其发生，在变动的填充水平区域利用由Pt或Pt-Th、或者Pt基合金或Rh基合金制成的纤维非织物9或格栅(grid) 9包覆或覆盖Pt或Pt-Rh片层衬里5。
[0062]纤维非织物9或格栅9由彼此机械连接的Pt或Pt-Rh纤维构成，并且厚度为20 μ m至200 μ m。机械连接可(例如)通过纤维的热烧结而实现。可以通过诸如热烧结或电点焊等方法使由此获得的纤维非织物9或格栅9以机械上稳定的方式连接至Pt或Pt-Rh片层5。
[0063]纤维非织物9具有高度多孔的结构，因此形成细的毛细管系统。这(在有限的程度上)同样也适用于格栅9。非织物9的孔隙率(孔隙体积分数)为40%至98%。
[0064]在运行时，熔融玻璃7被多孔结构体9吸收并且形成气密的玻璃填充的非织物层9或格栅结构体9。即使面对环境气氛的外部纤维也被玻璃薄层覆盖。由此形成的玻璃层防止氧化性气氛接触片层衬里的内部以及非织物9和/或格栅9自身的纤维，因此也保护了 Pt或Pt-Rh表面免受氧化和相应氧化物的蒸发。
[0065]纤维非织物9可以(例如)由彼此交叉并且在某些位置彼此连接的不同厚度的Pt纤维或PtRh纤维的纺织材料构成。纤维非织物9吸收熔融玻璃，这些熔融玻璃将纤维非织物9的纤维润湿，并且填充所有不太大的孔(纤维之间的间隙)。
[0066]同样地，可由所述纤维制成有序的纺织材料。这使得生产略微更为繁琐，但功能原理是相同的。
[0067]图2示出了根据本发明的具有壁衬的管状玻璃熔融管道的截面示意图。在图2中，以垂直于管10的圆柱轴的切面和/或以垂直于在管10中流动的熔融玻璃14的流动方向的切面示出管10。可以在图2中以同样的方式示出在向上的方向上关闭的圆形容器。
[0068]管10由贵金属(诸如例如钼、铑、铱、铼、钌、金、或钯)、或难熔金属(诸如例如铌、钽、钨或钥)、或贵金属或难熔金属的合金、或包含它们的基础合金构成。
[0069]开孔材料12的覆层布置在管10内壁的部分区域中，并且也由贵金属或贵金属合金构成，优选为与管10相同的贵金属或者相同或类似的合金。当开孔材料12接触熔融玻璃14时，其被熔融玻璃润湿，并且熔融玻璃14通过毛细管力经由开孔材料12的孔被吸入。因此，整个材料12迅速地被熔融玻璃14浸湿，并且其表面也被所述材料完全润湿。所述润湿在图2中通过熔融玻璃表面的弯液面18示出。
[0070]所述润湿保护了管10的表面以及材料12自身的表面免受管10内的气氛16的伤害。管10的外侧被护套19包围，该护套19由陶瓷材料制成并且支持管10。护套19不需要具有图2所示的管状结构，其外侧可为矩形或者底部凹陷。
[0071]图3示出了根据本发明的玻璃熔炉或玻璃熔融管道的截面示意图。为简便起见，对于与图1中相同或相似的部分使用了相同的参考标号。与根据图1的实施方案不同的是，在此情况中壁2直接被开孔材料9覆盖。开孔材料9可以(例如)为由贵金属制成的非纺织材料或纺织材料。
[0072] 开孔材料9的位置与覆盖壁2的下部的贵金属片层5 (例如，由钼或钼-铑制成的片层5)相邻且与之齐平。另一个这种类型的片层6覆盖玻璃熔炉或玻璃熔融管道的底板
I。在玻璃熔炉或玻璃熔融管道的正常运行中，仅补充足够量的熔融玻璃7并且/或者仅使足够量的玻璃熔融，以使得熔融玻璃7面向炉内气氛8的界面(即，熔融玻璃7的表面)总是位于开孔材料9的高度水平。只有当玻璃正在被熔融、或者当最初填充熔融玻璃7时、以及当熔融玻璃被排出时，熔融玻璃7的表面才降至低于开孔材料9。但是在这些较短的时间段内，片层5不会发生贵金属的较大损失。
[0073]由于非常大量的熔融玻璃7流体流过开孔材料9的孔是不可能的，因此玻璃熔炉或玻璃熔管的壁2得以被保护以免受腐蚀。由于同样的原因，熔融玻璃7也不会受到壁2中的化学元素的污染。
[0074]开孔材料9在壁2上的固定可(例如)通过简单的钩或销(未示出)而实现。
[0075]第一示例性实施方案
[0076]在具有玻璃熔槽的玻璃熔炉中，钼片层被附加至玻璃熔槽的壁上。将通过烧结直径约50 μ m的钼纤维而制成的非织物附加至钼片层的自由暴露于炉气氛的表面区域。为了加以固定，将非织物烧结至钼片层的表面。
[0077]在槽中将磷酸盐玻璃熔融，并在槽中于1200°C下使其保持为液态持续数个小时。非织物以及钼片层的表面(连同非织物)被熔融玻璃润湿。称量钼片层，从而确定了在500小时的保留时间中只有非常少的钼损失。
[0078]所述材料在本情况中充当了片层的蒸发屏障，当所述片层不具有所述材料(不具有非织物)时，所述片层的蒸发速率为0.47 μ g/(h ^mm2)，蒸发屏障使该速率降至
0.025 μ g/ (h.mm2)。
[0079]第二示例性实施方案
[0080]像第一示例性实施方案那样，在具有玻璃熔槽的玻璃熔炉中，将钼片附加于玻璃熔槽的壁上。将通过烧结直径约50 μ m的钼纤维而制成的非织物附加至钼片层的自由暴露于炉气氛的表面区域。为了加以固定，将非织物烧结至钼片层的表面。
[0081]在槽中使硼硅酸盐玻璃熔融，并在槽中于1，650°C下使其保持为液态持续数个小时。使非织物以及钼片层的表面(连同非织物)被熔融玻璃润湿。称量钼片层，从而确定了在400小时的保留时间中只有非常少的钼损失。
[0082]当所述片层不具有蒸发屏障时，其蒸发速率为0.65μ g/(h.πιπι2)，通过作为蒸发屏障的非织物，所述速率被降至0.05 μ g/ (h.mm2)。
[0083]随着蒸发速率的降低，部件(在此情况中为片层)的耐久性显著增加。
[0084]对以单独或任意组合的方式实现本发明的各种实施方案而言，上述描述和权利要求、附图以及示例性实施方案所公开的本发明的特征是必不可少的。
[0085]参考标号列表
[0086]I 底板
[0087]2 壁
[0088]3 顶板
[0089]4 开口
[0090]5 片层
[0091]6底板片层
[0092]7熔融玻璃
[0093]8 气氛
[0094]9烧结的非织物或格栅
[0095]10 管
[0096]12具有开孔结构的材料
[0097]14熔融玻璃
[0098]16 气氛
[0099]18弯液面
[0100]19 护套
【权利要求】
1.一种用于与熔融玻璃(7、14)接触的由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的部件(5、6、10)，其中具有表面多孔性的材料(9、12)被设置在所述部件(5、6、10)的表面的至少部分区域上或至少部分区域处，其特征在于，所述材料(9、12)由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金构成，并且所述材料(9、12)的孔被液态熔融玻璃(7、14)或固化的熔融玻璃(7、14)填充。
2.根据权利要求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)为纺织材料、非织物(9、12)、网状物、海绵状物、网格(9、12)和/或烧结体(9、12)，其中所述材料(9、12)被烧结、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，并且所述孔为所述纺织材料、非织物(9、12)、网状物、海绵状物、网格(9、12)和/或烧结体(9,12)中的间隙，并且所述孔位于所述材料(9、12)和所述部件(5、6、10)之间。
3.根据权利要求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)由钼、错、铱、钮、金、钌、铼、银、钽、鹤或钥、或它们的合金、或包含它们的基础合金构成，其中优选的是，所述部件(5、6、10)和所述具有表面多孔性的材料(9、12)由钼或钼基合金构成。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的部件，其特征在于，所述部件(5、6、10)为这样的管(10)、箔或片层(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炉的玻璃熔槽的护套(19)、壁(2)和/或底板(I)包围。
5.根据权利要求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护套(19)、壁(2)和/或底板(I)包含陶瓷材料或陶瓷石或由其构成，所述陶瓷石尤其为具有高Al2O3和/或ZrO2 含量的陶瓷石，其中所述护套(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设置于其上、优选固定于其上的管(10)、箔或片层(5、6)，其中所述材料(9、12)优选仅设置于面向所述玻璃熔融管道或所述玻璃熔炉的内部的箔、片层(5、6)或管(10)的表面上。
6.根据权利要求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盖并且与所述材料连接，其特征还在于，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盖的区域。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的部件，其特征在于，所述材料(9、12)的厚度为至少0.05mm,所述材料(9、12)的厚度优选为0.05mm至1mm,特别优选为0.6mm至5mm,更特别优选为0.8mm至1.5mm。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的部件，其特征在于，所述材料(9、12)覆盖或基本上覆盖所述部件(5、10)的表面中的至少如下区域:在使用所述部件(5、10)或在所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管运行时，所述区域接触位于所述熔融玻璃(7、14)上方的气体气氛(8、16)，其还特征在于，所述材料(9、12)的部分区域至少在部分时间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)覆盖的表面区域被所述熔融玻璃(7、14)润湿，从而通过毛细管力使所述材料(9、12)的孔填充有所述熔融玻璃(7、14)。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的部件，其特征在于，所述材料的孔隙率为30%至98%，优选为40%至98%，特别优选为40%至80%。
10.一种用于容纳熔融玻璃(7、14)的玻璃熔槽或用于引导熔融玻璃(7、14)的玻璃熔管，包括根据前述权利要求中任意一项所述的至少一种部件(5、6、10)，其中当所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管运行时，所述部件(5、6、10)的部分区域被置于所述熔融玻璃(7、14)中。
11.根据权利要求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)之间的表面被所述熔融玻璃(7、14)润湿。
12.一种用于容纳熔融玻璃(7、14)的玻璃熔槽或用于引导熔融玻璃(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)中的至少如下区域被由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的、具有表面多孔性的材料(9，12)覆盖，所述区域为:在所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管运行时，所述熔融玻璃(7、14)的表面处于所期望的熔融玻璃(7、14)填充水平的区域，由此，当所述材料(9，12)接触所述熔融玻璃(7、14)时，所述材料(9，12)的孔被液态熔融玻璃(7、14)填充。
13.根据权利要求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护套(19)或所述壁(2)以下的区域、此外还优选所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管的被所述材料(9，12)覆盖的所述底板(I)被由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的箔或片层(5)覆盖。
14.根据权利要求10至13中任意一项所述的玻璃熔槽或玻璃熔管，其特征在于，所述开孔材料(9、12)被所述玻璃熔槽或所述玻璃熔管中的熔融玻璃(7、14)润湿，并且其存在于所述材料(9、12)的孔中。
15.一种在熔融玻璃(7、14)中使用由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的部件(5、10)，特别是根据权利要求1至9中任意一项所述的部件(5、10)的方法，其特征在于，所述部件(5、10)的部分区域浸入所述熔融玻璃(7、14)中或接触所述熔融玻璃(7、14)，并且所述部件 (5、10)的自由表面的非浸入区域被所述熔融玻璃(7、14)覆盖。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将由贵金属、难熔金属、贵金属合金或难熔金属合金制成的开孔材料(9、12)布置在所述部件(5、10)的非浸入区域或者所述部件(5、10)的未与所述熔融玻璃接触的自由表面区域，其中所述熔融玻璃(7、14)通过毛细管力的作用上升至所述材料(9、12)中，并且所述部件(5、10)的自由表面区域优选地在该情况中被润湿。
17.一种使用玻璃熔槽或玻璃熔管、特别是根据权利要求10至14中任意一项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，所述开孔材料(9、12)的一些区域与所述熔融玻璃(7、14)接触，并且所述材料(9、12)的孔被液态熔融玻璃(7、14)填充。
【文档编号】C03B5/167GK104176906SQ201410228177
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2013年5月27日
【发明者】斯特凡·福尔贝格, 乌韦·扬奇, 伍尔夫·科克 申请人:贺利氏材料工艺有限及两合公司