專利名稱：制造玻璃的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制造玻璃的方法，更進一步地說，涉及制造單組分玻璃或其性能可與單組分玻璃相比的多組分玻璃的方法。
由單一組分制成的玻璃具有優(yōu)越的物理和化學性能。這些性能可以使單組分玻璃應用于一些極端的情況下。舉例來說，為純二氧化硅的石英玻璃具有較高的熔化和軟化溫度、較高的強度、硬度、耐磨性、熱穩(wěn)定性、對腐蝕介質攻擊的穩(wěn)定性和對可見光和紫外光的較高透光性。但是石英玻璃的優(yōu)越性能受到其高制造成本的影響。典型的用來制造石英玻璃的工藝、電熱、氣體燃燒、等離子體以及蒸汽狀態(tài)均是高勞動強度的。此外，石英玻璃的熔化溫度極高(約1750℃)，并且該玻璃對于某些用途來說需要大量的熱處理。這些因素均會使制造石英玻璃的成本變高，它阻礙了石英玻璃的廣泛使用。
為了降低初始熔化點以及成本，經常向玻璃中加入一些改性劑。這些改性劑通常用來獲得特定的所需的玻璃性能。但是改性劑在玻璃中的存在降低了該玻璃的基礎性能。
人們認為多組份玻璃具有下列兩個部分晶格形成物和改性劑。玻璃晶格基本上是一種單一的三維陰離子。該玻璃的性能主要由晶格確定。改性劑是可以在高溫下在晶格中移動的陽離子基團。改性劑進入晶格元素的離子鍵中。
為了由多組份玻璃混合物獲得其性能可以與單組份玻璃相比的玻璃，研究人員試圖從多組份玻璃系統(tǒng)中除去改性劑。人們已經開發(fā)出了幾種有名的其性能可以與石英玻璃相比的多組份玻璃。含有約96％SiO2的Vicor玻璃是由約10％Na2O、30％B2O3和60％SiO2的起始混合物制成的。將這些成份加熱到約1600℃以產生熔融玻璃，而后冷卻。過冷的液體會進入一種亞穩(wěn)分離的區(qū)域并且分成兩種液相。一種相的組成接近純二氧化硅，而另一種富含Na2O和B2O3。這兩種液相形成相互可以滲透的結構。通過用酸處理該材料可以將鈉和硼氧化物浸析掉。該材料的剩余物質是脆性的、玻璃質的幾乎純凈的氧化硅。然后將其在約1000℃的溫度下進行熱處理，由此形成一種可以流動的狀態(tài)，形成無孔的透明玻璃，其性能可以與石英玻璃相比。
另一種其性能與純石英玻璃相類似的多組份玻璃是Pyrex玻璃。Pyrex玻璃的組成為大約4％Na2O、16％B2O3和80％SiO2。根據(jù)Na2B8O13-SiO2系統(tǒng)的相圖，該玻璃組成是在過冷液體分相區(qū)中。由于四硼酸鈉(sodium tetraborate)的體積含量較小(約10-20％重量)，在玻璃基質中形成分開的鈉和硼氧化物的料滴。這些料滴由于它們被基質相包圍而不能被浸析掉。
雖然人們已經知道單組分玻璃和其性能可以與單組份玻璃相比的多組份玻璃的方法，但是，現(xiàn)有的方法昂貴且復雜。因此人們希望有一種可以制造單組份玻璃或其性能可以與單組份玻璃相比的多組分玻璃的簡單、廉價的方法。


圖1是采用本發(fā)明的方法的分批式工藝。
圖2是浮法玻璃工藝的示意圖。
圖3是采用本發(fā)明的方法具有電化學場和電場的浮法工藝示意圖。
圖4是本發(fā)明的方法的示意圖，該方法在玻璃的制造過程中在玻璃中產生正電荷。
圖5是采用本發(fā)明的方法制造玻璃或使玻璃充電的方法的示意圖。
圖6是本發(fā)明的方法的示意圖，該方法在已存在的玻璃中產生正電荷。
圖7是多組分系統(tǒng)的電化學工藝的典型的電壓-電流特性圖。
圖8是包括將中和的熔融金屬陰極循環(huán)使用的工藝的示意圖。
圖9是采用由本發(fā)明制得的玻璃作為積能器。
本發(fā)明公開了一種用于制造單組分玻璃或其性能可以與單組分玻璃相比的多組分玻璃的方法。該方法包括提供一池熔融玻璃，其具有玻璃形成材料和玻璃改性材料，該玻璃改性材料具有能夠由該熔融玻璃中除去的陽離子。至少施加一種力場，該力場選自電場、靜電場、磁場和電磁場，從而使玻璃改性材料中的陽離子從熔融玻璃中除去，使熔融玻璃中陽離子的濃度降低。
該方法優(yōu)選地包括將熔融玻璃連續(xù)地從該池中拉出。該方法優(yōu)選地包括至少施加兩種力場來降低熔融玻璃中的陽離子濃度。
該方法的一個實施方案包括提供一池熔融玻璃，其具有玻璃形成物材料和玻璃改性材料，該玻璃改性材料具有可以從熔融玻璃中除去的陽離子。提供一第一和一第二電極，它們與該熔融玻璃接觸，第二電極能從熔融玻璃中接收陽離子。在第一和第二電極上施加第一電壓，從而使第一電極的極性相對于第二電極來說保持陽性，使第一電流由第二電極流過熔融玻璃的一部分，流向第一電極。提供一與熔融玻璃接觸的第三電極，第三電極可以從熔融玻璃中接收陽離子，提供一不與熔融玻璃接觸的第四電極，第四電極通過一種惰性導電介質而與熔融玻璃隔開。在第三和第四電極上施加一第二電壓，從而使第四電極的極性相對第三電極來說保持陽性，使第二電流由第三電極流過熔融玻璃和惰性導電介質，流向第四電極，從而使玻璃改性材料中的陽離子在第二和第三電極處降低并且從熔融玻璃中除去陽離子，結果使熔融玻璃中的陽離子濃度降低。
第二和第三電極優(yōu)選地是一種單個熔融電極。熔融玻璃優(yōu)選地從池中連續(xù)拉出。第二電流的方向優(yōu)選地垂直于熔融玻璃的流動方向。
利用這種方法可以制得具有正電荷的玻璃。優(yōu)選地可以通過提供不與玻璃表面相接觸的第五和第六電極以及與玻璃表面接觸的埋入電極而做到這一點。在第五和第六電極上施加第三電壓，使第三電流在較小的勢能方向上由玻璃流過埋入電極，從該玻璃中除去電子，從而在玻璃中形成正電荷。
一旦采用上述方法制得一件玻璃，還可以采用下列方法在該玻璃中產生正電荷。將該玻璃加熱到超過其軟化點的溫度，形成一個與玻璃表面接觸的埋入電極。在不與玻璃表面相接觸的一對電極上施加電壓，使電流在較小的勢能方向上由玻璃流過埋入電極，從玻璃中除去電子，從而在該玻璃中形成正電荷。
可以將通過在陰極處還原陽離子而形成的金屬氧化并且作為工藝中的原料而循環(huán)使用。
術語“玻璃形成材料”是指可以形成玻璃的材料，如SiO2和Al2O3，這些材料包括玻璃形成元素1)具有高電荷，如P5+、V5+、Si4+、Ti4+、Zn4+、Ge4+、B3+、Al3+、Fe3+和具有相似晶體化學性能的陽離子，2)Fe2+、Co2+和Ni2+，以及3)和化學元素，如Pb2+、Cd2+、Zn2+、Be2+以及具有類似晶體化學性能的陽離子，它們與元素周期表中的Ⅵ和Ⅶ族中的元素形成配位多面體。這些玻璃形成元素與元素周期表中的Ⅵ和Ⅶ族元素結合或與鹽或鹽的混合物，如與碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽和磷酸鹽結合。
術語“玻璃改性材料”是指本身不能形成玻璃的材料，但是，該材料當在熔融狀態(tài)下與玻璃形成材料結合時能夠形成玻璃。玻璃改性材料的例子包括Na2O和MgO。這些材料包括玻璃改性元素，如1)Li+、Na+、K+和具有類似物理和化學性能的陽離子，2)Ca2+、S2+、B2+，以及具有類似物理和化學性能的陽離子，以及3)Pb2+、Cd2+、Zn2+，以及具有類似物理和化學性能的陽離子，它們不與元素周期表中Ⅵ和Ⅶ族中的元素形成穩(wěn)定的鍵。玻璃改性元素與元素周期表中的Ⅵ和Ⅶ族元素結合，或與鹽和鹽的混合物，如碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽和磷酸鹽結合。
根據(jù)本發(fā)明的制造玻璃的方法基本上與本領域中常用的相同，其不同之處在于是將熔融玻璃暴露于一個或多個力場。下面將結合分批式工藝(batch process)和浮法玻璃工藝(float glass process)描述本發(fā)明，雖然也可以采用其它的工藝。
在圖1中，將密封的石英容器(retort)10放在高溫真空爐12中，該爐在低于1毫米汞柱真空下操作。將具有合適組成的原料及混合物放在石英坩堝14中，坩堝14放在低熔化溫度金屬床上，該金屬將變成熔融陰極16。合適的金屬材料包括但不限于錫和鉛。將由低電阻材料，優(yōu)選地為鉑制成的電極18懸掛在位于原料表面上方的具有合適結構的可以從外面進行調節(jié)的棒20上。由低電阻材料，優(yōu)選地為鉑制成的電極22水平放置在將變成熔融玻璃的原料中。另一個電極24，優(yōu)選地為鉑放在靠近原料上表面的地方。將低電阻電極絲26、28和30連接到每個電極上并且通過密封的石英管伸出容器的上端。采用適當?shù)牧鲃涌刂蒲b置向該容器中供入干燥的惰性氣體31，優(yōu)選地為氦或氮。分解爐的內部連續(xù)地排氣并且通過具有適當控制的真空系統(tǒng)32而保持在1-2毫米汞柱真空下。利用質譜儀34對真空管線連續(xù)監(jiān)測，以測定在該過程中發(fā)生的情況。將電極絲26與高壓電供給裝置36的正極相連。而熔融陰極16的電極絲38與高壓電供給裝置36的負極相連。低壓電供給裝置40的正極與電極絲28相連。低壓電供給裝置40的負極與來自熔融陰極16的電極絲38相連。第二低壓電供給裝置42的一端與電極絲30相連。電供給裝置42的另一端與不同的電勢點相連，優(yōu)選地為接地。
在該方法中，只采用一個靜電場來產生電化學池。由于陽極不與熔融玻璃接觸，因此，不會產生中性層。熔融陰極將吸收玻璃改性離子，還會防止形成中性層。兩個與低電壓供給裝置相連的埋入電極僅僅用來測定玻璃的性能而不是用來產生電化學反應以除去離子。
采用Na2CO3(99.99％純)和SiO2(99.99％純)的起始混合物的分批式工藝將在1毫米汞柱的真空下加熱到熔融狀態(tài)，其環(huán)境為氦He，其中所有的水、氧、氮和其它大氣雜質均被除去。Na2CO3將在加熱下分解成Na2O+CO2(氣體)。該氣體將從容器中除去。余下的固體成分將形成熔融玻璃，其組成為可遷移的陽離子Na2O和不可遷移的陰離子SiO2。在電極18和熔融陰極16之間施加電壓，直到發(fā)生氣體離子化。該電壓取決于可變的溫度、壓力、電極與玻璃之間的距離以及氣體組成。對于氦來說，該電壓在間隙為5毫米時可以高達15000V。施加電壓可以使金屬離子聚集在熔融金屬(在該實施例部為錫)中。這將使過量的電子存在于玻璃中。這些電子將通過埋入的電極而傳導到地上。當將玻璃冷卻成固體或過冷液體狀態(tài)時，它將含有正電荷。電荷的數(shù)量理論上可以達到每公斤玻璃227安培·小時。與圖6類似但沒有熱爐的方法可以用來控制在玻璃中和玻璃外面電子的流動(即電流)。
盡管不是要受到操作理論的限制，但可以認為本發(fā)明按照下面所述的方式操作。
當將玻璃形成材料和玻璃改性材料加熱到該混合物轉變溫度(在該溫度下玻璃混合物由一種相變成另一種相)以上的溫度時，熔體中的成分起反應并形成一種結構化合物。該結構化合物是一種特定的具有兩部分的真實溶液一種相對不遷移的部分和一種相對遷移的部分。該不遷移部分基本上是單一的三維陽離子，它是一種晶格形式，由單個宏觀部分(每一個具有負電荷)或者以一個或兩個方向連接在它們之間的宏觀部分(具有負電荷)組成?？蛇w移的部分由金屬離子組成，這些離子隨機地分布在晶格中，它們可以在熱場的作用下移動并且形成基團或連接在一起。每個離子(它們是陰離子)與晶格具有單獨的離子鍵。
熔體表示起始成分的一種新的狀態(tài)。它具有電解質的性能并且可以導電，而不管起始材料是否具有這些性能。這兩部分均是相反符號的電荷攜帶者，它們可以在所需的方向上進行移動。
可遷移部分的陽離子通過熱擴散而在晶格結構中移動。這將使晶格的狀態(tài)發(fā)生變化。這種中間狀態(tài)是化學鍵連續(xù)斷裂和形成的結果。其與晶格起始狀態(tài)不同的是存在負電荷攜帶者，這些攜帶者僅存在一段較短的時間。在其形成時，負電荷攜帶著具有能量比晶格的其它部分更大的電子。
施加在熔體上的力場決定了電荷攜帶者在熱擴散過程中的移動方向。它們使來自晶格中間狀態(tài)的負電荷攜帶者的、具有更大能量的電子定位，位移并取出。這使得可遷移部分的濃度發(fā)生了變化?？蛇w移部分可以部分或完全地從熔體中除去。此外，該力場還可以導致在熔體中形成正電荷。
在常規(guī)的電化學池中，當離子與電極接觸時，它們會獲得或放出電子，進入原子或分子的中性狀態(tài)。原子或分子以氣泡的形式向上流動或以顆粒的形式沉淀出來并且通過熱擴散而分布在起始電解液中。這在電極的周圍釋放出了一定的空間用于新離子。電化學過程的效率主要取決于靠近電極處的料層的更新速度。如果該料層更新較差或根本不更新，則該電化學過程會放慢或停止。
在熔融玻璃池中，晶格基本上是一種陰離子。在熔融玻璃中進行電化學過程時，起初只有部分與陽極接觸的晶格會釋放出電子，進入外部的電路中，形成電中性層。由于晶格是相當靜止的，因此該層不能以常規(guī)方式更新，因此，電化學過程緩慢或停止。
這個問題通過選擇起始原料的化學組成來產生晶格由分散在熔體中的微小部分組成的結構化合物是不能解決的。單個陰離子的微小部分會遷移到陽極上并且會象常規(guī)電解質中那樣被中和。中和的微小部分彼此接觸并且結合成一種電中性層，該電中性層會阻止新的微小部分被中和。這會使電化學過程像在具有常規(guī)晶格的結構化合物那樣被終止。在陽極附近缺少料層更新會使電場強度增加到使靠近陽極處的料層中的結構化合物發(fā)生分解的水平。當電化學池外部電路中電壓達到約1.6-2伏時會發(fā)生分解。
陽極和陰極表面之間的關系以及陽極表面的長度決定了該電化學池電路中的電流密度。確定這些關系以使每一個特定的起始混合物的化學組成達到最終的電流密度值。這些因素確定了從熔融玻璃中除去陽離子的效率。
當該玻璃含有兩種或兩種以上具有不同陽離子或具有相同的陽離子但電荷不同的玻璃改性材料時，陰極過程由兩個或多個順次的奪取過程組成，每一個過程具有不同的電流值。具有最低最終電流值的陽極最先發(fā)生奪取，而后是下一個具有較低值的。由于不同種類或不同電荷的陽離子傳輸?shù)膭恿W不同，會發(fā)生電流增加。在外部電路中在不會導致惰性導電介質擊穿的最大電壓值中會發(fā)生這些變化。
圖2表示一種典型的浮法玻璃制造工藝。玻璃成分在熔爐50中加熱到轉變溫度。在玻璃成分熔化后，它們被移到熔爐52中。爐52具有熔融金屬池54，熔融玻璃傾倒在其上。熔融玻璃在熔融金屬表面上擴散開并且該玻璃的上下表面變成基本上平坦并且平行。熔爐52具有一系列溫度連續(xù)下降的溫度區(qū)。當玻璃在該熔爐中流動時，它會變冷，導致其粘度增加。從該熔融玻璃池中連續(xù)拉出玻璃板并且如果需要可以進行進一步處理。
圖3表示本發(fā)明的方法的一種具體實施方案。熔融玻璃56通過陽極60由熔爐50被移送到熔爐52中，該陽極由低電阻材料如鉑制成。在熔融玻璃56中建立一個電化學池。將電壓58施加到陽極60和陰極62上，使電流在熔融玻璃中由陰極62流向陽極60。在浮法玻璃工藝中所用的熔融金屬(或錫或鉛)將被用作陰極62。
如圖3中所示，熔融玻璃將以超過在電力作用下基質大部分流向陽極的速度的絕對值的速度流動。在熔融玻璃移動經過靠近陽極60的區(qū)域的過程中，新的晶格部分將穩(wěn)定地與陽極60接觸并且連續(xù)地將電子釋放到外部電路中，從而可以更新陽極附近的層。這將可以連續(xù)地進行傳統(tǒng)的陽極-陰極工藝。這會產生從熔體中有效除去可遷移部分所需的條件。
熔爐52中的熔融玻璃56將流動到電化學池的熔融錫陰極上，但不與錫池的壁接觸。自由流動的熔融玻璃56與在其表面上方的陰極達到最大的表面接觸。該陰極工藝將在熔融玻璃料流落下并且與熔融錫接觸的地方開始。該陰極工藝的特征在于在陰極表面處中和陽離子。中和的強度將與在陽極處由晶格中奪取的電子的數(shù)量成正比。
熔融玻璃如圖3中所示可遇到第二個力場。在陰極62和陽極66上施加電壓64，該陽極66不與熔融玻璃接觸。陽極66通過干燥的惰性導電介質如氮或氦氣而與熔融玻璃隔開。這將在陰極62到陽極66之間產生一種電流流動。陽極66優(yōu)選地是由鉑制成并且其尺寸應使其與熔融玻璃的最大表面重疊并且使電荷放電不會發(fā)生在電極、熔爐材料和不被熔融玻璃覆蓋的熔融錫表面之間。
靜電場將與熱場一起作用在熔融玻璃中的可遷移陽離子上，引起陽離子向陰極62的方向移動。該靜電場還會增加晶格中電子的能量，使之達到足以將它們奪取并且不會使該晶格分解的能量水平。能量大于構成結構化合物中化學鍵的電子的能量的電子將會首先被奪取。
向陽極66的方向移動的未成鍵的電子以及向陰極62的方向移動的陽離子將會在由熔融玻璃、惰性導電介質、陰極62和陽極66組成的電路中產生電流。由于陽極66不會與熔體接觸，將不會在陰極處發(fā)生料層更新和分解的問題。該電流的最大電壓是使該導電介質擊穿的電壓。
該熔融錫陰極將連續(xù)地被來自玻璃的中性陽離子飽和。熔融錫被連續(xù)地更新，從而使從玻璃中除去陽離子的過程得以連續(xù)進行?？梢詫㈠a/金屬合金收集起來并且采用已知的制造純金屬的方法進行處理。由此形成的金屬還可以作進一步處理并且用作玻璃組合物的起始成分。在該金屬處理過程中，產生的熱量還可以用于該工藝中。
如圖4中所示，在某些條件下可以在玻璃中誘導產生正電荷。當由晶格中單位時間里除去的電子的數(shù)量超過在陰極處中和的陽離子的數(shù)量時，電子可以向零電勢的方向移動。在這種情況下如果電極通過導體連接到任何其勢能與吸收電子的玻璃表面上的電極勢能不同的表面上時，電極就會產生電流。當發(fā)生這種情況時，就會在玻璃中形成正電荷。
在圖4中，該玻璃還經受一第三力場。該玻璃將在熔爐52中冷卻，并且該玻璃的粘度將會增加，從而使該陽離子不能在玻璃中很容易地遷移。在電極70和72上施加電壓68。電極對70和72不與熔融玻璃接觸。埋入的電極74與玻璃表面接觸。在這種情況下，可以將更多的電子在陽極70處從熔融玻璃中除去，其數(shù)量超過由于熔融玻璃粘度的增加而在陰極72處減少的陽離子。因此，電子將向埋入電極74的方向流動并且在熔融玻璃中會形成過量正電荷。
具有正電荷的玻璃還可以采用如圖5中所示的結構在分批工藝中產生。起始材料選自玻璃形成材料和玻璃改性材料的組合物。在真空和惰性氣體環(huán)境下將混合物加熱到熔融狀態(tài)。典型地，該真空為1毫米汞柱并且該氣體為氦或氮氣。在電極78和80上的電壓76將增加到使該氣體發(fā)生離子化的水平，使電流由電極78通過玻璃流動到熔融陰極80上。這將使金屬離子集中在熔融金屬上，在該混合物中留下游離的電子。這些電子可以通過埋入電極82而傳向大地，留下正電荷。當該混合物變冷時，就會形成一種含有正電荷的玻璃。在放電過程中，電子可以回到玻璃中。但是，它們不能回到原晶格位置中，而是作為可以重復除去(從而在玻璃中產生電荷)并且在放電過程中會返回的“游離電子”而占領位置。
實施例1由含有26％Na2O和74％SiO2的熔體制造玻璃。將石英砂(SiO2)和純堿(Na2CO3)在真空爐中加熱到約900℃，獲得一種熔體。采用一種中間容器或罐(如圖1中所示)，以確保玻璃熔體免受該真空爐表面的污染。在該容器中可以保持1毫米汞柱的真空，而在熔爐中稍低一些。在該玻璃熔體上方放置一鉑陽極，玻璃與陽極之間的間距約為5毫米。施加足以使該陽極和玻璃之間的氣體離子化的DC電壓，長達4小時。在該實施例中，在熔融玻璃的上方保持真空為1毫米汞柱的氦氣氣氛，將該玻璃冷卻并且在室溫下測定其性能。該玻璃將具有明顯的能量儲存，理論上最高可以達到每公斤玻璃10安培·小時。
當加熱該罐或容器時必須注意，應該采用每分鐘2℃的加熱速度，以防止使石英盛放容器受損。在該實施例中，熔爐不是必須接地，并且應將DC電壓施加到加熱元件上，以防止存在雜散電場。熔爐中的真空應該稍稍低于容器中的真空，以防止任何零落的污染物進入容器中?？梢赃x擇不銹鋼作為真空爐的構造材料，以盡可能地防止零落的鐵污染。
下面將對本發(fā)明作進一步描述。
玻璃是一種有不同的金屬氧化物，如Me2O、MeO、Me2O3、MeO2、Me2O5和MeO3組成的特殊系統(tǒng)。可以采用氟、氯和物理和化學性能相似的元素來代替氧。
傳統(tǒng)的玻璃制造方式可以通過依次進行一整套物理和化學過程而實現(xiàn)T,T1,T2,...,Tn(1)這些工藝的廣義上的分類可以以下列技術操作過程的形式來表示由天然的或合成的材料制備玻璃形成起始混合物，將該起始混合物加熱到使該混合物完全轉變成一種熔體所需的溫度，形成一種新材料，將由此得到的熔融狀態(tài)的材料冷卻到形成制品所需的溫度，以及對這些制品進行熱處理和其它處理，以獲得所需的微觀結構以及物理和化學性能。
在完成時由于力場(機械、熱、電和其它與這些作用相似的場)的作用，多個物理和化學過程T,T1,T2,...,Tn-m(2)可以產生由熔體狀態(tài)的結構化合物組成的材料，該材料具有電解質的性能，而不管起始材料是否具有這些性能。
在由此形成的熔體中，我們可以看到有兩種組成部分。其中一種是相對不可遷移的，實際上它是具有普通負電荷的晶格離子形式的連續(xù)部分。具有超過進入到該晶格的化學元素中的其它電子能量的一些電子使整個晶格具有負電荷。
相對第一部分來說，該結構化合物的另一部分是活性的和可遷移的部分，它用具有正電荷(陽離子)的化學成分的獨立基團或組織(但不是晶體)表示，每一個陽離子與晶格具有獨立的離子鍵。
多個物理和化學過程Tn-m,…,Tn-1,Tn(3)通過制造稱為玻璃的材料而結束，該玻璃具有由獲得該玻璃時的狀態(tài)以及熔體的化學組成決定的物理和化學性能。
在熔體中，同樣我們可以在玻璃中發(fā)現(xiàn)兩種組成部分。該玻璃晶格是單一的三維陰離子，它僅僅在被整個陽離子基團占領的空間中具有可遷移的陽離子。在高溫下，這些陽離子會由一個基團移動到另一個基團中，但不會打破該玻璃晶格的連續(xù)性。
該晶格是確定玻璃性能的基礎。僅僅由形成該晶格的化學成分組成的玻璃(單組分系統(tǒng)，如石英玻璃)具有最佳的性能，并且當在晶格中存在陽離子基團時(多組分系統(tǒng)，如硅酸鹽玻璃)，陽離子基團僅僅影響該玻璃的主要性能并且一般是將它們導入到玻璃組合物中，從而以最低的生產成本獲得用戶可以接受的玻璃技術特征。單組分玻璃的優(yōu)點通常是已知的。這種玻璃的技術特點可以降低最終產品的重量并且可以將玻璃產品用于惡劣的操作環(huán)境下。僅僅是由這種玻璃制得的制品的高價格妨礙了它們的廣泛應用。
通過依次進行下列多個物理和化學過程T,T1,T2,...,Tn-m,Tn-(m+1),...,Tn-1,Tn(2)可以解決直接由實際上具有任何一種玻璃形成化學組成的起始混合物的低溫多組分熔體制造單相化學組成的玻璃材料的問題，在該熔體中我們可以看到兩個組成部分。大多數(shù)所述的化學過程可以通過常規(guī)的玻璃制造工業(yè)的方法以及根據(jù)玻璃制造工業(yè)所采用的技術來實施。
結構化合物既不是其組成成分的物理混合物，也不是其組成成分的機械混合物，而是一種特殊類型的真實溶液(true solution)。它是一種有兩種組成部分組成的復雜系統(tǒng)的不確定的化合物，其中一個是不可變的部分(主要部分)，而另一個是可變的部分。其中其變化可以導致該化合物整個發(fā)生變化的結構化合物的部分可以認為是該玻璃的主要部分。而可以改變的部分將會被改變并被取代。為了識別該化合物中的組成部分，可以采用字母符號，如A-不可改變的(主要的)部分，B-可改變的部分和C-結構化合物來表示?？梢杂脙蓚€字母符號(AB)來表示結構化合物C。
根據(jù)該系統(tǒng)的化學組成部分，一種相是均質的。
為了產生結構化合物C的不可改變的(主要的)部分A和可改變的部分B，可以以制備所述的化學組成的起始玻璃形成混合物所需的量均勻混合適當?shù)某煞?，即起始化合?如Na2O)或含有起始化合物的成分(例如Na2CO3)以及可能的添加成分(例如物理和化學過程的加速劑)。
在結構化合物中作為部分A的起始混合物的成分，其特征在于a)進入到起始化合物組成中的化學元素，其陽離子帶有高電荷，P5+、V5+、Si4+、Ti4+、Zn4+、Ge4+、B3+、Al3+、Fe3+和具有相似晶體化學性能的陽離子，b)Fe2+、Co2+、Ni2+，和c)其陽離子為Pb2+、Cd2+、Zn2+、Be2+以及具有相似晶體化學性能的陽離子的化學元素，它們與元素周期表中Ⅵ-Ⅶ族中的元素形成穩(wěn)定的配位多面體(例如與氧形成MeOn)。
在該結構化合物中作為部分B的起始混合物的成分，其特征在于a)進入到起始化合物組成中的化學元素，Li+、Na+、K+，以及具有相似的物理和化學性能的陽離子，b)Ca2+、Sr2+、Ba2+以及具有相似的物理和化學性能的陽離子，和c)其陽離子為Pb2+、Cd2+、Zn2+或者具有相似的物理和化學性能的陽離子的化學元素，它們不能與元素周期表中Ⅵ-Ⅶ族中元素形成穩(wěn)定的鍵(例如與氧)。
將由這些成分制得的混合物加熱到該起始混合物中每一種成分的轉變溫度以上并將其轉變成熔體。
起始混合物中的成分在熔體中失去其個性并且形成結構化合物C，結構化合物C中的部分A是一種晶體形式的單個三維陰離子，它由具有負電荷的單個宏觀部分組成，或者由具有單個負電荷的在一個方向或兩個方向或三個方向上連接在它們之間的宏觀部分組成。相對于部分A來說是活性并且是可遷移的結構化合物中的部分B由在部分A中隨機分布的金屬離子組成，它們在熱場的作用下移動，形成基團或聯(lián)系，并且每一種離子(原則上，它具有正電荷)具有與部分A相連的獨立離子鍵。
由起始成分形成的熔體代表起始成分的一種新狀態(tài)，并且每一種熔體具有電解質的性能并且通過離子和電子或僅僅通過離子導電并且具有兩種不同的組成部分A和B，每一個部分是相反符號的電荷攜帶者，這些電荷分布在體內，從而使物理和化學過程得以進行，以使它們向著所需的方向移動。
在熱場和電場的作用下，在熔體中進行下列物理和化學過程Tn-m,Tn-(m+1),Tn-(m+2),...,Tn-1(6)熱場引起在部分A熔體中的帶正電荷的可遷移部分B發(fā)生熱擴散并且導致一種部分A的中間狀態(tài)。部分A的中間狀態(tài)是化學鍵的連續(xù)斷裂和形成的結果，其區(qū)別于部分A的起始狀態(tài)在于僅存在一短時間的負電荷載體的存在。部分A的中間狀態(tài)的負電荷載體在其形成時帶有能量超過所述部分的其它電子的電子。
電場或靜電場或它們的結合決定了電荷攜帶者在熱擴散過程中的移動方向，并且導致了它們的取向和/或位移以及導致由該熔體部分A的中間狀態(tài)的負電荷攜帶者奪取能量更大的電子，并且與熱場的作用一起導致熔體中活性可遷移部分B的濃度的變化，或者從熔體中部分除去可遷移部分B，在熔體余下的部分中形成或不會形成過量的正電荷。
熔體中部分A可以用下列通式來表示MeqmVkn，式中Meq-是作為部分A起始混合物成分的化學元素；Vk-是元素周期表中Ⅵ-Ⅶ族中的化學元素，特別是氧。
熔體中部分B可以寫成下列通式sMepf.式中Mep-是部分B的起始混合物成分的化學元素。
物理和化學過程使熔體改性，使得以下列通式的結構化合物C表示的均質系統(tǒng)轉變成由至少兩個部分組成的宏觀不均質系統(tǒng)一種相是具有過量正空間電荷的結構化合物C的改性部分A，而另一種是結構化合物C的改性部分B，sMepfMeqmVkn。
均質系統(tǒng)轉變成由至少兩種相組成的不均質系統(tǒng)的過程可以按下列方式進行式中rfMef-是化合物C的改性部分B；(s-rf)MepfMeqmVkn-是單分子和/或雙分子形式的化合物C的改性部分A，它可以具有過量正空間電荷；i,j,f,m,n-是整數(shù)；以及r,s＞0-是實數(shù)。
物理和化學過程Tn-1,…,Tn,(7)的特征在于通過熱場和靜電場(以及具有類似作用的場)在缺少活性可遷移部分的高速度熔體中形成化學鍵并且提供了在冷卻的同時形成具有合適幾何形狀的玻璃質材料。
為了由起始混合物的熔體(具有形成所述的結構化合物C所需的化學組成)制備無機玻璃質材料，根據(jù)本發(fā)明，必須連續(xù)地進行下列物理和化學過程T,T1,T2,...,Tn-m,Tn-(m+1),Tn-(m+2),...,Tn-1,Tn,(8)該過程以可以分成三個操作過程的技術(工藝)循環(huán)發(fā)生(從獲得和制備起始混合物成分到制備最后的材料)1)獲得基于熱力學原則的結構化合物；2)通過熱場和電場和/或靜電場以及具有相似的從熔體中除去(或部分除去)部分B的作用的場的組合作用而改變活性可遷移部分B在熔體中的濃度，在余下的熔體部分中形成或不形成過量的正電荷；以及3)伴隨著回收從熔體中除去的金屬和/或伴隨著氧化從熔體中除去的金屬，產生無機玻璃質材料，由此獲得起始混合物的成分，同時回收在金屬氧化過程中釋放的熱量。
采用玻璃制造工業(yè)內已知的方法和設備來執(zhí)行每一個技術(或工藝)操作以及在制備無機玻璃質材料工藝循環(huán)操作之間的過程。根據(jù)本發(fā)明人的觀點，實現(xiàn)本發(fā)明的最佳途徑是基于在圖2中所表示的制造浮法玻璃的方法和設備。
浮法玻璃制造過程的特征在于進行下列步驟a)采用通常已知的用于獲得和制備起始混合成分、制備起始混合物以及將該起始混合物以批量形式或連續(xù)形式加入到在獲得熔體的工作溫度下操作的熔爐50中的設備來進行下列多個物理和化學過程T,T1,T2,...,Tn-m；b)采用用于將熔體由熔爐50轉移到熔爐52中熔融金屬(如錫)上的方法和設備進行多個連續(xù)的物理和化學過程，熔爐52的溫度條件足以改變熔體的粘度以連續(xù)地生產由熔融金屬拋光的工業(yè)板玻璃Tn-m,...,Tn-1(9)；以及c)采用用于由熔爐52拉制高粘度熔體以產生具有合適幾何性的工業(yè)板玻璃的方法和設備進行多個物理和化學過程Tn-1,...,Tn(10)根據(jù)本發(fā)明，采用在玻璃制造工業(yè)中的方法和設備來連續(xù)地進行多個下列物理和化學過程T,T1,T2,...,Tn-m,以產生玻璃質材料，包括那些用于制造浮法玻璃的，其特征在于由下列成分(制造結構化合物C所需的)制造起始混合物a)例如以高價金屬的氟化物或這種氟化物的混合物，高價金屬氧化物或這些氧化物的混合物，或高價金屬溴化物或這些溴化物的混合物為代表的成分；以及b)例如以單價或二價金屬的氧化物或單價和/或二價氧化物的混合物，單價或二價金屬的氟化物或單價和/或二價氟化物的混合物，或單價或二價金屬的溴化物或單價和/或二價溴化物的混合物為代表的成分。起始混合物的成分可以以金屬與元素周期表中Ⅵ-Ⅶ族中元素的其它化合物為代表，以及以鹽或鹽的混合物(如碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽或磷酸鹽)為代表。
可以將制得的起始混合物以順序批料或連續(xù)的形式加入到熔爐50中，熔爐50加熱到形成化合物C所需的溫度，其組成可以用下列通式來表示MepfMeqmVkn，由于物理和化學過程，加入到熔爐50中的起始混合物的成分相互起反應并且改性成使該成分進入到熔體中，并且該反應的最終產物是化合物C，此時，我們可以識別處于離子鍵中的組成部分A和B，即起始成分的一種新的狀態(tài)。
具有電解質性能(不管起始成分是否具有這些性能)并且用結構化合物C表示的熔體通過重力由熔爐50流到熔爐52中或者采用機械裝置進行傳送。
通過本發(fā)明，可以采用制造浮法玻璃所用的方法和設備以及與用于制造浮法玻璃相似的方法和設備(具有一些改變和添加)來實施多個物理和化學過程Tn-m,Tn-(m+1),Tn-(m+2),...,Tn-1它包括將結構化合物C的熔體通過由低電阻材料制得的裝置(作為電化學池的陽極)并且采用現(xiàn)有的技術由熔爐50傳送到熔爐52中，用來制造浮法玻璃的熔融金屬(例如錫或鉛)根據(jù)本發(fā)明用作電化學池的陰極，并且通過熔體產生內部電路，該熔體具有電解質發(fā)生性能，而不管起始材料是否具有電解質性能，該熔體通過其離子和電子或僅僅通過離子傳導電流，在其以合適的方向的傳送下而進行工作，并且外部電路由通常用于電化學池中的元件組成。
在常規(guī)的電化學池中，離子作為相互之間沒有化學(結構)鍵的獨立的結構單元，在到達電極并與它們接觸時會獲得和釋放電子，變成中性原子或分子的狀態(tài)，而后以氣泡的形式向上流動或者以顆粒的形式下降和/或通過熱擴散分布在起始電解質中，在電極的周圍釋放出空間用于給新的離子。電化學過程的效率主要取決于電極周圍物料層的更新速度，并且如果該物料層更新較差或根本上不更新，該電化學過程實際上會停止。
如上所述，任何結構化合物的基礎是一種基質，它實際上是一種單個的陰離子，當在熔體中進行電化學過程時，該基質一開始會僅僅通過與陽極接觸的部分將電子釋放到電化學系統(tǒng)的外部電路中，形成電中性層。該層按照一般的理解是不會被更新的，因為它僅僅發(fā)生在常規(guī)的電解質中，并且其更新僅僅通過結合到常規(guī)晶格中的原子和離子的長時間空間分布才成為可能。
陰極附近料層的更新問題不能通過適當?shù)剡x擇起始物料的化學組成來產生具有由立體分布在熔體中的微觀部分組成的晶格的結構化合物而得到解決。作為單個陰離子的微觀部分會向在常規(guī)的電解液中遷移到陽極附近并且在與它接觸時被中和。被中和的微觀部分與陽極及互相接觸并且組合而成一種普通的電中性層，從而防止新的微觀部分-陰離子中和，它們聚集在缺少陽離子的物料中并且它們還會彼此接觸并且在陽極附近形成常規(guī)的電中性層，結果使電化學過程以與具有常規(guī)晶格的結構化合物相同的方式中止。
在陽極附近的物料層缺少更新導致了電場強度增加到使陽極附近物料層中的結構化合物分解的數(shù)量，當在電化學池外電路中的電壓達到約1.6-2伏時開始分解。在這種電化學池的電路中，從熔體中除去可遷移部分的過程是低效的。
如圖3所示，由熔爐50轉移到熔爐52中的熔體在電的作用下并且以與熔體宏觀部分移動方向相反的方向通過由低電阻材料制成的裝置(作為電化學池的陽極)以絕對值超過基質宏觀部分移向陽極的速度的速度移動。在熔體移動通過陽極附近的區(qū)域過程中，新的晶格部分一直與陽極接觸并且持續(xù)地向電化學池的外電路中釋放電子，從而更新料層并且可以通過陽極-陰極工藝使傳統(tǒng)的電化學過程連續(xù)進行，將電子和離子在內電路中傳導，獲得電子的材料-導體(或一種源)以及通過類似的被中和的陽離子形成的材料。
圖7表示用于多組分系統(tǒng)的電化學工藝的典型電壓-電流特性。其幅度、電荷符號以及性能相同的在陰極處電荷載體的中和過程(陰極過程包括分解和傳送過程)和/或其幅度、電荷符號以及性能相同的在陽極處的電荷載體的中和過程(陽極過程包括分解和傳送過程)的特征在于，它們各自的電壓-電流特性以及最終的電流，該電流的幅值在陽極(和/或陰極)過程完全結束或一個陽極(和/或陰極)過程結束并且另一個陽極(和/或陰極)過程開始時由于熔體中存在類似的電荷載體但性能不同而發(fā)生變化。陽極(和/或陰極)過程一次發(fā)生，從電流值小于其它陽極(和/或陰極)過程的最終電流值的過程開始。
對于起始混合物的熔體，其特征在于從部分A中奪取電子的電化學池中的陽極過程在整個電化學過程中不會改變，這是因為電荷載體的性能不改變(部分A)。在具有移動熔體的電化學池中，如果有不同性能的陽離子存在，電流的變化僅僅在陰極過程變化時才會發(fā)生。對于一個陰極過程來說，其最終的電流值(對應于該電流的最大的和所需的電壓)在陽極(陰極)合適的表面和構型、移動速度以及熔體粘度情況下達到。
熔爐52中的熔體將在電化學池的錫陰極上流動，并且熔體料流不會與錫槽的壁接觸。自由流動的熔體與陰極在其整個表面上達到某種最大的表面接觸并且具有在熔體移動方向上延伸的料滴的形狀。該陰極過程將在熔體流動下降并且與熔融錫接觸的地方開始，而在其最大寬度直徑的料滴中結束。發(fā)生陰極過程處的接觸表面的長度以及陰極過程的時間由(如相當高粘度的熔體)中的物理和化學過程確定。
事實上，該陰極過程的特征在于在陰極表面中獲得的陽離子的綜合，綜合的強度與在陽極處從部分A中奪取的陽離子的數(shù)量成正比。
陰極和陽極表面與陽極表面的強度之間的關系確定了電化學池電路中的電流密度值并且將其確定以使每一種起始混合物的特定的化學組成達到最終的電流密度值。因此這些因素確定了除去熔體中活性可遷移部分B的效率，根據(jù)本發(fā)明它導致了從由至少兩種物相組成的均質系統(tǒng)形成宏觀異質系統(tǒng)。
其中
Mepf-rMeqmVkn-是結構化合物C中被改性的部分A，rMep-是結構化合物C中被改性的部分B。
由結構化合物C表示的熔體中，部分A具有電子，其能量超過其它進入到構成該基質的化學元素的組成中的電子的能量，該融體由于重力而流動，或者通過某些機械裝置由熔爐50傳送到熔爐52中。
根據(jù)本發(fā)明，通過用來制造浮法玻璃的方法和設備，以及與制造浮法玻璃相類似但具有某些變化和添加物的方法和設備可以實現(xiàn)多個物理和化學過程Tn-m,Tn-(m+1),Tn-(m+2),…,Tn-1,它包括將結構化合物C的熔體由熔爐50移送到熔爐52中，放在熔融金屬(如用于生產浮法玻璃的錫或鉛)上，該熔融金屬是靜電場的負電極，其正極位于該熔體上方，并且由一種相對于該熔體呈惰性的導電介質(例如一種氣體介質)與熔體隔開，根據(jù)本發(fā)明，兩個電極均是由熔體中除去可遷移的活性部分B的電路中的元件。
在熔爐52中，熔體在錫上移動，或與錫一起移動(圖3)，該錫作為靜電場的負電極。第二電極(正極)不與熔體接觸，并且被一種干燥的惰性導電介質隔開，從而建立與熔體移動方向垂直的靜電場，并且兩個電極連接到電壓源上，形成外部電路。正極的尺寸應使得在電極與熔爐材料之間的放電以及與未被熔體占用的錫表面的放電不會發(fā)生。此外，該正極表面區(qū)域將覆蓋最大的熔體表面區(qū)域。
在由結構化合物C表示的起始混合物的熔體中，部分A具有不穩(wěn)定的區(qū)域，在引起機械應力的熱電場的作用下會升高，這可以解釋成是在熔體中形成了微觀不均勻性，并且其特征在于不穩(wěn)定的中間狀態(tài)。在這種狀態(tài)下(當舊的化學鍵松開和/斷開時并且建立新的鍵時)，在化學鍵斷裂時，電子具有與元素電荷相等的局部功能電荷。這種電子的能量可以超過在部分A中形成化學鍵的其它電子的能量。
強度值不足以使惰性氣體斷開，并且作用在熔體部分B中可遷移陽離子上的強靜電場將會使它們位移，并且與具有足夠溫度值的熱場的作用一起(當化學鍵的斷裂最大時，其中一個條件是陽離子在晶格中進行擴散所必需的)導致部分B中的陽離子以向著負極的方向移動，并且使電子的能量增加到足以從晶格中奪取它們而不會使其發(fā)生分解。具有基本上大于其它構成結構化合物C中化學鍵的電子的能量的電子將首先被奪取。
以正極的方向移動的未受約束的電子(由晶格中奪取的電子)，以及以負極的方向移動的陽離子將會在電路中產生電流，該電路包括熔體、惰性導電介質和建立靜電場的元件。在如此形成的電路中的電流將確定在傳送、中和以及從熔體中除去可遷移的部分B的工作量。這與電解槽中的過程相對應，其不同之處在于a)該內部電路包括熔體和惰性導電介質(例如離子化的氣體)；b)陽極和陰極是建立靜電場的電路的電極；以及c)陽極不與熔體接觸，去除了在陽極附近形成物料層和與料層更新和/或分解有關的過程以及陽極過程(是常規(guī)電化學池常見的)及其對電路中電流改變特性的影響。
靜電場電路中電流的變化是在惰性導電介質中出現(xiàn)電流時發(fā)生的，直到惰性導電介質中達到最終的電流(至少是一個陰極過程)。這種電路的電壓由不會引起惰性導電介質擊穿的值確定。電流的進一步變化僅僅在這些陰極過程發(fā)生變化(在所述的電壓極限內是可行的)的情況下才會發(fā)生。
陰極過程的變化造成電路中電流增加到新的最終值，發(fā)生此情況是由于在不同特性的部分B的陽離子傳輸中的不同動力學，或者是由于它們的載流子(在融體中存在的情況)的不同值。這發(fā)生在外部電路的電壓值在一定范圍內的情況，在此范圍內不會導致惰性導電介質電擊穿。
在由包括熔體、惰性導電介質(內部電路)以及靜電場(其正電極用惰性導電介質與熔體隔開)的負電極的各個元件形成的電路中，在熱場作用下在熔爐52中的熔體中發(fā)生的一系列過程，此過程產生了在電化學過程中從熔體中除去活性可遷移部分B的條件，根據(jù)本發(fā)明，該電化學過程導致了由均質系統(tǒng)形成宏觀異質系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少由兩種相組成其中Mepf-rMeqmVkn-是結構化合物C中被改性的部分A，rMep-是結構化合物C中被改性的部分B。
結構化合物C中具有共用正電荷的部分B的改性由通過靜電場從晶格中奪取的電子在各個陽離子的中和過程中進行。當單位時間內從晶格中奪取的電子的總數(shù)超過在陰極處中和的陽離子的數(shù)量，則它們就會向著零電勢的方向移動。
在這種情況下，如果將電極通過導體與任何一個其電勢與吸收電子的電極的電勢不同的表面連接，在電路中的這些電子(如圖5中所示)就會形成電流，并且在結構化合物C中形成過量的分布在體內的正電荷，所述的電路由低電阻材料制成的電極組成，該電極在靜電場中獲得(吸收)電子，并且其位置使得電化學過程不停止或者表現(xiàn)該過程特征的數(shù)值的變化可以忽略不計。
當結構化合物C中活性可遷移部分B的陽離子不被轉移到陰極處并且不能接收游離的電子并被中和時，在這種情況下，當結構化合物的粘度較高以及當活性可遷移部分的陽離子主要在由陽離子基團占有的體內移動時，電子的移動就有可能僅僅向著較小電勢的方向進行。這些條件將會在熱和靜電場的作用下在結構化合物C中產生最大的過量正電荷。
用于制造浮法玻璃的方法和設備使得在熔爐52中的溫度條件能夠改變粘度以及獲得一些溫度區(qū)域，在這些溫度區(qū)域中具有合適的粘度可以確保產生在結構化合物C中獲得最大過量正電荷的條件，為此安排了適當?shù)碾娐吩⑶以谌蹱t52的溫度區(qū)域中建立靜電場。
熱場和靜電場的組合將會使熔體中活性可遷移部分B的濃度發(fā)生變化，使其從熔體中除去或部分除去，形成(當所有電路閉合時)或不形成(當不是所有的電路都閉合時)形成過量正電荷，這些電荷分布在由靜電場維持的熔體的余下部分的體內。
具有電解質性能的熔體將會自發(fā)地或者通過某些機械裝置由熔爐50移送到熔爐52中，而不管熔體的起始成分是否具有這些性能，該熔體由結構化合物C表示，其中部分A的電子能量超過進入到構成基質的化學元素的組成中的電子的能量。
根據(jù)本發(fā)明，通過用于制造浮法玻璃的方法和裝置以及與用于制造浮法玻璃相似的方法和設備(具有一些構成本發(fā)明的基本改變和添加物)，可以進行多個物理和化學過程Tn-m,Tn-(m+1),Tn-(m+2),...,Tn-1，它包括將結構化合物C的熔體通過由低電阻材料制成的裝置由熔爐50移送到熔爐52中，所述的裝置是該電化學池的陽極，并且還構成了已有技術的元件，用于生產浮法玻璃的熔融金屬(如錫或鉛)根據(jù)本發(fā)明用作該電化學池的陰極，同時是靜電場的負極，該靜電場的正極放在熔體上方并且用惰性導電介質(例如氣體介質)與熔體隔開。該電化學池的內部電路由熔體組成，該熔體通過其離子和電子或僅僅通過離子傳導電流，而內部電路由熔體和內部電流傳導介質產生，其在靜電場的電路中的電化學過程是從中通過的電流引起的，并且根據(jù)本發(fā)明，完成內部電路的外部電路由通常用于電化學池中以進行電化學過程的元件組成。
在以結構化合物C為代表的玻璃形成混合物的熔體中的常規(guī)電化學過程分兩個階段進行，結構化合物C中部分A實際上是單個陰離子并且部分B中的陽離子是活性的，并且可以在部分A中移動，在第一階段中在陽極附近形成電中性層，由部分A的化學元素表示，并且在該電中性層的厚度方向上形成電場。第二階段的特征在于陽極附近的電中性層被電場分解。
電化學過程這兩個階段的結果是部分B的分解化學元素的產物(例如鈉)以及部分A的分解產物(例如硅和氧)。也就是說在傳統(tǒng)的電化學過程中，在熔體中獲得的(結構化合物C的)材料發(fā)生分解并且該過程的運用不會獲得完全或部分缺少部分B的材料形式的部分A。在用于工業(yè)化生產獨立的某些材料形式的化學元素的常規(guī)電化學過程中應用所述的熔體是低效的，這是因為完全分解熔體狀態(tài)的多組分結構化合物C的過程需要極大的和不可避免的人員以及其它材料消耗。
在熔體中的常規(guī)電化學過程在其第一階段由與陽極接觸的晶格部分的中和開始，向電化學池的外部電路中釋放出電子。一部分晶格的中和過程不會將其與其它晶格部分結合的結構鍵斷開，在陽極附近形成單個三維電中性的料層，該料層基本上是晶格的連續(xù)延伸，它僅僅由構成部分A的那些化學元素表示。
在形成作為一個單元的電中性層的同時保存晶格并不是意味著，晶格其它部分(具有負電荷并且是單一的陰離子)的連續(xù)中和過程將會在形成電中性層的晶格部分的中和過程之后進行。電子沿著晶格中的結構鍵或某些其它的途徑(包括在該電中性層中)轉移到陽極上的過程要達到最小，并且由于晶格是不導電的，因此在正常條件下要排除。這種電介質僅僅在施加高擊穿電壓，并伴隨著材料的分解時才成為導體，因此如果目的是為了保存作為一個單元的晶格并且以材料形式獲得該晶格，則沒有必要進行該過程。
晶格的中和過程在形成電中性層時由于在其中不存在傳導而中止，并且電路中的電流也停止。因此，對應于該電化學過程的電壓達到使晶格得以保持的值。
陽極的正電荷和晶格的負電荷(不包括中和部分-電中性層)產生了電勢差，這導致了在陽極附近的電中性層厚度方向上產生一定強度的電場，由于電中性層的厚度較小，該強度在電化學池外部電路中的電壓達到約1.6-2伏時達到使該層分解所需的值。
由于晶格中的所有原子均連接在構成該電中性層的三維空間結構中，并且將該結構連接至少保持在一個方向上，靠近陽極處的層不會被更新，就象原子和離子是獨立的結構單元的電解質使離子通過電場作用而移送到電極處那樣。在陽極附近料層中的離子數(shù)量處于動態(tài)，持續(xù)被更新的中性離子保持該獨立結構單元的質量以及電路中電流的連續(xù)。
向在電解質中通過陰離子而對陽極附近的料層進行更新是不可能的，這是因為當熔體中的部分A由隔開的宏觀部分組成時(獨立結構單元形式的陰離子)，由于陽極附近的料層中的宏觀部分-陰離子被中和，并且彼此之間形成牢固的聯(lián)合，因此它們形成一層阻止其它宏觀部分-陰離子進行中和的料層。在所述的熔體中，在結合在單一晶格中的原子和離子的長空間分布的條件下，該電中性層被更新。
在結構化合物C的部分A中缺少導電性以及在陽極附近的電中性層缺少更新(一般看來它是發(fā)生在電解質中)是由于靜電場的強度增加到使陽極附近的料層中的結構化合物發(fā)生分解的值而造成的。在這種電化學池的電路中，由熔體中除去可遷移部分的過程是低效的(inefficient)。
在從熔爐50中流出、經過陽極附近的區(qū)域流到熔爐52中陰極上的熔體中發(fā)生一系列導致在電化學池和靜電場(同時是閉合的電路)中形成不會使陽極附近的晶格發(fā)生分解的物理和化學過程，所述的熔爐52中的陰極同時也是產生靜電場的其它電路的陰極。在電場和靜電場的這種組合中晶格是不會發(fā)生分解的，熔體中可遷移部分可以有效地除去。
由熔爐50轉移到熔爐52中的熔體(圖3)在電場作用下、以與熔體宏觀部分移動方向相反的方向將以絕對值超過基質宏觀部分移動到陽極的速度移動通過由低電阻材料制成的裝置，該裝置是電化學池的陽極。在熔體移動經過陽極附近的區(qū)域的過程中，新的晶格部分將連續(xù)地與陽極接觸并且連續(xù)地將電子釋放到電化學池外部電路中。然后發(fā)生料層的更新以及具有陽極-陰極過程和電子與離子在內部電路中導電的傳統(tǒng)電化學過程。
熔爐52中的熔體將在電化學池錫陰極上流動并且不會達到錫池的壁。自由流動的熔體與陰極具有最大的表面接觸并且在錫上或與錫一起移動，所述的錫作為該靜電場的負電極。第二電極(正電極)將不與熔體接觸并且用惰性導電介質隔開，使得它可以建立一個與熔體移動方向垂直的靜電場，并且兩個電極均連接到形成外部電路的電壓源上。靜電場的正電極的尺寸將預定成使電極與熔爐材料以及電極與未被熔體占領的錫表面之間不會發(fā)生放電。與此同時，正電極表面將覆蓋最大的熔體表面區(qū)域。
強度不足以使作用在熔體部分B中可遷移陽離子上的惰性導電介質發(fā)生擊穿的靜電場將會使它們位移，并且與具有足夠溫度的熱場作用一起(當化學鍵的斷裂達到最大時，其中一個條件是陽離子在晶格體內擴散所需要的)將會使部分B中陽離子向著負電極的方向移動并且使電子的能量增加到足以從晶格中奪取它們的能量。能量基本上超過構成結構化合物C中化學鍵的其它電子的電子將首先被奪取。這些電子可以在部分A的中間狀態(tài)中形成，該中間狀態(tài)是在化學鍵斷裂時化學鍵斷裂和形成的結果。
未鍵合的向著正電極的方向移動的電子(從晶格中奪取的電子)和向著負電極的方向移動的陽離子將在由熔體、惰性導電介質和形成電場的元件構成的電路中產生電流。在由此形成的電路中的電流將限定活性可遷移部分B的移動、中和以及從熔體的除去，其形式與電化學池中的相同。
在電化學池中熱場中的一系列過程與在由熔體、惰性導電介質和在熱場中產生靜電場的元件構成的電路中移動的熔體一起提供了最有效的除去活性可遷移部分B的條件，根據(jù)本發(fā)明，這些條件導致由均質系統(tǒng)形成至少由兩種相組成的異質系統(tǒng)其中Mepf-rMeqmVkn-是結構化合物C中被改性的部分A，rMep-是結構化合物C中被改性的部分B。
當由電化學池中結構化合物的晶格通過具有不與熔體接觸的陽極的靜電場釋放的電子的總量超過單位時間內在陰極處被中和的活性可遷移部分B的陽離子的數(shù)量時，這些電子就會向著零電勢的方向移動，它可以產生用于電子向著零電勢的方向移動的電路。這種電路可以貯存分布在結構化合物C體內的過量正電荷。
當結構化合物C的活性可遷移部分B的陽離子沒有移動到陰極處，并且不能接受電子并被中和時，如果結構化合物的粘度較高，并且當活性可遷移部分的陽離子在由陽離子基團占領的主體內移動時，電子實際上可以僅僅向著較低電熱的方向移動。作者的觀點是這些條件可以在結構化合物C中產生最大的過量正電荷。
用于制造浮法玻璃的方法和設備，使得熔爐52中的溫度條件可以改變熔體粘度，并且獲得多個溫度區(qū)域，在這些溫度區(qū)域中，具有所需的粘度以確保在結構化合物C中獲得最大的過量正電荷，為此將安排適當?shù)碾娐吩?，并且將電場和靜電場組合在所述的熔爐52的溫度區(qū)域中。
熱場、電場和靜電場的組合將使熔體中活性可遷移部分B的濃度發(fā)生變化，將其從熔體中除去或部分除去，形成(當所有電路閉合時)或不形成(當所有電路不閉合時)分布在熔體其余部分中的正電荷。
多個物理和化學過程Tn-1,...,Tn的特征在于在缺少部分B的高粘度熔體中重新構建化學鍵，并且在熔爐52的區(qū)域中拉制熔體的過程中進行，該熔爐52的區(qū)域具有可以將熔體粘度改變成完成松弛過程，以及結構化合物C完全轉變成固體相所需的值及時間的溫度條件。
在拉制過程中將陰極過程區(qū)域中的熔體過冷到低于玻璃轉變溫度以及電化學池和/或靜電場的作用將會在松弛過程中止期間獲得具有與熔體的化學元素及化合物的結構和濃度相對應的化學元素和化合物的結構及濃度的玻璃，并且該玻璃具有在電化學過程中熔體所獲得的并且通過靜電場保持到過量正電荷(當所有電路均是閉合的)。
在熔爐52的溫度區(qū)域中，有這么一個區(qū)域，在該區(qū)域中結構化合物的粘度達到可以確保在熔融金屬陰極區(qū)域以外產生的材料具有穩(wěn)定的幾何形狀的值。熱場在這種區(qū)域中的作用足以使在該區(qū)域中設置的電路當靜電場的電極(由低電阻材料制成)與所制得的材料具有一定的距離時，可以有效地產生空間正電荷。
在玻璃材料獲得最大電荷時強度與該場相等的靜電場的條件下，可以存在過量的正電荷，這些正電荷是在相同的溫度條件以及電路與起初獲得的玻璃板的組合條件下形成的，所述的玻璃板具有所需的尺寸并且靜止地放置在不與玻璃接觸的靜電場電極之間(圖6)。具有所需尺寸的玻璃板可以由具有起始組成或者缺少熔體活性可遷移部分的連續(xù)移動的玻璃帶獲得，就象它在浮法玻璃板制造過程中制得的那樣。
玻璃中的過量正電荷將通過來自周圍環(huán)境的電子中和和/或當電化學池中的電路中的電流(當其可以獲得時)中斷時通過組織起來的電子電流而中和，并且具有其中靜電場的電極放電的電路。
由此獲得的材料將含有沒有進入到玻璃結構中的未鍵合的電子，這是因為由于熔體中的電化學過程而使結構發(fā)生了不可逆轉的變化，該熔體的特征在于在該過程完成時，熔體需要與外部條件相對應的能量平衡，但是具有其它的(比該過程開始前)原子和離子相對位置，在這里沒有限定能量狀態(tài)以及在從部分A中奪取之前在該結構中存在電子的結構鍵。
結構化合物C中的電子由化學鍵結合的狀態(tài)(電子)轉變成具有由范德華力確定的結合能量的未成鍵的電子的狀態(tài)，使得電能儲存在玻璃中，并且在電路中形成向著較低電勢方向的電流，所述的電路由低電阻材料的電極以及電壓源組成。
用于更新熔融金屬陰極(被中和的陽離子連續(xù)飽和的)以及將其匯集起來用于隨后通過已知的方法進行處理(目的在于產生純凈的金屬，這些金屬在熔體中由陽離子表示，和/或將它們氧化成混合物的起始組分并且回收在氧化過程中散發(fā)的熱量)的技術條件可以通過在熔爐52區(qū)域中的裝置來保證。這些技術條件以及熔爐52中的裝置可以在獲得玻璃質材料之前拉制缺少活性可遷移部分B的高粘度熔體，所述的玻璃質材料根據(jù)下列方式由化學元素表示，它具有所需的尺寸、幾何形狀、技術特點和用戶質量。
多個物理和化學過程Tn-1,...,Tn建立了在缺少活性可遷移部分的高粘度熔體中重新形成化學鏈所需的條件，然后在熔爐52的區(qū)域中將可遷移的活性部分取出，所述的熔爐52區(qū)域具有改變粘度的溫度條件直到完成松弛過程以及結構化合物完全轉變成固體狀態(tài)。
舉例來說，為了由具有形成所述的結構化合物C(sNa2rSiO(2r+s))所需的化學組成(sNa2CO3+rSiO2)的起始混合物的熔體產生類似石英的玻璃質材料(SimOn)，根據(jù)本發(fā)明，必須連續(xù)地進行下列物理和化學過程T,T1,T2,...,Tn-m,Tn-(m+1),Tn-(m+2),...,Tn-1,Tn(8)這些過程在可以分成下面所述的三個技術操作的技術循環(huán)中進行(從獲得和制備起始混合物成分到制備最終的材料)。
用于制備石英類玻璃質材料(SimOn)的工藝周期中的每一個技術操作(以及操作之間的間隙)可以通過包括在玻璃制造工藝中使用的已知的方法和設備來進行。
根據(jù)本發(fā)明，通過采用浮法玻璃生產中所用的方法和設備以及采用與浮法玻璃生產所用的類似的方法和設備來依次進行多個物理和化學過程T,T1,T2,...,Tn-m,為了獲得結構化合物C(sNa2rSiO(2r+s))中不可改變的(主要的)部分A和可以改變的部分B，當制造合成二氧化硅(SiO2)形式的起始化合物的合適成分或者由該起始化合物組成的石英砂(SiO2)形式的成分以及由氧化鈉(Na2O)形式的起始化合物組成的純堿(Na2CO3)形式的成分，并且將它們處理成所需的質量時(例如在獲得所需的添加劑含量，具有預定的顆粒尺寸的部分和水份含量以后)，應在生產處進行堆放以通過適當?shù)拇娣殴に囘M行連續(xù)操作，并且將這些成分以獲得起始化學組成sNa2CO3+rSiO2所需的量均勻混合在配合料中，其中s和r是獲得具有預定的成分濃度的結構化合物C所需的混合物中成分的量(重量)。
在結構化合物中作為部分A的起始混合物成分的特征在于化學元素硅進入到起始化合物(SiO2)的成分中，其陽離子帶有高電荷(Si4+)，它與元素周期表Ⅵ族中元素氧(O)結合形成配位多面體(SiO4)。
在結構化合物中作為部分B的起始混合物的成分的特征在于化學元素鈉(Na)進入到起始化合物(Na2O)的組成中，其陽離子(Na+)不與元素周期表Ⅵ族中的元素氧(O)結合形成穩(wěn)定的鍵。
所制得的起始混合物將以批料形式或連續(xù)地加入到熔爐50中并且加熱到形成化合物C所需的溫度。其重量、化學組成以及化學元素的濃度可以用下列式子來表示sNa2rSiO(2r+s)由于物理和化學過程，加入到熔爐50中的起始混合物的成分、純堿(Na2CO3)和石英(SiO2)相互起反應并且改性成使成分(Na2CO3)和(SiO2)進入熔體中并且反應了最終產物為二氧化碳和化合物C
在這里我們可以看到處于離子鍵中的組成部分A和B，即起始成分的一種新狀態(tài)。
因此取決于所述的濃度的熔體中的部分A將會是一種單一的三維陰離子，其形式是通過化學鍵彼此結合在一起的硅(Si)和氧(O)的晶格，或者它是每一個均具有負電荷的單個宏觀部分，或者是連接在它們之間的一個或兩個或三個方向的宏觀部分并且具有公共的負電荷，熔體中的部分A可以用下列通式來表示rSiO(2r+s)其中Si-作為部分A中的成分的化學元素；O-元素周期表中Ⅵ族中的化學元素。
因此，熔體中的部分B(相對部分A來說是活性和可遷移的)由隨機分布在部分A中的陽離子鈉(Na+)組成，這種陽離子在熱場的作用下移動并且形成基團或結合體(但不是晶體)，每一個陽離子(Na+)與部分A具有獨立的離子鍵，熔體中的部分B可以用下列通式來表示sNa2其中
Na-是作為部分B成分的化學元素。
具有電解質性能(不管起始成分(Na2O)和(SiO2)是否具有這些性能)并且用結構化合物C(sNa2rSiO(2r+s))表示的熔體(其中部分A含有能量超過進入到構成該基質的化學元素的組成中的其它電子的電子)將通過重力或通過某些機械裝置由熔爐50傳送到熔爐52中，在這里發(fā)生電化學過程以及結構化合物C(sNa2rSiO(2r+s))中的部分B的濃度在熱、電和靜電場中發(fā)生變化。
根據(jù)本發(fā)明，熔體中的電化學過程包括多個物理和化學過程Tn-m,Tn-(m+1),Tn-(m+2),…,Tn-1,這些過程可以采用制造浮法玻璃所用的方法和設備以及與用于制造浮法玻璃相似的方法和設備(具有一些改變和添加)來實施，它包括將結構化合物C(sNa2rSiO2r+s))的熔體通過由低電阻材料鉑制得的裝置(作為電化學池的陽極)并且采用現(xiàn)有的技術由熔爐50傳送到熔爐52中，置于熔融金屬(用于制造浮法玻璃的錫(Sn))上，該熔融金屬根據(jù)本發(fā)明用作電化學池的陰極，同時是靜電場的負極，該靜電場的正極放在熔體上方，并且用惰性(相對于該熔體來說)導電氮氣(N2)介質與熔體隔開。該電化學池的內部電路是通過熔體而產生的，該熔體通過其離子和電子或僅僅通過離子傳導電流，并且該內部電路(其在靜電場中的電化學過程是電流從中通過而形成的)是通過熔體和該惰性導電氮氣(N2)介質而產生的，而根據(jù)本發(fā)明，使內部電路閉合的外部電路由通過用于電化學池中用來進行電化學過程的部件組成。
在電場力的作用下，熔體將以絕對值超過基質宏觀部分移動到陽極的速度以與熔體宏觀部分移動方向相反的方向由熔爐50通過由作為電化學池陽極的鉑(Pt)制成的裝置移動到熔爐52(圖3)。在熔體移動通過陽極附近區(qū)域的過程中，新的晶格部分將不斷地與陽極接觸并且連續(xù)地將電子釋放到電化學池的外部電路中，并且通過電子和離子在內部電路中的傳導而發(fā)生料層的更新和具有陽極-陰極過程的常規(guī)的電化學過程。
熔爐52中的熔體將在該電化學池的陰極上流動，并且不與錫池的壁接觸。自由流動的熔體與陰極具有最大的表面接觸，并且在作為靜電場的負極的錫上或與錫一起移動。第二電極(正極)將不與熔體接觸并且用惰性導電氮氣介質與其隔開，從而建立一個與熔體移動方向垂直的靜電場，而且兩種電極均與電壓源相連，形成外部電路。該靜電場的正極的尺寸將設定成使電荷不會在電極與熔爐材料之間，以及在電極與未被熔體占領的錫表面之間放出。與之同時，正極表面將覆蓋起始混合物熔體的最大表面區(qū)域。
強度不足以使惰性導電氮氣介質擊穿的靜電場(作用在熔體中部分B中的可遷移的陽離子(Na+)上)將會使它們移動，并且與足夠溫度值的熱場的作用(當化學鍵的斷裂最大時，其中一個條件是陽離子在晶格體內擴散所需要的)一起導致部分B中的陽離子(Na+)向著負極的方向移動，并且電子的能量增加到足以將它們從晶格中奪取出來的能量。能量基本上大于構成結構化合物C(sNa2rSiO2r+s))中化學鍵的其它電子的能量的電子將首先被奪取。這些電子可以在部分A(rSiO2r+s))的中間狀態(tài)中形成，該中間狀態(tài)是化學鍵斷裂和形成的結果。
由
Si-O-Si
型化學鍵形成的部分A(rSiO2r+s))的特征在于
Si-O-+Si
中間狀態(tài)，該中間狀態(tài)是熱場的作用和機械應力的結果，并且在化學鍵斷裂時，部分
Si-O-晶格的電荷等于局部函數(shù)值的單位電荷。在化學鍵斷裂時限定部分
Si-O-晶格電荷的電子的能量可以超過形成Si-O鍵的電子的能量，即在具有足夠強度的靜電場中奪取電子的過程中，參與形成Si-O化學鍵的電子將不會被奪取并且保留在松弛過程中改性的部分A(rSiO2r+s))。
向著正極的方向移動的未成鍵的電子和向著負極的方向移動的部分B中的陽離子(Na+)將在由熔體、惰性導電氮氣介質和形成靜電場的元件構成的電路中產生電流。在由此形成的電路中的電流將限定由熔體中輸送、中和以及除去活性可遷移部分B(Na+)時所作的功，與電化學池中相同。
在熔體在由熔體、惰性導電氮氣介質和形成熱場中靜電場的元件構成的電路中移動的同時，在電化學池中熱場中的一系列過程將為除去活性可遷移部分B(Na+)提供最有效的條件，根據(jù)本發(fā)明這導致了由均質系統(tǒng)形成宏觀異質系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少有兩種相組成其中sNa-是相B’，它基本上是結構化合物C中的改性的部分B；
rSijOi-是相A’，它基本上是結構化合物C中的改性的部分A。
所述的物理和化學過程還包括在錫中溶解鈉(Na)的過程。
當由電化學池中結構化合物的晶格通過具有不與熔體接觸的陽極的靜電場而釋放的電子的總量超過單位時間里在陰極處中和的活性可遷移部分B的陽離子(Na+)的量時，未成鍵的電子將通過在用熔體閉合的電路中的接地電極而移動到地上，并且分散在體內的過量正電荷將因此而儲存在結構化合物C(sNa2rSiO2r+s))中。
用于制造浮法玻璃的方法和裝置使得在熔爐52中的溫度條件可以改變熔體的粘度并且獲得這樣一些溫度區(qū)域，在這些溫度區(qū)域中，當結構化合物C(sNa2rSiO2r+s))中活性可遷移部分B中的陽離子(Na+)不能移動到陰極處并且不能接受游離的電子和不再被中和以及主要在被陽離子占領的體內移動時，熔體粘度達到這些值，并且未成鍵的電子實際上僅僅在用熔體閉合的電路中的接地電極中移動到地上，而且在熱、電和靜電場的作用下，結構化合物C(sNa2rSiO2r+s))達到最大的過量正電荷。
這些物理和化學過程在缺少部分B(Na+)的高粘度熔體中進行，該熔體在熔融錫池上和在錫池以外移動，或與熔融錫一起移動，Tn-1,...,Tn，其特征在于在熔爐52的區(qū)域中拉制熔體的過程中重新建立化學鍵，該熔爐的溫度條件可以將熔體的粘度改變成完成松弛過程所需的值及時間。
在拉制過程中陰極過程區(qū)域中的熔體過冷到低于玻璃轉變溫度以下，以及電化學池和/或靜電場的作用導致了(在松弛過程結束時)獲得具有與熔體中化學元素和化合物的結構及濃度相對應的化學元素和化合物的結構及濃度并且?guī)в羞^量正電荷(當所有的電路是閉合的時)的玻璃，這些正電荷是通過電化學過程中的熔體獲得的，并且通過靜電場而保留的。
熔爐52中的裝置將未用中和的鈉陽離子連續(xù)飽和的熔融錫的更新提供技術條件以及未通過已知的方法進行后續(xù)處理提供聚集的錫-鈉合金，這些已知的方法是用于制備純鈉(Na)和/或將它們氧化成混合物中的起始成分(Na2CO3)并且回收在氧化過程中釋放的熱量(Q)。熔爐52中的裝置可以在獲得在化學含量上與石英相似的玻璃制材料(SimOn)之前拉制失去活性可遷移部分B的高粘度熔體，所述的玻璃制材料具有所需的尺寸、幾何形狀和技術特性(圖8)。
由于上述過程，根據(jù)下列方式形成了一種過渡。
電場和靜電場與熱場作用的結合導致了熔體中活性可遷移部分B(Na+)的濃度發(fā)生變化，導致了由熔體中除去或部分除去該部分，同時形成(當所有電路閉合時)或不形成(當不是所有電路都閉合時)分布在熔體其余部分體內的正電荷。
當在玻璃中獲得過量正電荷時，它將被來自周圍環(huán)境中的電子中和和/或當電路閉合時，即當靜電場中電極放電時，被組織好的電流中和。
由此形成的材料將未鍵合的電子，這些電子沒有進入玻璃結構中，理論上當在正常環(huán)境條件下施加電壓為0.5-6.0kV的靜電場時，它可以使電流在該材料電路中在接地電極中以0.1-2mA的電流流動。
過量正電荷可以合適強度的靜電場來控制，以獲得最大的電容量。
當靜電場強度降低到與玻璃的比容量相似時，在該材料電路中在接地的電極中會形成反饋電流，當連接負載時它會輸送有用的功并且它與貯存電池相似。
圖9表示能量聚積器(貯存電池)進行工作的可能的方式。預定電流和電壓的保持可以通過調節(jié)由高壓電源(HVPS)產生的場強E1而進行。HVPS電壓的調節(jié)通過兩種裝置來進行電壓反饋監(jiān)測裝置-VFMD-U和電流反饋監(jiān)測裝置-CFMD-1。
當降低電壓時，場強E1應因此而降低并且因此而增加電流I，導致負載電壓增加。當降低電流時，HVPS電壓會降低，導致電流I增加。
雖然本文中所述的制造玻璃的方法構成了本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案，但是應該明白本發(fā)明不僅僅限于這些裝置或方法的具體形式，在不脫離由所附的權利要求書所限定的本發(fā)明的范圍的基礎上還可以作出一些變化。
權利要求
1．一種用于制造玻璃的方法，包括提供一池具有玻璃形成材料和玻璃改性材料的熔融玻璃，該玻璃改性材料具有可以從該熔融玻璃中除去的陽離子；以及向該熔融玻璃上施加至少一種力場，并且使玻璃改性材料中的陽離子從該熔融玻璃中除去，從而使熔融玻璃中陽離子的濃度降低。
2．根據(jù)權利要求1的方法，其中，該力場選自電場和靜電場。
3．根據(jù)權利要求2的方法，其中該力場是一種電場。
4．根據(jù)權利要求2的方法，其中該力場是一種靜電場。
5．根據(jù)權利要求1的方法，還包括連續(xù)地將熔融玻璃從池中拉出。
6．根據(jù)權利要求1的方法，其中有兩種力場。
7．根據(jù)權利要求6的方法，其中力場選自電場和靜電場。
8．根據(jù)權利要求7的方法，其中一種力場是通過在熔體中建立電化學池而形成的電場。
9．根據(jù)權利要求8的方法，其中第二種力場是靜電場。
10．根據(jù)權利要求1的方法，其中有三種力場。
11．根據(jù)權利要求10的方法，其中力場選自電場和靜電場。
12．根據(jù)權利要求11的方法，其中一種力場是通過在熔體中建立電化學池而形成的電場。
13．根據(jù)權利要求12的方法，其中第二種力場是靜電場。
14．根據(jù)權利要求13的方法，其中第三種力場是電場。
15．根據(jù)權利要求6的方法，還包括將熔融玻璃連續(xù)地從池中拉出。
16．一種用于制造玻璃的方法，包括提供一池具有玻璃形成材料和玻璃改性材料的熔融玻璃，該玻璃改性材料具有可以從該熔融玻璃中除去的陽離子；提供與熔融玻璃接觸的第一和第二電極。第二電極能夠接受來自熔融玻璃的陽離子；向第一和第二電極上施加一第一電壓，使第一電極的極性相對第二電極保持陽性，從而使第一電流通過部分熔融玻璃由第二電極流動到第一電極；提供與熔融玻璃接觸的第三電極，第三電極可以接受來自熔融玻璃的陽離子；提供不與熔融玻璃接觸的第四電極，第四電極用惰性導電介質與熔融玻璃隔開；在第三和第四電極上施加第二電壓，使第四電極的極性相對第三電極保持陽性，從而使第二電流通過熔融玻璃和該惰性導電介質從第三電極流動到第四電極，使玻璃改性材料中陽離子在第二和第三電極處降低并且由熔融玻璃中除去陽離子，從而使陽離子在熔融玻璃中的濃度降低。
17．根據(jù)權利要求16的方法，其中第二和第三電極是單個電極。
18．根據(jù)權利要求17的方法，其中該單個電極是熔融電極。
19．根據(jù)權利要求17的方法，其中第一和第四電極是由鉑制成的。
20．根據(jù)權利要求16的方法，還包括連續(xù)從池中以流動的方向拉制熔融玻璃。
21．根據(jù)權利要求20的方法，其中第二電流與熔融玻璃的流動方向垂直。
22．根據(jù)權利要求16的方法，它還進一步包括提供不與玻璃表面接觸的第五和第六電極，和一個與玻璃表面接觸的埋入電極，并且在第五和第六電極上施加一第三電壓，以使一第三電流由玻璃通過埋入電極向著低電勢的方向流動，從玻璃中除去電子，從而在玻璃中形成正電荷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制造單組分玻璃或性能可與單組分玻璃相比的由多組分玻璃制得的多組分玻璃的方法。該方法包括產生一種具有玻璃形成材料和玻璃改性材料的熔融玻璃池,該玻璃改性材料具有可以從該熔融玻璃中除去的陽離子;以及向該熔融玻璃上施加至少一種選自電場、靜電場、磁場和電磁場的力場,使玻璃改性材料中的陽離子從該熔融玻璃中除去,從而使熔融玻璃中陽離子的濃度降低。
文檔編號C03B18/00GK1217707SQ97194384
公開日1999年5月26日 申請日期1997年3月13日 優(yōu)先權日1996年3月18日
發(fā)明者尼古萊·弗葉德羅維奇·蒂托夫, 薩蓋·V·波爾雅科夫, 鮑里斯·P·伯里爾耶夫, 維塔里·R·巴拉巴什, 阿列克桑德·G·科勒斯尼科夫, 阿列克桑德·I·格羅夫琴科, 艾戈·M·杜尼夫, 佩維爾·V·波里科夫, 瓦勒里安·M·索博列夫, 瓦思利·S·斯卡赫科, 羅伊·D·鮑德溫 申請人:戴納利克公司