指示的運(yùn)行對應(yīng)于如通過模型100所預(yù)測的補(bǔ)充時(shí)間段。這些補(bǔ)充時(shí)間段基于 0.25重量％的較低的閾值A(chǔ)gN03濃度，該過程的較低的閾值用于在玻璃基材中提供抗微生 物性質(zhì)。還應(yīng)指出，運(yùn)行30,33和39用指示，以表明這些運(yùn)行中的總基材玻璃表面積是 其它試驗(yàn)性運(yùn)行中所用的1/4。因此，將B反應(yīng)速率常數(shù)調(diào)節(jié)為0.00531/小時(shí)來解釋模型100 的改變。
[0065]表1和圖5都清楚地表明測量的浴204中AgN03數(shù)值隨著各基材離子交換運(yùn)行而降 低，這通過模型100良好地預(yù)測。模型100還有效地預(yù)測AgN〇3濃度水平下降到0.25重量％或 更小的時(shí)間，此時(shí)需要向浴204補(bǔ)充或添加額外的Ag+離子。如表1所示，預(yù)測的AgN03濃度水 平和通過ICP技術(shù)測量的AgN03濃度水平之間的差異通常小于0.02重量％，在ICP技術(shù)自身 的測量不確定性之內(nèi)。
[0066]表 1
[0069] 應(yīng)指出，除了ICP，可使用離子選擇電極（ISE)來實(shí)驗(yàn)地確認(rèn)浴和/或玻璃基材中的 銀濃度。ISE可用來測定浴和/或玻璃基材的可溶解的銀含量(例如，AgN03)和不可溶解的銀 含量（例如，AgCl，或另一種含銀的組分）。例如，來自Ι0Χ浴的鹽可以兩種不同的稀釋水平 (例如，100X和10,000X)溶解于水中。低稀釋溶液得到"可溶解的"銀量，高稀釋溶液得到 "總"銀量。這些兩種量之間的差得到"不可溶解的"銀含量。該方法的基礎(chǔ)是下述事實(shí):可溶 解的銀具有非常高的溶解度(2160g/L)，不可溶解的銀較低的溶解度(0.0019g/L)，其可在 高稀釋水平下檢測。雖然將該方法應(yīng)用到銀，但該方法非常容易地用于測量熔鹽系統(tǒng)或任 何含金屬的系統(tǒng)中的任何不可溶解的金屬鹽。
[0070]對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯而易見的是可以在不背離權(quán)利要求書的精神或范圍 的情況下作出各種修改和變動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1 · 一種基材1?子交換系統(tǒng)，其包括： 基材； 離子交換浴，其包含具有第一金屬離子濃度的多個(gè)第一金屬離子； 用于容納所述離子交換浴和所述基材的容器； 連接到所述容器的溫度傳感器;和 處理器，該處理器構(gòu)造成接收來自該傳感器的容器溫度數(shù)據(jù)，并構(gòu)造成至少部分地基 于第一金屬離子消耗速率關(guān)系和容器溫度來評估所述第一金屬離子濃度， 其中，所述第一金屬離子消耗速率關(guān)系是預(yù)先決定的。2. 如權(quán)利要求1所述的基材離子交換系統(tǒng)，其特征在于，所述第一金屬離子消耗速率關(guān) 系還通過分解分量和基材反應(yīng)分量來限定，其中該分解分量至少部分地基于分解速率常數(shù) 和分解反應(yīng)級數(shù)，且該基材反應(yīng)分量至少部分地基于基材反應(yīng)速率常數(shù)和基材反應(yīng)級數(shù)。3. 如權(quán)利要求2所述的基材離子交換系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)速率常數(shù)和反應(yīng)級數(shù) 是預(yù)先決定的。4. 如權(quán)利要求2所述的基材離子交換系統(tǒng)，其特征在于，所述基材是玻璃、玻璃-陶瓷或 陶瓷材料，選定第一金屬離子來在基材的表面中提供抗微生物性質(zhì)。5. 如權(quán)利要求2所述的基材離子交換系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器還構(gòu)造成當(dāng)?shù)谝唤?屬離子濃度等于或低于第一金屬離子補(bǔ)充閾值時(shí)激活信號元件。6. 如權(quán)利要求2所述的基材離子交換系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器還構(gòu)造成至少部分 地基于離子交換浴中的第一金屬離子濃度與第一金屬離子補(bǔ)充閾值的比較來限定第一金 屬離子補(bǔ)充方案，并根據(jù)第一金屬離子補(bǔ)充方案激活信號元件。7. -種基材尚子交換系統(tǒng)，其包括： 基材，其具有包含多個(gè)基材金屬離子的外部區(qū)域； 離子交換浴，該離子交換浴包含具有第一金屬離子濃度的多個(gè)第一金屬離子和具有第 二金屬離子濃度的多個(gè)第二金屬離子； 用于容納所述離子交換浴和所述基材的容器； 連接到所述容器的溫度傳感器;和 處理器，該處理器構(gòu)造成接收來自該傳感器的容器溫度，并構(gòu)造成至少部分地基于第 一金屬離子消耗速率關(guān)系和容器溫度來評估所述第一金屬離子濃度， 其中，所述第一金屬離子消耗速率關(guān)系是預(yù)先決定的。8. 如權(quán)利要求7所述的基材離子交換系統(tǒng)，其特征在于，還通過分解分量和基材反應(yīng)分 量來限定所述第一金屬離子消耗速率關(guān)系。9. 如權(quán)利要求8所述的基材離子交換系統(tǒng)，其特征在于，所述分解分量至少部分地基于 分解速率常數(shù)和分解反應(yīng)級數(shù)，所述基材反應(yīng)分量至少部分地基于基材反應(yīng)速率常數(shù)和基 材反應(yīng)級數(shù)，且此外其中該基材反應(yīng)速率常數(shù)和基材反應(yīng)級數(shù)至少部分地基于基材金屬離 子濃度。10. 如權(quán)利要求9所述的基材離子交換系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)速率常數(shù)和反應(yīng)級 數(shù)是預(yù)先決定的。11. 如權(quán)利要求10所述的基材離子交換系統(tǒng)，其特征在于，所述第一金屬離子消耗速率 通過阿侖尼烏斯關(guān)系來限定。12. 如權(quán)利要求11所述的基材離子交換系統(tǒng)，其特征在于，第一金屬離子是Ag+且第二 金屬離子是K+，其中該基材是玻璃、玻璃-陶瓷或陶瓷材料，以及其中基材任選地是化學(xué)強(qiáng) 化的。13. 如權(quán)利要求12所述的基材離子交換系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器還構(gòu)造成當(dāng)?shù)谝?金屬離子濃度等于或低于第一金屬離子補(bǔ)充閾值時(shí)激活信號元件。14. 如權(quán)利要求12所述的基材離子交換系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器還構(gòu)造成至少部 分地基于離子交換浴中的第一金屬離子濃度與第一金屬離子補(bǔ)充閾值的比較來限定第一 金屬離子補(bǔ)充方案，并根據(jù)該第一金屬離子補(bǔ)充方案激活信號元件。15. -種維護(hù)離子交換浴的方法，所述方法包括下述步驟： 提供具有包含多個(gè)基材金屬離子的外部區(qū)域的基材； 制備離子交換浴，該離子交換浴包含具有第一金屬離子濃度的多個(gè)第一金屬離子和具 有第二金屬離子濃度的多個(gè)第二金屬離子； 提供用于容納所述離子交換浴和基材的容器； 監(jiān)控該離子交換浴的溫度； 將基材浸沒在所述離子交換浴中，從而多個(gè)基材金屬離子的一部分與多個(gè)第一金屬離 子的一部分進(jìn)行交換； 至少部分地基于離子交換浴的溫度、分解分量和基材反應(yīng)分量，來計(jì)算第一金屬離子 消耗速率;和 至少部分地基于第一金屬離子消耗速率，來估算離子交換浴中的第一金屬離子濃度， 其中所述分解分量和基材反應(yīng)分量是預(yù)先決定的。16. 如權(quán)利要求15所述的維護(hù)離子交換浴的方法，其特征在于，該分解分量至少部分地 基于分解速率常數(shù)和分解反應(yīng)級數(shù)，該基材反應(yīng)分量至少部分地基于基材反應(yīng)速率常數(shù)和 基材反應(yīng)級數(shù)。17. 如權(quán)利要求16所述的維護(hù)離子交換浴的方法，其特征在于，該基材反應(yīng)速率常數(shù)和 基材反應(yīng)級數(shù)至少部分地基于多個(gè)基材金屬離子的交換的部分。18. 如權(quán)利要求17所述的維護(hù)離子交換浴的方法，其特征在于，所述第一金屬離子消耗 速率至少部分地通過阿侖尼烏斯關(guān)系來限定。19. 如權(quán)利要求18所述的維護(hù)離子交換浴的方法，其特征在于，第一金屬離子是Ag+且 第二金屬離子是K+，其中基材是玻璃、玻璃-陶瓷或陶瓷材料。20. 如權(quán)利要求23所述的維護(hù)離子交換浴的方法，其特征在于，所述方法還包括下述步 驟中的至少一個(gè)： 當(dāng)?shù)谝唤饘匐x子濃度等于或低于第一金屬離子補(bǔ)充閾值時(shí)激活信號元件;和 至少部分地基于離子交換浴中的第一金屬離子濃度與第一金屬離子補(bǔ)充閾值的比較 來計(jì)算第一金屬離子補(bǔ)充方案，以及根據(jù)第一金屬離子補(bǔ)充方案激活信號元件。21. -種測量介質(zhì)中的離子濃度的方法，所述方法包含以下步驟： 制備稀的第一溶液，其包含來自介質(zhì)的離子的樣品； 制備更加稀的第二溶液，其包含來自介質(zhì)的離子的樣品； 使用離子選擇電極，測量稀的第一溶液的電壓響應(yīng)； 使用離子選擇電極，測量更稀的第二溶液的電壓響應(yīng)； 從所述稀的第一溶液的電壓響應(yīng)計(jì)算第一離子濃度； 從所述更稀的第二溶液的電壓響應(yīng)計(jì)算第二離子濃度;和 從所述第一離子濃度和第二離子濃度計(jì)算該介質(zhì)中總體離子濃度的不可溶解的組分 的濃度。
【專利摘要】一種基材離子交換系統(tǒng)以及維護(hù)這種系統(tǒng)的方法，以及維護(hù)該系統(tǒng)的方法，該基材離子交換系統(tǒng)包含具有包含多個(gè)基材金屬離子的外部區(qū)域的基材、離子交換浴和用于容納該離子交換浴和基材的容器，該離子交換浴包含具有第一金屬離子濃度的多個(gè)第一金屬離子和具有第二金屬離子濃度的多個(gè)第二金屬離子。離子交換系統(tǒng)還包含處理器和連接到容器的溫度傳感器,該處理器構(gòu)造成接收來自傳感器的容器溫度，并構(gòu)造成至少部分地基于第一金屬離子消耗速率關(guān)系和容器溫度來評估第一金屬離子濃度。此外,預(yù)先確定第一金屬離子消耗速率關(guān)系。
【IPC分類】G01N25/00, C03C21/00
【公開號】CN105473523
【申請?zhí)枴緾N201480045529
【發(fā)明人】金宇輝, E·A·庫克森科瓦, S·帕爾, M·D·泰蒂克
【申請人】康寧股份有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年6月17日
【公告號】US9359250, US20140366578, WO2014204922A2, WO2014204922A3