Желтое стекло - RU2063934C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к стеклу, предназначенному для изготовления желтых селективных светофильтров (светотехника) и всевозможных декоративных целей.

Цель изобретения получение желтых стекол, окрашенных сульфидом кадмия, на фосфатной основе.

Наиболее близкими по целевому назначению являются желтые стекла с краем поглощения от 400 до 480 нм, активированные сульфидом кадмия и элементарной серой ЖС10 (в дальнейшем аналог), сульфидом кадмия и элементарными серой и селеном ЖС11, ЖС12, ЖС16, ЖС17, ЖС18.

Стекло ЖC10 имеет следующий состав мас.

SiO₂ 64
ZnO 13
В₂03 3
K2O 11
Na₂O 9
CdS 06
S 0,4
(аналог, ГОСТ 9411-81, каталог "Цветное оптическое стекло и особые стекла". М. 1990, с. 29, 98-99).

Недостатком стекол марок ЖС, выпускаемых отечественной промышленностью на силикатной основе, является высокая температура синтеза 1450 1500^oС. При таких высоких температурах происходят возгонка сульфида кадмия и потери серы в результате улетучивания, что приводит к существенному уменьшению объемной доли микродисперсной кристаллической фазы. Кроме того, для образования окраски стекла (выделения микродисперсной фазы) требуется дополнительная термообработки ("наводка") при температурах 620 700^oC в зависимости от местоположения края поглощения.

Недостаток силикатных стекол высокая температура синтеза устраняется у желтого фосфатного стекла, выбранного нами за прототип, по более близкому синтетическому составу, мас.

P₂05 50
ZnО 25
Na₂O 20
Аl₂0₃ 5
CdS 3 10
(прототип, S. Crichton, H.Ymanara, J.Matsuoka, ets. "Ponlinear optical properties of semiconductor doped phosphate glasses" Proc. Jnt. Conf. on Science fnd Technology of New blasses, Japan, Tokyo, 1991, рр. 347-352).

Недостатком данного стекла является усложненная технология варка в атмосфере аргона и двухстадийная технология синтеза: первоначально синтезируется бесцветное стекло состава 50% P₂O₅, 25% ZnO, 5% Al₂O₃, 20% Na₂O, которое в дальнейшем размалывается в порошок и смешивается с растертым сульфидом кадмия и переплавляется при температуре 1000 1100^oС в течение 1 3 часов. "Наводка" проводится при температуре 380 430^o С, выше 459^oС стекло кристаллизуется.

Предлагается стекло, содержащее как и прототип P₂O₅, Al₂O₃, Na₂O, CdS и оксид щелочного металла, в которое дополнительно вводится B₂O₃, La₂O₃, ВаO, SiO₂ при следующем содержании ингредиентов мас.

P₂O₅ 40 60
ВаO 18 30
Al₂O₃ 5 10
SiO₂ 0,1 10
B₂O₃ 3 8
CdS 2 7
La₂ O₃ 1 5 по крайней мере один оксид из группы K₂O, Na₂O 4 10
По сравнению с прототипом заявляемое стекло имеет следующие преимущества: возможность получения желтых стекол по стандартной технологии синтез стекол проводится при обычной атмосфере при температурах 1000 1200^oC, "наводка" может быть совмещена с температурой отжига. В заявляемое стекло можно ввести значительно большее количество красителей по сравнению с силикатными, что позволяет получить более тонкие светофильтры с требуемой оптической плотностью.

Конкретные составы стекол в сравнении с прототипом приведены в таблице (мас.).

Стекла, указанные в таблице составов, синтезировались в кварцевых тиглях емкостью 0,1 0,2 литра при температурах 1050 1200^oС в электропечах с карборундовыми нагревателями. После двухчасовой выдержки при температуре варки стекло вырабатывалось в форму. Полученные бесцветные отливки отжигались и одновременно " "наводились" при температуре 500 520^oС в течение двух часов. Шихта cоставлялась из реактивов марок "ч" и "хч", использовались следующие реактивы: H₃PO₄, оксиды Si Lа, Ва, Аl, углекислые калий и натрий, сульфид кадмия.

Предлагаемое изобретение удовлетворяет, по нашему мнению, критерию "изобретательский уровень", так как нам не известно желтое фосфатное стекло, окрашенное сульфидом кадмия, полученное по стандартной технологии. ТТТ1

Реферат

Использование: для изготовления желтых селективных светофильтров и декоративных целей. Сущность изобретения: желтое стекло содержит в мас.%: оксид фосфора 40-60 БФ P₂O₅, оксид алюминия 5 - 10 БФ Al₂O₃, сульфид кадмия 2 - 7 БФ CdS, по крайней мере один оксид из группы: оксид калия, оксид натрия 4 - 10 БФ K₂O, Na₂О, оксид бора 3 - 8 БФ В₂ О₃, оксид лантана 1 - 5 БФ La₂O₃, оксид бария 18 - 30 БФ ВаО, оксид кремния 0,1 - 10 ВФ SiO₂. Температура варки 1100 - 1200^oС, температура наводки 430 - 520^oС. 1 табл.

Формула