Светочувствительное стекло

 

Использование: изготовление решеток рентгеновских двухлинейных растров. Сущность изобретения: стекло содержит следующие компоненты, мас.% оксид кремния 78,0-83.0; оксид лития 9,0-13,0; оксид калия 4,0-6,0; оксид алюминия 2,0-6,0; оксид меди 0,005-0,050; сера 0,003-0,100; оксид марганца 0,01-0,2 и/или оксид железа 0,010-0,200. Температура варки 1460- 1480°С, дифференциал растворимое™ 58- 72. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕН Ый КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21).4834769/33 (22) 05.06,90 (46) 15;07,92. Бюл. М 26 (71) Производственное обьединение "Автостекло" (72) И. Н. Васютин. 3. В. Гойхман, А. А.

Медянская, Т. А. Науменко и Л. К. Шитц (53) 666.263(088.8) . (56) Бережной А, И, Ситаллы и фотоситаллы.

M.: Машиностроение, 1966, с, 348..

Патент ФРГ М 962110, кл. 32 b-3/32, опублик. 1957, Изобретение относится - к стекольной промышленности и может быть использовано в различных областях техники для изготовления из стекла или стеклокристаллического материала прецизионных изделий сложной формы, в частности в рентгенотехнике для изготовления решеток рентгеновских двухлинейных растров. Известны составы светочувствительных стекол калиево-литиево-алюмосиликатной системы для изготовления прецизионных изделий.

Наиболее близким к изобретению является светочувствительное стекло, в состав которого входят компоненты в следующих соотношениях, мас.$: $(02 60-85: LlzO 5,515,0 А!20э 2,0-25,0; К20 0-4,0: NEO 0-4,0;

CeOz 0,05; $пО 0,02; Аи 0;001-0,030 или

Ag2O 0,001-0,300, или СигО 0,001-1,000, Известные Аи- и Ag-содержащие составы стекол обладают рядом недостатков, затрудняющих широкое использование их в технике: дефицитность, высокая стоимость светочувствительных и сенсибилизирующих добавок (Au. Ag. Се), сравнительно узкая . область спектральной чувствительности. Известные Си-содержащие составы нетехнологичны, имеют пло„, SU () l 747407 А1 (я)ю С 03 С 3/083, 4/06

-:; «. МЯЕЮ ФДВ". „

,;1 j 0 "" (54) СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ СТЕКЛО (57) Использование: изготовление решеток рентгеновских двухлинейных растров, Сущность изобретения: стекло содержит следующие компоненты, мас. оксид кремния

78,0 — 83,0; оксид лития 9,0-13,0; оксид калия

4,0-6,0; оксид алюминия 2,0-6,0; оксид меди 0,005-0,050; сера 0,003-0,100; о ксид марганца 0,01-0,2 и/или оксид железа

0,010-0,200. Температура варки 14601480 С, дифференциал растворимости 5872. 1 табл. хую воспроиэводимость и низкий уровень эксплуатационных характеристик — дифференциала растворимости ДР (отношения скорости растворения облученного к скорости растворения необлученного стекол после термической обработки), чувствительности к коротковолновому иэлучению, особенно к рентгеновским лучам. Рабочий интервал температур термйческой обработки этих стекол весьма узок, отношение Cu(l)/Cu(ll) для одного и того же состава сильно зависит от температуры варки и газовой среды, Вследствие этого содержание фотоактивного компонента Cu(l), которое определяет s основном кинетику процесса образования центров скрытого иэображения при облучении и кристаллизации во время термической обработки, резко колеблется от варки к варке.

Поскольку строгое поддержание температуры и среды в варочном агрегате является черезвычайно сложной задачей. составы с медью не находят практического применения.

Цель изобретения — увеличение дифференциала растворимости Си-содержащих

1747407

15

ЗО

45

5О

55 стекол калиево-литиево-алюмосиликатной системы.

Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее 310г, LlzO, АЬОз, К20, Со20, дополнительно содержит S, по край2ней мере один оксид из группы Мп20э u FeO при следующем соотношении компонентов, мас.$. SIOz 78 — 83, 020 9 — 13, AlzOg 2-6, К20

4-6, Sz 0,003-0,100; Си20 0,005-0,05, причем МпрОз 0,01 — 0,20 и/или FeO 0,01-0,20.

Повышение технологичности, изготовления и расширение рабочего интервала температур термической обработки стекла обеспечивается эа счет резкого смещения серой в комплексе с Мп и/или Fe равновесия Си(1) -Си(11) влево и стабилизации тем самым на оптимальном уровне содержания в стекле Cu(l) в процессе варки, выработки и отжига. Увеличение дифференциала растворимости обеспечивается высокой химической устойчивостью необлученного стекла предлагаемого состава после термической обработки, Стекла, выходящие по со ставу за указанные пределы, имеют низкий уровень эксплуатационных свойств, Так, например, увеличение SIOz, AlzOg более 83;О;

6,0 мас.$, снижение izO, Kz0 менее 9 и 4 мас, (, вызывает значительное уменьшение

Др за счет резкого падения скорости растворения облученного стекла после термической обработки. С другой стороны уменьшение SIOz, AIzOgMe ee 78 и 2 мас,$, увеличение LlzO, КрО, S Мп20э, FeO свыше

13; 6; 0,100; 0,20, 0,20 мас, $ соответственно также уменьшает Др йиже оптимального уровня. однако уже вследствие значительного повышения скорости растворения необлученного стекла после термической обработки. Введение S, Мп20э,FeO менее

0,003; 0,01; 0,01 мас., соответственно не оказывает заметного влияния на технологические и эксплуатационные свойства Си-содержащих составов. Стекла, содержащие

СирО менее 0,005 и более 0,05 мас.$ имеют низкий дифференциал растворимости: в I случае из-эа потери чувствительности и как следствие этого уменьшения скорости растворения облученного стекла, во II случае— повышения скорости растворения необлученного стекла в результате ощутимой кристаллизации последнего в процессе термической обработки.

Наличие в составе фотоэмульсий серы, которая является химическим сенсибилиэатором, повышает чувствительность последних к видимому свету. В предлагаемом техническом решении сульфидная сера, выполняя функцию химического сенсибилизатора, также повышает чувствительность стекла к рентгеновским лучам. Однако наряду с этим она в совокупности с Мп и/или Fe стабилизирует в стекле содержание фотоактивного компонента Cu(l), улучшая тем самым его технологические и эксплуатационные свойства.

Для экспериментальной проверки изобретения было сварено 12 стекол, В качестве сырьевых материалов использовали песок ГОСТ 22-551-77, углекислый литий ТУ

95-455-77, глинозем ГОСТ 6912-74, поташ

ГОСТ 10690-73, диоксид церия ТУ 48-432074, сернистую медь ТУ 6-09=4143-75, сернистае железо МРТУ 09-1148-64, сернистый марганец ТУ 6-09-01-251-75, оксид олова ТУ

6-09- 163-76, оксид марганца ТУ 6-09-216574, оксид железа ТУ 6-14-483-76. Необходимые восстановительные условия в шихте создавались путем введения антрацита

ГОСТ 3846-78. Для равномерного распределения антрацит, малые добавки сернистой меди, сульфидов (оксидов) марганца и/или железа в шихту вводили посредством смесей. Смеси готовили в два этапа, I этап— тщательное измельчение и перемешивание в течение 30 мин в вибромельнице со стеклянными шарами сернистой меди вместе с антрацитом, сульфидами (оксидами) марганца и/или железа. II этап — разбавление смеси песком в соотношении 1;30. Разбавление производили в вибр .;ельнице в течение 30 мин, Стекла варили в газовой печи в шамотных горшках емкостью 1.и 170 л при максимальной температуре 1460-1480 С.

Содержание кислорода в атмосфере печи во время варки меняли в широких пределах от

2,8 до 157 02. Вырабатывали стекло при

1150-1350 С методом проката или литья, Свойства определяли на полированных плоскопараллельных образцах размером

120х30х10 мм, вырезанных иэ средней части плиты или листа. Образцы облучали на рентгеновской уотановке в течение 30-60 мин. В качестве источника рентгеновских лучей использовали трубку с вольфрамоьым. антикатодом, Напряжение на трубке варьировалось в пределах 70-150 кВ, Расстояние от анода трубки до облучаемых образцов составляло 220 мм. Термообработку образцов после облучения проводили в высокостабйльной градиентной печи при

300-700 С в течение 1 ч. Образцы травили в

10 (-ном растворе HF при 20 С, В целях повышения равномерности травления травильный раствор перемешивали магнитной мешалкой. Дифференциал растворимости определяли по общеизвестной методике, толщину стравленных слоев стекла измеря1747407

Формула изобретения

Показатели

Состав

Т

2 ) 3

9 I O ) 11 (12

Содерканне ксмлонентое,мас.2:

820з

tit0

41тоа ко

Cu О

80,74

1t,2О

2,00

6,00

0,025

81,07

l0,50

3,73

81,2$

8I 21 79,44

t2,29 70,49

4,08 6,00

78, 00

t 3, Î0

4,44

81,25

83 ° 00

8t,25

10,30

3, 65

81 08 81 15

81 ° TO

10,33

10,24 10,45 10,30

12> 32

4,04

2,29

0,020

9,00

4,21

3,35

5,05

3,16

3,57

4,12

4,74

4,50

2,32 4,00 4,4$

4>68

4,16

4,16

4,60

О, 035 0> 050

0,025 0,030

0,007

О, 023

0,035 0,040 0,030

0,025

0,005

О, 010

СиО

2"

О, 005

О, 030

О, 010

0,070

0,050 0,025

О, 005

0,030

0,015

0,080 0,030

0,100 0,010

О, 100 0,003

7еО

0,050 0,200

0,060

О, 01$

0>092

16 О»

SnO

0,010

0,050

0,200

0,020

0,050

О, 020

О, 0$0

Сере

Основнме эксплуатациомние карактеристнки

А ° т

6,25

6,2$

72

16,25

5-26

15, 2$7, 75.

7- IT 64

18 36

13 ° 00

$8

6,00

66

8,SO

5, 75

7($0

6,25

68

5,65

6,25

62

3S.+ Ч скорость растворению необлучемного стекла после термической обработки, нг/сиз,ч;

А дифференциал> раствор>а>ости (отмок>змие скорости растворению облученного к скорости растворению необлученного стекол после термической обработки);

ЬТю " рабочмр мнтереал температур тесммческор обработки, е еотором величина А состаалкет не неч ю 0,8 макс,гланого значению, К.

Составитель Л.Милова

Редактор Т.Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 2469, Тираж ., Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ли с помощью микрометрической головки типа ИГМ.

Основные эксплуатационные характеристики прототипа и предлагаемого состава с различным соотношением компонентов представлены в таблице.

В качестве прототипа приведен конкретный состав 1.

Для сопоставления и иллюстрации воспроизводимости свойств стекол известных

Си-содержащих составов приведен состав

2, сваренный при идентичных условиях из той же шихты, что и состав 1. Из таблицы следует, что несмотря на идентичность состава шихты, полученные в разное время

Си-содержащие стекла имеют существенно различное содержание СигО; дифференциал растворимости этих стекол отличается в

2-3 раза. Приведенный пример наглядно демонстрирует также низкую воспроизводимость и другой важной характеристики известных Си-содержащих составов-ширины рабочего интервала температур термической обработки.

Таким образом, введение S, MngOg и/или FeO в Си-содержащие составы в количестве 0.003 — 0,100; 0,01-0,20 и/или 0,010,20 мас.7ь соответственно стабилизирует медь в одновалентном состоянии, резко повышает независимо от количественного соОтношения компонентов в предлагаемых

5 пределах технологические и эксплуатационные свойства: химическую устойчивость необлученного стекла после термической обработки, дифференциал растворимости, рабочий интервал температур термической

10 обработки.

Использование указанного изобретения позволит снизить стоимость стеклозаготовок, увеличить выход годных решеток и повысить качество рентгеновских двухли15 нейных растров.

Светочувствительное стекло, содержа20 щее, мас.$: Sf02 78,0-83,0; 020 9;0 — 13.0;

АЬОз2,0-6,0; Си200,005-0,05; К20, отл ича ю щ е е с я тем. что, с целью увеличения дифференциала растворимости, оно содеужит, мас.g К20 4,0 — 60 дополнительно S,, 25 0,003-0,100 и по крайней мере один оксид из группы: Мп20з 0,010-0.200; FeO 0,010-0,200,