Способ обработки стекла и устройство для его осуществления

 

Использование: обработка стекла, получение художественно-декоративных стеклянных изделий. Сущность: одновременно с воздействием сканирующего электронного луча на стекло ведут ионный обмен в ванне соли металла или расплава металла с приложением напряжения между источником электронного луча и ванной ионного обмена . При этом сканирующий электронный луч модулируют по интенсивности насыщенности элементов изображения. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 03 С 21/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Iî = з+ Ь+1р

IgQ(E1+E 2) /{Ил+йрЯ (1 (21) 5000675/33 (22) 31.07.91 (46) 07.07.93. Бюл. 3Ф 25 (76) А,П.Мантуло (56) Заявка Японии И 54-30688, кл. СОЗ С 21/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 504721, кл. С 03 С 21/00, 1973.

Физика и химия стекла. Ленинградское отд., Наука, т.15; l4 5, с.780. 1989. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТЕКЛА И УСТ-

РОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к способам обработкистекла и предназначенодля получения художественно-декоративных стеклянных изделий.

Целью изобретения является получение сложных цветнык изображений в стекле.

На фиг.1 представлена упрощенная эквивалентная электрическая схема системы электронный луч — стекло — расплав соли металла; на фиг.2 — блок-схема устройства для осуществления способа.

На фиг,1 представлены:

Е1 — источник напряжения;

Ez — эквивалентный-источнику тока (луча) источник напряжения с внутрвнйим сопротивлением Р, 14 — сопротивление электронного луча, эквивалентное обратной проводимости электронного луча;

R< — сопротивление стекла;

Rp — сопротивление расплава соли металла;

С вЂ” эквивалентная емкость стекла.

„„5U„„1826961 АЗ (57) Использование: обработка стекла, получение художественно-декоративных стеклянных изделий. Сущность: одновременно с . воздействием сканирующего электронного луча на стекло ведут ионный обмен в ванне соли металла или расплава металла с приложением напряжения между источником . электронного луча и ванной ионного обмена. При этом сканирующий электронный луч модулируют по интенсивности насыщенности элементов иэображения. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Условие протекания равновесного процесса при последовательном сканировании (кадровой развертке) луча: где 1Π— установившееся значение тока через расплав;

4 — ток заряда стеклянной мишени, ln — постоя нный ток, lp — ток разряда стеклянной мишени

- (йл+йр)/(йл+Вс+Яр)ЗЕ 3 (2) In = (E 1+Е2)/(Йл+Йс+Йр) (3) Ip = ИЕ 1+Е2)Ис3 (1-фл+Йр)/(Йл+йс+йр))е р (4) где t — период кадровой развертки; х з- время заряда стеклянной мишени (образца), 1826961

T: p — время разряда стеклянной мишени во время обратного хода луча, тз = ((Rn+Rp).Rc.Cc)/(Rn+Rc+Rp); (5)

< р =Rc Сс. (6) Таким образом, ионы металла внедряютСя в стекло под действием сил электричеci

10 с тоном массопереноса, пропорциональным величине напряженности поля, созданным источником напряжения Е>, наличие тока источника напряжения Е2 и обратно бражения может быть осуществлена по телевизионным стандартам или стандартам компьютерных мониторов, поскольку постоянные развертки — время развертки строки и кадра намного меньше времени протекания электродиффузионных процессов в стекле, пропорциональными сопротивлению сред: расплав — стекло — электронный луч.

Концентрация ионов (насыщенность изображения) задается временем восстано- 2" вительной реакции и/или температурой стекла, контактирующего с расплавом соли металла, и/или величиной тока электронного луча и/или величиной напряжения между источником электронного луча и расплавом 25 соли, поскольку каждый из этих факторов влияет на величину ионного тока, Синтез полихромного изображения осуществляется введением в стекло ионов, сообщающих ему различную оКрасКу, ð ÷eM фоновой окраской является окраска обрабатываемого стекла, Для этого полихромное изображение разделяют во времени последовательно на монохромные фрагменты проецируют эти фрагменты один за другим 35 на стекло с помощью сканирующего электронного луча, формирующего потенциальный рельеф, соответствующий данному монохромному фрагменту. При этом при переходе от получения изображения одного 40 фрагмента к дополняющему изображению другого фрагмента заменяют расплав соли металла на другой, вводят коррекцию в пространственное распределение MHTGHcHBHOсти сканирующего электронного луча, "5 изменяют параметры протекания процесса: время экспозиции процесса и/или температурный режим стекла и расплава соли металла.

Сканирование электронным лучом по- 50 верхности стекла — кадровая развертка изоУстройство для осуществления способа содержит (фиг.2) установленную в печи 1 с нагревателем 2 ванну 3 с солью металла или металлическим расплавом, размещенную в ней раму 4, контактирующую через уплотнитель 5 со стеклом 6, вакуумную камеру 7, контактирующую через уплотнитель 8 с рамой 4, расположенные в вакуумной камере

7 электронную пушку с катодом 9, модулятором 10 и ускоряющим 11 и фокусирующим

12 электродами. отклоняющую систему 13, установленную на камере 7, вакуумный пост

14 откачки соединенной посредством вывода 15 с вакуумной камерой 7, датчик 16 температуры, расположенный в ванне 3 и подключенный через регулятор 17 к нагревателю 2, блок 18 задания программы изображения и систему управления электронным лучом, выполненным в аиде источника t9 анодного напряжения, селектора 20 каналов, блока 21 канала изображения, блока 22 цветности, переключателя 23 каналов цветоразностных сигналов и блока

24 развертки, Вход системы управления электронным лучом соединен с выходом блока 18 задания программы изображения.

Стеклянный образец 6, подлежащий электронно-ионной обработке, является одновременно элементом конструкции, замыкающим вакуумируемый объем вакуумной камеры 7. Одна его поверхность соприкасается с расплавом соли, а другая состыкована с вакуумной камерой 7 посредством вакуумных уплотнителей 5. 8 и рамы 4. Ванна 3 соединена с положительным выводом источника 19 анодного напряжения, отрицательный вывод которого соединен параллельно с катодом 9 электронной пушки 8 и первым входом блока 21 канала изображения, второй вход которого соединен с выходом селектора 20, а выход с входом блока 22 цветности. Выходы блока 22 цветности через переключатель 23 каналов цветоразностных сигналов подключены к модулятору 10 электронной пушки 8. Ускоряющий электрод 11 и фокусирующий электрод подкл ючены к первому и второму входу блока 24 развертки, третий выход которого подключен к отклоняющей системе 13. Вход селектора 20 соединен с выходом блока 18 задания программы.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно создают программу фиксированного изображения рисунка, вводят ее в блок 18, который принимает, обрабатывает, хранит и транслирует это изображение в систему управления электронным лучом.

1826961

20

С помощью вакуумного поста 14 откачки производят откачку объема вакуумной камеры 7, ограниченного поверхностью стеклянного образца 6, до степени разрежения 10 — 10 Па. Величина степени вакуума определяется габаритами вакуумной камеры, размерами стеклянного образца 6. При больших габаритах вакуумной камеры 7 и, соответственно, больших расстояниях пробега электронов, требуется более высокий вакуум.

Затем на регуляторе 17 температуры устанавливают значение температуры, соответствующее температуре плавления соли металла 3, например йаМОз, и достаточной проводимости стеклянного образца 6, производят нагрев. контролируя температуру с помощью датчика 16 температуры.

Далее включают систему управления электронным лучом, При этом сигнал с выбранного канала блока 22 цветности с помощью переключателя 23 каналов цветоразностных сигналов поступает на модулятор 10 электронной пушки 8, Селектор каналов 20 принимает информацию об изображении от блока 18 и после обработки передает на блок 21 канала изображения, который осуществляет модуляцию сигнала изображения. Блок 24 развертки осуществляет развертку заданного кадра изображения. Таким образом осуществляется сканирование электронного луча, созданного электронной пушкой 8 по поверхности стеклянного образца 6. Производят экспонирование требуемого монохромного изображения выключают систему управления электронным лучом и регулятор 17 температуры, отделяют ванну 3 от состыкованного с вакуумной камерой 7 стеклянного образца

6, очищают его поверхность от остатков соли металла,.заменяют соль в ванне 3 (или ванну с солью) на соль, позволяющую получить дополняющий цвет изображения, Переключают выход блока 22 цветности с помощью переключателя 23 каналов цветоразностных сигналов 23, подключая модулятор 10 электронной пушки 8 к выбранному каналу, Устанавливают значение температуры на регуляторе 17 температуры, соответствующее температуре плавления новой соли металла и новое время экспозиции. Производят экспонирование нового фрагмента изображения на ту же поверхность стекла.

Таким образом получают полихромное изображение.

Поскольку при требуемых температурах (250 — 400 С) теплопередача от нагретой поверхности стекла осуществляется излучением и теплопроводностью, рама должна иметь коэффициент теплопроводности ниже, чем стеклянного образца и вакуумной камеры.

При выполнении вакуумной камеры 7 из стекла рамы 4 и вакуумное уплотнение 8 могут не устанавливаться, Предлагаемый способ и устройство не накладывают ограничений на форму стеклянного образца 6 при условии соблюдения вакуумной плотности сочленения его с вакуумной камерой 7.

Способ обработки стекла для получения цветных изображений и устройство для его реализации позволяют создавать сложные полутоновые цветные изображения предметов и сюжеты в стекле, объединяя при этом возможности компьютерной графики и телевизионного мониторинга с возможностями электромеханических методов окрашивания стекла.

Данное техническое решение позволяет получать сложные цветные изображения в стекле и поэтому может найти применение в таких областях художественно-прикладного искусства как витражное, декоративное. ювелирное.

Формула изобоетения

1. Способ обработки стекла путем нагрева и воздействия сканирующим электронным лучом, отличающийся тем, что, с целью получения сложных цветных изображений в стекле, одновременно с воздействием сканирующего электронного луча ведут ионный обмен в ванне соли металла ипи расплава металла с приложением напряжения между источником электронного луча и ванной ионного обмена. при этом сканирующий электронный луч модулируют по интенсивности насыщенности элементов изображения, формируя потенциальный рельеф, 2, Способ по п,1, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью получения поли --.много иэображения, разлагают изображение на фрагменты, число которых равно требуемому числу окрашивающих слоев в стекле, экспонируют поочередно эти фрагменты на стекло сканирующим модулированным по интенсивности электронным лучом, формирующим потенциальный рельеф, соответствующий данному монохромному фрагменту, причем при переходе от получения фрагмента одного цвета к фрагменту другого цвета заменяют расплав сопи металла на другои, изменяют длительность экспозиции и/или температурный режим стекла и расплава соли металла.

3. Устройство для обработки стекла, содержащее размещенную в вакуумной камере электронную пушку с катодом, модулятором и ускоряющим и фокусирующим электродами, отклоняющую систему, вакуумный пост откачки, соединенный с вакуумной камерой, и датчик температуры, подключенный через регулятор к нагревате- 5 люстекла,отл ичающееся тем,что,с целью получения сложных цветных иэображений в стекле, оно снабжено ванной с солью металла или металлическим расплавом, установленной в ней рамой, контакти- 10 рующей через уплотнители с одной стороны со стеклам, с другой — с вакуумной камерой, источником анодного напряжения, блоком задания программы изображения, блоком . развертки, селектором каналов, блоком ка- 15 нала иэображения, блоком цветности, переключателем каналов цветоразностных сигналов, причем положительный вывод ис" точника анодного напряжения соединен с ванной, отрицательный — с катодом электронной пушки и первым входом блока канала иэображения, с вторым входом которого через селектор каналов соединен выход блока задания программы иэображения, выходы блока канала изображения подключен.ы соответственно к входам блока развертки и блока цветности, выходы которого через переключатель каналов цветоразностных сигналов подключены к модулятору электронной пушки, ускоряющий и фокусирующий электроды которой подключены к первому и второму выходам блока развертки, третий выход которой соединен с отклоняющей системой, а датчик температуры размещен в ванне.

1826961

Составитель И.Плотникова

Техред M. Моргентал Корректор С.Лисина

Редактор

Заказ 2328 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101