Оптическое стекло, устойчивое к действию гамма-излучения

 

Использование: для производства стекла, устойчивого к действию гамма-излучения, обладающего повышенным светопропусканием в УФ- и видимой областях спектра. Сущность: оптическое стекло содержит, мас.%: оксид иттрия 5 - 6, оксид цинка 10 - 13, оксид бора 30 - 33, оксид лантана 34 - 38, оксид церия 0,2 - 0,5, оксид кремния 2 - 5, оксид кальция 1 - 3, оксид тантала 1 - 4, оксид циркония 2,5 - 5, оксид сурьмы 0,35 - 0,5, хлористое олово 0,7 - 1, причем SnCl₂/Sb₂O₃ 1,7 - 2. Стекло обладает 3-й категорией по показателю ослабления и смещением края поглощения в УФ-область спектра на 60 нм при сохранении гамма-устойчивости. 1 табл.

Изобретение относится к производству оптического стекла, устойчивого к действию гамма-излучения, более конкретно к стеклам с высоким показателем преломления, обладающим повышенным светопропусканием в УФ- и видимой областях спектра.

Известно оптическое стекло (пат. ГДР N 242801, кл. С 03 С 3/068, 1987) следующего состава, мас. SiO₂ 3,1-7,9; B₂O₃ 27,5-30,8; La₂О₃ 37-44; Y₂O₃ 1,8-8,3; ZnO 4,5-7,5; ZrO₂ 5,5-8,8; Al₂O₃ 1,3-3,4; SrO 1,3-3,2; WO₃ 0,6-2,0; TiO₂ 0-0,4. Стекло обладает показателем преломления n_d1,741-1,744, однако недостаточно гамма-устойчиво.

Наиболее близким по составу ингредиентов, технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому стеклу является стекло (СТК-119 по ОСТ 3-4931-81, 1981 г) со следующим содержанием компонентов, мас. Y₂O₃ 5,90; ZnO 12,28; B₂O₃ 32,02; La₂O₃ 36,41; СeO₂ 0,3; SiO₂ 3,90; CaO 1,94; Ta₂O₅ 2,9; ZrO₂ 4,35. Недостатком стекла-прототипа является низкая категория по показателю ослабления (преимущественно 7-я) и малое светопропускание.

Изобретение обеспечивает повышение светопропускания в ультрафиолетовой и видимой областях спектра и категории по показателю ослабления при сохранении гамма-устойчивости (ΔD ≅ 0,030).

Сущность изобретения заключается в том, что оптическое стекло, устойчивое к действию гамма-излучения, включает Y₂O₃, ZnO, B₂O₃, La₂O₃, CeO₂, CaO, SiO₂, Ta₂O₅, ZrO₂; причем в отличие от прототипа оно дополнительно содержит Sb₂O₃ и SnCl₂ при следующем соотношении компонентов, мас. Y₂O₃ 5,0-6,0 ZnO 10,0-13,0 B₂O₃ 30,0-33 La₂O₃ 34,0-38,0 CeO₂ 0,2-0,5 SiO₂ 2-5 CaO 1-3 Ta₂O₅ 1-4 ZrO₂ 2,5-5 Sb₂O₃ 0,35-0,5 SnCl₂ 0,7-1,0 при этом содержание компонентов SnCl₂ и Sb₂O₃ в составе стекла удовлетворяет соотношению SnCl₂/Sb₂O₃ 1,7-2,0.

В рассматриваемой системе при введении SnCl₂ при указанных соотношениях остальных компонентов и отношении SnCl₂/Sb₂O₃ создаются окислительно-восстановительные условия, переводящие церий в основном в трехвалентное состояние, в результате чего существенно повышается пропускание в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, повышается категория по показателю ослабления при сохранении гамма-устойчивости, т.е. достигается необходимый технический результат.

Изобретение поясняется таблицей, где приведены составы стекол и их свойства.

Варку стекол на основе оксидов, карбонатов, нитратов проводили в лабораторных и производственных условиях в платиновых тиглях 2 л и 60 л соответственно. Температура варки 1310^оС. Отжиг при температуре 630^о С. Как видно из таблицы, предлагаемое стекло имеет параметры, превышающие ранее достигнутые и зафиксированные, например, по сравнению с серийным стеклом СТК 119 (ОСТ 3-4931-81). Оно характеризуется повышенным светопропусканием, 3-й категорией по показателю ослабления (μ_A) и смещением края поглощения в ультрафиолетовую область спектра на 60 нм при сохранении гамма-устойчивости.

Формула изобретения

ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО, УСТОЙЧИВОЕ К ДЕЙСТВИЮ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ, включающее Y₂O₃, ZnO, B₂O₃, La₂O₃, CeO₂, SiO₂, CaO, Ta₂O₅, ZrO₂, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Sb₂O₃ и SCl₂ при следующем соотношении компонентов, мас.

Y₂O₃ 5,0 6,0 ZnO 10,0 13,0 B₂O₃ 30,0 33,0 La₂O₃ 34,0 38,0 CeO₂ 0,2 0,5 SiO₂ 2,0 5,0 CaO 1,0 3,0 Ta₂O₅ 1,0 4,0 ZrO₂ 2,5 5,0
Sb₂O₃ 0,35 0,5
SnCl₂ 0,7 1,0
причем SnCl₂/Sb₂O₃ 1,7 2,0.

РИСУНКИ

Рисунок 1