Стекло

 

Использование: в качестве светофильтров, равномерно ослабляющих поток ИК-излучения в области спектра 800-1800 нм. Стекло имеет следующий состав, мас.%: оксид кремния 58-62 БФ SiO2, оксид алюминия 1-3 БФ Al2O3, оксид кобальта 0,05-1,0 БФ CoO, оксид никеля 0,1-6,0 БФ NiO, оксид бора 12-20 БФ B2O3, оксид цинка 3-6 БФ ZnO, оксид натрия 1-3 БФ Na2O, и/или оксид калия 12-17 БФ K2O, причем суммарное содержание оксидов натрия и калия находится в интервале 12-17%. Стекло имеет равномерное поглощение в интервале длин волн 800-1800 нм, температуру синтеза 1340-1360oC. 2 табл.

Изобретение относится к составам цветных оптических стекол для изготовления фильтров, используемых в качестве ослабителей в инфракрасной технике.

Развитие инфракрасной техники ведет к созданию мощных источников ИК-излучения, для работы с которыми требуются фильтры, равномерно ослабляющие поток излучения (нейтральные, оптическая плотность которых мало зависит от длины волны). Для этой цели применяются фильтры, изготавливаемые путем распыления металлов в вакууме, что создает технологические трудности при изготовлении, активном контроле и аттестации изделий. Кроме того, фильтры, изготовленные таким образом, обладают значительным светорассеянием, что вызывает дополнительные ошибки в работе регистрирующих устройств.

Известны стекла, содержащие в качестве основы оксиды кремния, алюминия, цинка, кальция, а также железа, кобальта, никеля и др. служащие для изготовления светофильтров, равномерно ослабляющих поток видимого света. В качестве аналога нами выбрано стекло состава (патент США N 3094423): SiO2 65,3 Al2O3 0-1 K2CO3 9-9,5 Na2CO3 8,75-9,25 ZnO 13 Fe2O3 2,5-2,75 Ni2O3 0,15-0,20 Co2O3 0,005-0,01 Al2O3 0-1
Sb2O3 0,1
Недостатком этого стекла является отсутствие нейтральности в близкой ИК-области спектра 0,8-1,8 мкм.

В качестве прототипа выбрано стекло наиболее близкое по химическому составу (патент Франции N 2074983):
SiO2 68-75
Al2O3 0-5
CaO 5-15
MgO 0-10
Na2O 10-18
K2O 0-5
Fe2O3 0,1-0,5
NiO 0-0,002
CoO 0,003-0,02
Se 0,0005-0,001
MgO + CaO 6-15
K2O + Na2O 10-20
Указанное стекло в толщине 5 мм имеет нейтральную кривую спектрального поглощения в видимой области спектра, а в области 1,05-1,6 мкм стекло обладает избирательным поглощением (см. табл. 2), следовательно, не может быть использовано для изготовления светофильтров, нейтральных в области длин волн от 0,8 до 1,8 мкм. Кроме того, это стекло имеет достаточно высокую температуру варки, а именно 1480oC, что также является его недостатком.

Целью данного изобретения является получение стекла, равномерно ослабляющего поток ИК-излучения в области длин волн от 0,8 до 1,8 мкм, из которого возможно изготовление нейтральных светофильтров со значениями оптической плотности 0,2-10, а также с более низкой температурой варки.

Указанная цель достигается тем, что стекло, включающее как и прототип, SiO2, Al2O3, K2O, NiO, CoO, дополнительно содержит B2O3 и ZnO при следующем количестве ингредиентов, мас.

SiO2 58-62
Al2O3 1-3
CoO 0,05-1,0
NiO 0,1-6,0
B2O3 12-20
ZnO 3-6
Na2O 1-3
и/или
K2O 12-17
причем суммарное содержание оксидов натрия и калия находится в интервале 12-17%
Выбор интервала для щелочей диктуется следующими соображениями: 1) при суммарном количестве Na2O и K2O менее 12% увеличивается температура варки стекла, 2) при суммарном количестве Na2O и K2O более 17% ухудшается химическая устойчивость стекла.

Конкретные составы приводятся в табл. 1.

Температура синтеза составляла 1340-1360oC. Стекла были получены в стекритовых тиглях емкостью 0,5 л в электрической печи с карборундовыми нагревателями. Время синтеза 4 ч (включая засыпку и осветление).

Для количественной оценки равномерности ослабления (независимости оптической плотности от длины волны) введены следующие характеристики:
среднее арифметическое значение K в интервале длин волн 800-1800 нм.

О абсолютное отклонение K от
Оср среднее арифметическое абсолютных отклонений, выраженное в процентах от
Оmax наибольшее из отклонений K от в к .

значения , О, Оср и Оmax для заявляемого стекла и прототипа даны в табл. 2.

Из данных табл. 2 видно, что для заявляемого стекла среднее отклонение показателя поглощения по спектру не превышает 4% а максимальное отклонение 10% в то время как для прототипа значительно превышает, а именно 13% и 20% соответственно.

Таким образом, преимуществом заявляемого стекла является равномерность поглощения по длине волны в области спектра 800-1800 нм, а также меньшая температура варки, что значительно снижает энергозатраты при его производстве.

Отметим, что выбор интервала для щелочей диктуется следующими соображениями:
1) при суммарном количестве Na2O и K2O менее 12% увеличивается температура варки стекла;
2) при суммарном количестве Na2O и K2O ухудшается устойчивость стекла.


Формула изобретения

Стекло, включающее SiO2, Al2O3, K2O, Na2O, NiO, CoO, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит B2O3 и ZnO при следующем соотношении компонентов, мас.

SiO2 58 62
Al2O3 1 3
CoO 0,05 1,0
NiO 0,1 6,0
B2O3 12 20
ZnO 3 6
Na2O 1 3
и/или
K2O 12 17
причем суммарное содержание оксидов натрия и калия находится в интервале 12 17%

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к стеклам, прозрачным в ИК-области спектра, которые могут быть использованы в качестве материалов для оболочки световодов

Изобретение относится к созданию материалов для изделий конструкционной оптики

Изобретение относится к созданию ИК-прозрачных материалов для изделий конструкционной оптики

Изобретение относится к составам стекол, применяемым для изготовления светофильтров, прозрачных в видимой и ближней инфракрасной областях спектра

Стекло // 2016859

Изобретение относится к составам красных стекол и предназначено для производства светотехнических и высокохудожественных стеклоизделий методом наклада с бесцветным высокощелочным стеклом

Стекло // 1650620
Изобретение относится к составам силикатных стекол и может быть использовано в приборостроении, квантовой электронике , например в качестве люминесцентных трансформаторов и светофильтров

Стекло // 1643487
Изобретение относится к составам стекол, применяемых в электронной промышленности, в частности для изготовления фотошаблонов С целью снижения температуры начала деформации и исключения кристаллизации стекло имеет следующий состав, мас.%: 510г 55-63; Бг03 0,8-12; А1203 8,10- 13, 0,01-2,9; СаО 0,01-3,99; ВаО 0,01-7,6; ZnO 6,11-10,99; ЫагО 1,1-3,9; Кг.0 0,01-3,88; SrO 0,01- 5,9; 0,1-1

Изобретение относится к составу электровакуумных стекол, используемых для спаивания с ферроникелевыми сплавами типа ковара, в частности для изготовления различного типа, гермовыводов (электросоединителей) с корпусами из сплава 47НД и выводами из ковара, работоспособных в интервале температур 196-400°С

Изобретение относится к составам стекол, прменяемых для спаивания с ферритовыми и немагнитными керамическими материалами при изготовлении магнитных головок, в частности головок для дисковых накопителей или многодорожечных блоков магнитных головок в технике звуко- и видеозаписи при соединении элементов

Стекло // 1479427
Изобретение относится к бесщелочным стеклам, применяемым в электронной технике, в частности, как покрытие для поликоровых подложек, применяемых в теплопечатающих электронных головках

Изобретение относится к составам стекол, применяемых для спаивания с ферритовыми материалами при формировании рабочих зазоров и соединения элементов многодорожечных блоков магнитных головок в технике звукои видеозаписи

Стекло // 1357375
Изобретение относится к составам силикатных стекол и может быть использовано в приборостроении, квантовой электронике, в частности , в качестве светотрансформатора, коллектора солнечной энергии, активной среды

Изобретение относится к боросиликатному стеклу, которое содержит оксид циркония и оксид лития, имеет стойкость к гидролизу, кислотостойкость и стойкость к едкому щелоку по классу 1, и обладает низкой вязкостью, в особенности в диапазоне при переработке

Изобретение относится к медицинской промышленности, в частности к технологии изготовления глазных протезов из стекла, предназначенных для протезирования лиц, лишенных одного или обоих глаз, а также при наличии атрофированного глазного яблока или глаза с бельмом, в лечебно-косметических целях

Стекло

Наверх