Стекло для светофильтров

(12) ГОСУДАРСТВЕННОЕ пктвнтнов ведомство рвспувлики БЕЛАРУСЬ(54) СТЕКЛО ДЛЯ СВЕТ 0 ФИЛЬТРОВ(73) Патентообладатель Гомельская научно производсгвеъшая фирма Техкерам (ЕЮСтекло для светофильтров, включающее 3102 и СеО 2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Си 2 О при следующем соотношении компонентов, мас.Изобретение относится к составам модифицированного кварцевого стекла, предназначенным для изготовления термостойких светофильтров, непрозрачных в ультрафиолетовой (УФ) и синей областях спектра, например, для систем накачки лазеров, в очках специального назначения, в медицинских целях.Известно стекло, содержащее диоксид кремния и модифицирующие добавки 1. Стекло содержит 99,199,7 (вес.) 102, а добавки в количестве диоксид алюминия (А 12 О 3) 0,01 0,5 диоксид европия (Еп 2 О 3) 0,01 03 диоксид титана (ТЮ 2) О,0101. Благодаря этому, обеспечивается полная непрозрачность стекла в диапазоне волн 160200 нм и прозрачность в диапазоне волн 460700 нм ввидимой области спектра. В то же время, благодаря указанным добавкам, не обеспечивается поглощение в диапазоне волн до 300 нм инеобходимое светоиспускание в диапазоне волн более 700 нм.Известно стекло, содержащее диоксид кремния и диоксид церия 2. Известное стекло включает, в вес. 34, 5102 99,599,97 111203 0010,1 ТЮ 0,0101 СеО 2 0,010,3. Благодаря этому обеспечивается поглощение в диапазоне длин волн до 300 нм. Однако известное стекло не обеспечивает поглощение УФ-длинноволновой области спектра и в начале видимой части спектра, т.е. в диапазоне до 400 нм. Оно характеризуется недостаточным светоиспусканием в видимой области спектра,особенно в коротковолновой его части.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является стекло для светофильтров, содержащее в качестве основы диоксид кремния и диоксид церия в качестве модифицирующей добавки З . Известное стекло включает, в вес. 102 98,2899,64 Се 02 0,36 1,72. Благодаря введению Се 02 обеспечивается поглощение в диапазоне длин волн до 360 нм. Однако известное стекло не обесПСЧИЗВЗВТ ПОГЛОЩЕНИЯ СИНЕЙ области спектра.Заявляемое техническое решение решает задачу создагпгя стекла для светофильтров, об ЛЗДЗЮЩИХ ПОВЫШСННЬМ СВЕТОПРОПУСКЗНИСМ В области 4 б 021 О 0 нм, с резкой крутизной края полосы поглощения и с обеспечением поглощения в диапазоне длин волн до 400 нм.Технический эффект заявляемого стекла заключается в смещении края полосы поглощения до 400 нм при сохранении высокого пропускания в видимой области спектра и сохранешш крутизны полосы поглощения стекла.Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что в стекле для светофильтров, содержащем диоксид кремния И ДИОКСНД церия, ДОПОЛШТЛЬНО СОДВРЖИТСЯ оксид меди при следующем соотношении компонентов, мас.Согласно заявляемому техническому решению предлагается трехкомпонентное стекло для светофильтров, содержащее в качестве основы диоксид кремния (5502), а в качестве модификаторов диоксид церия (Свод) и оксид меди (Си 20). Введение С 112 О менее 0,1 мас. не обеспечивает поглощения в области менее 400 нм, а увеличение оксида меди более 036 ведет к уменьшению крутизны полосы поглощения на 25 И, и снижению пропускания в видимой области более чем на 30. Кроме того, увеличение концентрации оксида меди приводит к появлению микрокристаллов в матрице стекла, что вызывает сильное рассеяние света.Исследованиями установлено, что введение в известное стекло оксида меди в интервале концентраций О,1 О,96 мас. И, обеспечивает максимальную крутизну полосы поглощения в интервале длин волн 420460 нм. Менее и более указанных пределов концентраций имест место возникновение паразитных полос поглощения, либо снижение крутизны полосы. Другими словами, обеспечиваются наилучшие условия для использования заявляемого стекла для изготовления отрезающего УФ и синее излучение светофильтра. При этом существенное значение имеет содержание примесей в заявляемом стекле, которое в сумме не превышает 104 и основную часть которого соСТВВЛЯЮТ ИОНЫ гидроксида.Конкретные составы стекол приведены в табл.1, где составы 25 предлагаемые, а составы 1,6,7 характеризуют выбор граничных значений, 8 - прототип.В качестве исходного сырья для получения заявляемого стекла используют тетраэтнлортосиликат (ТЭОС), аморфный тонкодисперсный кремнезем (102), хлорид церияСтекло получают прямым золь-гель методом. ТЭОС гидролизуют деионизованной водой в присутствии кислого катализатора, например,соляной кислоты в полученный золь вводят тонкодисперсиьгй кремнезем, хлорид церия и хлорид меди в виде раствора в деионизованной воде превращают золь в гель, добавляя в полученную смесь слабое основание, например аммиачную воду разливают в плотно закрывающиеся формы и выдерживают. Полученные заготовки модифицированного геля сушат, а затем спекают при 1150 1200 С до получения прозрачного тельного кварцевого стекла. В процессе сушки геля и термообработки в среде,насыщенной водяными парами, хлорид церия окисляется до Се 02, а хлорид меди претерпевает ряд превращений и трансформируется в оксид С 1120, содержащий одновалентную медь.Заготовки стекла получают в виде труб, пластин, стержней и других профилей. Заготовки МОГУТ ИСППЛЬЗОВЭТЬСЯ как ИЗДЕЛИЯ, ЛИбО ДЛЯ превращения в изделия, могут подвергаться дальнейшей механической обработке.В таблице 2 приведены данные по определеНИЮ СВСТОПрОПУСКННИЯ ПОЛУЧЕННЫХ СТСКОЛ И крутизны полосы поглощения и другие свойства.Таким образом, заявляемое стекло обладает высоким пропусканием в видимой и ИК-области спектра и характеризуется высокой крутизной полосы поглощения.ЧЧ НООм оп 0 дьиоыщони дноомщониГосударственное патентное ведомство Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.