СТЕКЛО

СТЕКЛО 


RU (11) 2169124 (13) C2

(51) 7 C03C3/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2001.06.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 97106156/03 
(22) Дата подачи заявки: 1997.04.15 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1997.04.15 
(43) Дата публикации заявки: 1999.05.10 
(45) Опубликовано: 2001.06.20 
(56) Аналоги изобретения: ПРОХОРОВА Т.И. и др. Новый материал - кварцевое светорассеивающее стекло. - Стекло и керамика, 1991, № 7, с.9 - 10. SU 1701660 A1, 30.12.1991. SU 923975 A, 30.04.1982. US 5236876 A, 17.08.1993. 
(71) Имя заявителя: Гомельский государственный университет им. Франциска Скорины (BY) 
(72) Имя изобретателя: Бойко Андрей Андреевич (BY); Подденежный Евгений Николаевич (BY); Семченко Алина Валентиновна (BY); Мельниченко Игорь Михайлович (BY) 
(73) Имя патентообладателя: Гомельский государственный университет им. Франциска Скорины (BY) 
(98) Адрес для переписки: 246699, Республика Беларусь, г.Гомель, ул. Советская, 104, ГГУ им. Ф.Скорины, патентная служба 

(54) СТЕКЛО 
Изобретение относится к составам светорассеивающего кварцевого стекла, используемого для изготовления диффузно-рассеивающих элементов, экранов и светофильтров, в частности, для изготовления Уф-фильтров-отражателей в системах накачки твердотельных лазеров. Техническая задача изобретения - обеспечение поглощения ультрафиолетового излучения в диапазоне менее 360 нм при высоком светопропускании в видимой части спектра. Стекло содержит аморфный диоксид кремния с распределенными в нем кристаллами оксифторида церия в количестве 0,31-0,85 мас.%. Диаметр кристаллов оксифторида церия 40-80 нм, а количество - (4-7)107 шт/см3. 1 табл., 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к составам высококремнеземистого стекла, в частности к светорассеивающему кварцевому стеклу, и может быть использовано для изготовления диффузно-рассеивающих элементов, экранов, фильтров, отрезающих ультрафиолетовую часть спектра, в частности фильтров-отражателей систем накачки твердотельных лазеров.
Известно высокочистое полупрозрачное кварцевое стекло, содержащее аморфную матрицу из диоксида кремния и распределенные в объеме матрицы светорассеивающие частицы (см. заявку Японии N 1226747, C 03 B 20/00, C 03 C 3/06, опубл. 11.09.88). Известное стекло содержит более 99,9% диоксида кремния, а в качестве светорассеивающих частиц - пузыри и пустоты малого диаметра, образованные давлением инертного газа на стекломассу при температурах более 1500oC. Получение такого стекла технологически сложно и требует значительных энергетических и экономических затрат. Известное стекло пропускает значительную часть ультрафиолетового излучения и обладает недостаточной радиационной стойкостью.
Известно стекло, содержащее матрицу из аморфной фазы на основе диоксида кремния и кристаллическую фазу в виде кристаллов, распределенных в матрице (см. авторское свидетельство СССР N 1701660, МКИ C 03 C 3/12, 4/06, опубл. 30.12.91). Известное стекло имеет сложный состав аморфной фазы и кристаллы неустойчивого состава диаметром 3-4 мм в количестве (3-6) 106 шт/см3 и используется для изготовления диффузно-рассеивающих светофильтров. Стекло получают путем варки при температуре 1460oC, а выделение кристаллов осуществляется путем длительной термообработки при 550oC, что требует значительных энергетических затрат. Известное стекло не обладает высокой термической стойкостью, в частности из-за перекристаллизации и роста кристаллической фазы.
Наиболее близким к заявляемому является стекло, содержащее аморфную фазу из диоксида кремния и распределенные в ней частицы другой фазы (см., Т.И. Прохорова, О.М.Острогина, Е.Г.Романова. Новый материал - кварцевое светорассеивающее стекло // Стекло и керамика. N 7, 1991, с. 9 - 10). В качестве распределенных частиц в известном стекле используют пузырьки с размером 0,01 - 0,1 мм и с концентрацией 500 - 10000 шт/см3 . Известное стекло получают методом направления электротермическим или газоплазменным способом при регулируемом избыточном давлении и высокой температуре, что создает технологические трудности и требует повышенных энергозатрат. Известное стекло не обеспечивает поглощение ультрафиолетового излучения в области менее 360 нм, что затрудняет использование его в системах накачки твердотельных лазеров в качестве отражателей ввиду необходимости применения дополнительного УФ-фильтра.
Заявляется термостойкое диффузно-рассеивающее кварцевое стекло, поглощающее УФ-излучение в области до 360 нм и обладающее высоким светопропусканием в видимой области спектра.
Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что в стекле, содержащем аморфный диоксид кремния и распределенную в нем дисперсную фазу, в качестве последней используют кристаллы оксифторида церия диаметром 40 - 80 нм в количестве (4 - 7) 107 шт/см3 при следующем содержании компонентов, мас.%:

Кристаллы оксифторида церия - 0,31 - 0,85

Аморфный диоксид кремния - 99,15 - 99,69

Согласно изобретению предлагается кварцевое стекло, содержащее в качестве добавки кристаллический оксифторид церия, стекло имеет структуру двухфазной системы, в которой в матрице из аморфной фазы диоксида кремния равномерно распределены кристаллы оксифторида церия, т.е. кристаллическая фаза.
Введение кристаллической фазы оксифторида церия ниже указанных пределов не позволяет получать кристаллическую фазу указанных размеров, а выше указанных пределов ухудшает пропускание и приводит к растрескиванию стекла. Указанные размеры и концентрации кристаллов оксифторида церия позволяют идентифицировать предлагаемое стекло и обеспечивают возможность диффузного рассеивания света.
Существенное значение имеет содержание примесей в заявленном стекле, которое в сумме не превышает 10-4% и основную часть которого составляют ионы гидроксида.
Конкретные составы и свойства стекла для диффузно-рассеивающих светофильтров приведены в таблице, где составы 2-5 предлагаемые, а составы 1, 6 характеризуют выбор граничных условий.
На чертеже приведены спектры пропускания стекол составов N 2 и N 5 (соответственно кривые 1 и 2).
В качестве исходного сырья для получения заявляемого стекла используют тетраэтилортосиликат (ТЭОС), аморфный тонкодисперсный кремнезем (SiO2), хлорид церия (CeCl3 7H2O), фторид аммония (NH4F) марок ХЧ и ОСЧ.
Материал получают прямым золь-гелем методом. ТЭОС гидролизуют деионизованной водой в присутствии кислого катализатора, например соляной кислоты; в полученный золь вводят тонкодисперный кремнезем и хлорид церия в виде раствора в деионизованной воде, превращают золь в гель, добавляя в полученную смесь фторид аммония, при этом формируются кристаллы CeF3; разливают в плотно закрывающиеся формы и выдерживают. Полученные заготовки модифицированного геля сушат, а затем спекают на воздухе при 1150 - 1200oC в течение 1 -1,5 часа. В процессе термообработки кристаллы окисляются до оксифторида церия (GOF) и остаются в стекле в виде белых кристаллов.
Заготовки стекла получают в виде труб, пластин, стержней и других профилей. Заготовки могут использоваться как изделия либо для превращения в изделия, могут подвергаться дальнейшей механической обработке.
Таким образом получен стеклокристаллический материал - кварцевое стекло, используемое как светорассеивающее стекло для светофильтров с различной оптической плотностью, обладающей высокой термостойкостью (до 1000oC), стойкостью к тепловому удару, высокой химической стойкостью. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Стекло, содержащее аморфный диоксид кремния и распределенную в нем дисперсную фазу, отличающееся тем, что в качестве последней используют кристаллы оксифторида церия диаметром 40 - 80 нм в количестве (4 - 7) 107 шт/см3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кристаллы оксифторида церия - 0,31 - 0,85

Аморфный диоксид кремния - Остальное


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к стекольной промышленности: стекольные составы и композиции, обработка стекла, оборудование для производства и разработки новых стекольных составов и композиций, приспособления и механизмы для обработки и производства стекла, специальные стекла и др.



Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "закалка стекла". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("закалка" или "стекла").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+закалка -стекла".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "состав" будут найдены слова "составы", "составом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "состав!".


Рейтинг@Mail.ru