СТЕКЛО

СТЕКЛО


RU (11) 2016857 (13) C1

(51) 5 C03C3/078 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 4944219/33 
(22) Дата подачи заявки: 1991.05.29 
(45) Опубликовано: 1994.07.30 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1495319, кл. C 03C 3/095, 1988. 2. Авторское свидетельство СССР N 1414810, кл. C 03C 3/11, 1986. 
(71) Заявитель(и): Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности 
(72) Автор(ы): Лившиц В.Я.; Гольденфанг Б.Г.; Марчук Е.А.; Поталицын М.Г. 
(73) Патентообладатель(и): Лившиц Владислав Яковлевич; Гольденфанг Борис Геннадьевич; Марчук Евгений Александрович; Поталицын Максим Георгиевич 

(54) СТЕКЛО 

Использование: изготовление оптических и акустических элементов с градиентом свойств методом ионообменной взаимодиффузии из расплавов солей одновалентных металлов. Сущность изобретения: стекло содержит, мол.%: оксид кремния 51,1 - 56,8, БФ SiO2 ; оксид лития 5 - 20, БФ Li2O ; оксид натрия 5 - 20, БФ Na2O ; оксид титана 15 - 19, БФ TiO2 ; оксид олова 1 - 3, БФ SnO2 ; оксид сурьмы 0,2 - 0,4, БФ Sb2O3 . Перепад показателя преломления от +300 до -28510-4 , инкремент показателя преломления (14-17)10-4(мол.%)-1 при ионном обмене, модуль Юнга (870-977)108H/м2 . 3 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к стеклам для оптических и акустических элементов с градиентом свойств, изготовляемых методом ионообменной взаимодиффузии из расплава солей одновалентных металлов.

Известно, стекло [1] состава, мол.%: SiO2 64,0-71,0; Na2O 4,0-14,0; Li2O 1,0-12,0; NaCl 1,0-3,0; CeO2 0,1-0,5; Sb2O3 0,1-1,0; HfO2 11,0-13,0; K2O 0,5-3,0, имеющее высокий модуль Юнга (820-870)х108 Н/м2, показатель преломления (ПП) nd 1,62, перепад показателя преломления после ионного обмена от 150 до 128x104 и инкремент показателя преломления от -10,7 до +11,3х10-4 мол.%-1.

Наиболее близким к описываемому стеклу по технической сущности и достигаемому результату является стекло следующего состава, мол.%: SiO2 62,9-70,8; Li2O 2,0-12,1; NA2O 6,5-15,8; ZRO2 0,5-10,5; TiO2 0,5-11,8; Sb2O3 0,1-1,0; CeO2 0,1-0,5; NaCl 1,0-3,7; SnO2 1,0-10,5 [2]. Это стекло имеет высокий модуль Юнга (798-846) 108 Н/м2, высокую скорость взаимодиффузии и высокий ПП 1,61, однако величина максимального перепада показателя преломления после ионного обмена не превышает значений +126 и -104 10-4 соответственно, при изменении ПП в сторону увеличения или уменьшения в зависимости от вида ионного обмена.

Целью изобретения является увеличение модуля Юнга и показателя преломления, а также перепада и инкремента показателя преломления.

Высокие значения модуля Юнга являются характеристикой высокой механической прочности исходного и целостности градиентного (измененного) стекла. Поставленная цель достигается тем, что стекло имеет компонентный состав, мол. % : SiO2 51,1-56,8; Li2O 5,0-20,0; Na2O 5,0-20,0; TIO2 15,0-19,0; SnO2 1,0-3,0; Sb2O3 0,2-0,4.

Конкретные составы стекла приведены в табл. 1.

Варку стекла проводили в платиновых тиглях из расчета на 0,5 кг стекла в лабораторных силитовых печах из шихты, в которой в качестве ингредиентов брали Li2CO3, Na2CO3 и остальные - в виде оксидов.

Температура варки 1450-1480оС.

Способ формирования градиентного стекла осуществляется следующим образом. Из стекла предлагаемого состава (табл.1) изготовлены образцы размером 10х10х10 мм. Образцы погружались в расплав солей и подвергались химикотермической обработке в режимах по табл. 2 при температуре 610-630оС в течение 3-7 Ч В табл. 2, кроме условий ионообменной обработки, приведены параметры стекла после взаимодиффузии, т.е. величина n - перепад ПП в диффузионном слое стекла после ионного обмена, а также величина ИПП = n/lR2O, гдеl - содержание обменивающегося оксида в исходное стекла. Знак "плюс" при и ИПП означает увеличение ПП стекла после обмена, знак "минус" - уменьшение.

В табл. 3 приведены значения показателя преломления n , модуля Юнга Е= плотности и дисперсии nF - nc предлагаемого стекла.

Стекло для ионного обмена тем лучше для получения градиентных элементов, чем больше величина изменения (перепада) ПП в нем и чем эффективнее это изменение происходит при эквимолярной замене одного щелочного оксида другим, т. е. чем больше величина ИПП. В стекле - прототипе величина n меняется от +126 до -104 10-4, а в предложенном стекло от +300 до -285 10-4, при этом ИПП в стекле - прототипе 8 10-4 (мол.%)-1, т.е. примерно в два раза меньше, чем в предлагаемом стекле (табл.2), где он в среднем (14-17) 10-4 (мол.%)-1.

Из данных табл. 3 видно, что предлагаемое стекло является по своим оптическим характеристикам nD и nF - nc типичным флинтом, однако со значительно меньшей, чем для обычных стекол этой группы плотностью. ПП предлагаемого стекла 1,63-1,67 выше, чем у прототипа, где nd < 1,61. Модуль упругости (модуль Юнга) предлагаемого стекла превосходит модуль Юнга для прототипа: Е = (798-846) 108 Н/м2 у прототипа, (870-977) 108 Н/м2 у предлагаемого стекла.

Предлагаемое стекло имеет прочную титаноловосиликатную сетку с минимальным количеством немостиковых связей и с преимущественным содержащем титан - и оловощелочных ионогенных групп, что создает благоприятную для высокотемпературной ионообменной обработки структурную ситуацию.

Измерения плотности стекла проводили методом гидростатического взвешивания, ПП - на рефрактометре Пульриха, величину перепада ПП определяли по плоскопараллельным срезам с образцов градиентного стекла на интерферометре Маха-Цендера, модули Юнга рассчитывали по данным измерения продольной и поперечнoй скоростей УЗВ, найденным экспериментально с помощью акустического метода "наложения импульсов".

Ионообменную обработку образцов стекол приводили по режимам табл.2 в шахтных печах типа СШОЛ.

Предлагаемое стекло не содержит дефицитных и токсичных компонентов, позволяет эффективно изменять ПП как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения от первоначального значения ПП исходного стекла. Это определяет возможность формирования методом ионного обмена градиентных слоев стекла, обладающих свойствами фокусировки и дефокусировки. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СТЕКЛО, включающее SiO2, Na2O, Li2O, TiO2, SnO2 и Sb2O3, отличающееся тем, что, с целью увеличения модуля Юнга и показателя преломления, а также перепада и инкремента показателя преломления, оно содержит указанные компоненты в следующих количествах, мол.%:

SiO2 51,1 - 56,8

Na2O 5,0 - 20,0

Li2O 5,0 - 20,0

TiO2 15,0 - 19,0

SnO2 1,0 - 3,0

Sb2O3 0,2 - 0,4


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