СТЕКЛО Российский патент 1994 года по МПК C03C3/247 

Изобретение относится к фторфосфатному стеклу с пониженным коэффициентом линейного термического расширения и с низкой температурой размягчения, которое может быть использовано в волоконной оптике при производстве оболочки для световодов, работающих в ИК-области спектра.

Для производства волокон, пропускающих в ИК-области, как правило, и световедущая жила, и светоизолирующая оболочка изготавливаются из фторцирконатных стекол. Для получения достаточно высоких значений аппертуры в волокнах показатель преломления оболочки должен быть ниже показателя преломления световедущей жилы. Значение аппертуры рассчитывается по формуле
A= , где n₁ - показатель преломления сердцевины,
n₂ - показатель преломления оболочки.

Известно фторфосфатное стекло, содержащее Р₂О₅, В₂О₃, фториды щелочных и щелочно-земельных металлов, а также фторид алюминия [1].

Наиболее близким к предложенному стеклу по составу и свойствам является стекло следующего состава, мас. %: Р₂О₂ 50-60, NaF 8-12, MgF₂0,1-3, АIF₃ 1-5, Nа₂О 20-27, YF₃ 2-7, Аl₂O₃ 2-7 [2].

Оно характеризуется высоким значением коэффициента термического расширения (190-210)˙10^-7 град^-1 и сравнительно высокой температурой размягчения 315-349^оС. Стекло предназначено для спаев с металлами, имеющими высокое значение коэффициента термического расширения, и в частности, с алюминием и его сплавами.

Недостатком этих стекол является относительно высокое значение температуры размягчения Тg = 315^оС и выше, а также довольно высокое значение коэффициента линейного термического расширения α = =190-210˙10^-7 град.^-1, что не соответствует свойствам фторцирконатных стекол (Т_f = =270-320^оС, α = 170-180˙10^-7 град^-1).

Целью изобретения является обеспечение коэффициента линейного термического расширения (165-188)˙10^-7 град^-1 и температуры размягчения 270-305^оС.

Указанная цель достигается тем, что в стекло, содержащее Р₂О₅, Na₂O, АlF₃, дополнительно вводят LiF и Li₂O при следующем соотношении компонентов, мас.%: Р₂О₅ 47,66-48,71 Na₂O 6,4-10,41 АlF₃ 28,2-28,82 LiF 8,71-8,90 Li₂O 5,20-7,17
Данный состав обеспечивает более высокие концентрации фтора, что приводит к снижению температуры размягчения и получению малокристаллизующихся стекол. Стекло не содержит высокотемпературных компонентов.

Стекла синтезируют в платиновых или стеклоуглеродных тиглях при температуре 850-900^оС, отливают в формы и отжигают при температуре 270-300^оС.

Изобретение поясняется конкретными примерами, приведенными в таблице.

Свойства полученного стекла позволяют использовать его в качестве оболочки фторцирконатного волокна.

Предлагаемое стекло обладает хорошей совместимостью с фторцирконатным. При спекании фторцирконатного стекла с предложенным фторфосфатным на границе раздела не обнаружено кристаллизации, микрорасслаивания, пузыреобразования, что имеет особо важное значение для вытяжки волокна.

Достигнутый коэффициент термического расширения (165-188) ˙ 10^-7град^-1 и температура размягчения стекла (270-305^оС) совпадают с соответствующими свойствами фторцирконатных стекол.

Использование: в волоконной оптике при производстве оболочки для световодов, работающих в ИК-области спектра. Стекло содержит мас.%: оксид фосфора 47,66 - 48,71 БФ P₂O₅ , оксид натрия 6,4 - 10,41 БФ Na₂O , фтористый алюминий 28,2 - 28,82 БФ AlF₃, фтористый литий 8,71 - 8,90 БФ LiF, оксид лития 5,02 - 7,17 Li₂O . Температура размягчения 270 - 305°С, ТКЛР (165-188)·10^-7 1/град . 1 табл.

СТЕКЛО, включающее P₂O₅, Na₂O, AlF₃, отличающееся тем, что, с целью обеспечения коэффициента линейного термического расширения (165-188) · 10^-7 град^-1 и температуры размягчения 270-305^oС, оно дополнительно содержит LiF и Li₂O при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
p₂O₅ 47,66 - 48,71
Na₂O 6,40 - 10,410
AlF₃ 28,20 - 28,82
LiF 8,71 - 8,90
Li₂O 5,02 - 7,07