Фотохромное стекло Советский патент 1984 года по МПК C03C3/26 

Изобретение относится к фотохроя ным стеклам, т.е. к стеклам, способным обратимо .изменять сетопропускание при циклическом воздействии излучений оптического диапазона, и быть использовано для создания светофильтров с переменным светопропусканием и регулируемыми спектральными характеристиками. Известно фотохромное стекло lj , включающее, мас.%: SiOj 57,1-65,3; ACjO, 9,6-13,9; BjOg 12-22; RiP 6-15j (где R - щелочной металл); PbO 0-t,25; Ag 0,12-0,24; СГ 0,2-1,0; Br 0,06-0,25; FO 0-2,5; CuO 0,0020,02; CoO 0-0,5; NiO 0-1,0; СГ205 0-1,0; оксиды редкоземельных металлов 0-5,0. Введение оксидов переходных металлов и редкоземельных металлов поз воляет получить фотохромные стекла различных цветов и тэттенков - от светло-розового до коричневого. Однако данное стекло является довольно сложным по составу, одновременное введение большого числа щелочных компонентов, а именно NajO, KjO, а также оксида свинца ухудшает его свойства, в частности хи мическую устойчивость. Введение в к честве светочувствительных добавок соединений серебра приводит к сущест венному удорожанию продукции и тем самь сужает область практического применения этих стекол. Наиболее близким к предлагаемому по составу является фотохромное стекло t2j, включающее, мас.%: Si0240-77 В20э4-26 4-26 4-30 (где R щелочной металл CuO+CdO 0,1-10 Сг+Br+J 0,1-6 NaF0-4 Фотохромный эффект обусловлен вы делением после термообработки микро кристаллов галогенидов меди. Получе ные стекла имеют выведенную оптичес кую плотность после 5 мин облучения УФ-светом АD( 0,38-0,43, химическую устойчивость - Ш гидролитический -класс, КПТР в пределах (60-67)х град. , температуру термообра ботки , нижнюю температуру опа лесценции , скорость релаксации 38-40% за 10 мин. Однако указанные стекла не позволяют пол учать цветное фотохромное стекло, имеют большую скорость релаксации и недостаточную величину нижней температуры опалесценции. Цель изобретения - получение цветного фотохромного стекла, снижение скорости релаксации и повъшение нижней температуры «палесценции. Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее SiO|, , AEjO,, , CuCe, CdCB, NaCe, NaF и SnOj, дополнительно содержит по крайней мере один оксид из группы СоО, NiO, МоО при следующем соотношении компонентов, .ма.с.%: SiO-i .. 45-60 ,18-26 ABjO 4,5-10 NaiX)6-11,3 CuCe0,2-0,8 CdCti 0,8-4 NaCC3-4,3 NaF0,6-2Sn02 0,1-0,4 no крайней мере один оксид из г эуппы: СоЛ),,0,01-0,1 0,01-0,3 МоОз,0,01-0,1 Стекло варят в слабовосстановителзьных или нейтральных условиях с выдержкой при 1400-1480 С в течение 2-4 ч. После варки, формования изделий и отжига стекло окрашено в различные оттенки сине-зеленого, голубого или коричневого цветов. Фотохромные свойства стекло приобретает в процессе дополнительной термообработки при 480-600с в течение 0,5-4,0 ч. Введение оксидов переходных металлов позволяет регулировать спектральные характеристики фотохромных стекол как в исходном, так и оптически наведенном состояниях, что достигается изменением их концентрации, а также комбинированием красящих добавок. Хлориды меди (I) и кадмия вводятся как светочувствительные компоненты, обеспечивающие появление фотохромных свойств , а оксид олова выбран для улучшения свойств стекол и смещения равновесия сторону одновалентной меди. Фотохромные свойства синтезированных стекол существенно отличаются

от свойств прототипа. Полученные стекланаряду с избирательным светологлощением имеют в 2-3 раза меньшую цо сравнению с прототипом скорость релаксации. Это обусловлено изменением степени дефектности микрокристаллов светочувствительной фазы -и может быть следствием химического взаимодействия светочувствительной фазы с вводимой добавкой.

Уменьшена склонность стекла к опалесценции. Нижняя-температурная граница опалесценции, т.е. температура, термообработака при которой приводит к появлению опалесценции стекол, повышена на 50-80 С по сравнению с прототипом. Это позволяет проводит отжиг представленных фотохромных стекол при более в соких температуpax, а следовательно, достигать более высоких значений оптической плотности.

Полученные стекла имеют значительiio большую область значений коэффициента линейного термического расширения по сравнению с прототипом (48-76). 10 град. и (60-67) МО град соответственно.

Составы предлагаемых фотохромных стекол и их свойства представлены 9 таблице.

Скорость релаксации определяют по ОСТ - 3-4701-80 при освещенности стекол равной 1,210 лк по формуле

Vpe |5i400%,

где iB, - изменение оптической плотности стекла после 5 мин облучения лайпой ДРШ-250; А D - изменение оптической плотности стекла после 10 мин релаксации в темноте.

Избирательное поглощение позволяет использовать данные стекла в качестве светофильтров, сочетакщих статический и динамический режиьвл светопропускания, а также в качестве очковых линз для здщиты глаз человека от яркого солнечного излучения. Пониженная скорость релаксации наряду с избирательньш светопоглощеяием позволяет использовать предлагаемые стекла в электронных устройствах в качестве элементов оптической памяти.

Кроме того, в отличие от известных цветных фотохрсжных стекол н их состава удается исключить дефицитные и дорогостоящие соединения.

ФОТОХРОМНОЕ СТЕКЛО, включающее SiOj, BjOj, ,, NajO, CuCC, CdCP, NaC6, Na: и SnO, о т л и- чающееся тем, что, с целью получения цветного фотохромного стекла, снижения скорости релаксации и повьшения нижней температуры опалесценции, оно дополнительно содержит по крайней мере один оксид иэ группы COjjOj, Hie, МоОз при следующем ; соотношении компонентов, мас.%: SiOj45-60 ВгО,18-26 , 4,5-10 6-11,3 NajO cuce 0,2-0,8 CdCEj 0,8-4 NaCE 3-4,3 0,6-2 .NaF 0,1-0,4 SnOj По крайней мереодин оксид из fpynnbiri CojO,0,01-0,1 NiO0,0t-0,3 МоОз0,01-0,1