Способ получения стекла, прозрачного для ультрафиолетовых лучей Советский патент 1929 года по МПК C03C3/00 

Ередлагаемос пзобрегенио касается способа получения стекла, прозрачного для ультра-фиатетовых лучей. До сего вре,мепн существовало убеждепие, что тмько некоторые избранные вещества, как напр, кварц, кварцевое стекло и др. прозрачны ДЛЯ ультра-фнолетовых лучей. В некоторых стеклах специального состава было также обнаружено свойство nponyci;aoMOсти, которое приписывали зависююсти от основного состава стекол. Однако, оныты показывают, что ультра1-фиолетовая передача- свойство многих стекол и с некоторыми возможными исключениями не зависит от основного состава, заннсимос г устанавливается только от отсутствия в стекле солей окиш железа, и, в меньшей стетюшг, солей Tinvwrd, и что ii e3iBbiчай(Ю тшитойдше кол:1яества таковых служат нричииой тому, что стекло, при других обстоятельствах прозрачное к ультрагфио-тетовым лучаи. crainoBirrciH к nmi поглощающим. Исследошшгя в этом иаправ.теиии исходили ш та||, что образчиж Некоторого фосфатш-кальЦгИвйопз ттжла йЫСокую ультрагфиметовую iie ieдачу, что обт1яснял.и принадлежностью фос({|ата-ка.:1ьвдм к шщдааШйг, об.тадающи9с ультра-фиолетовой передачей. Прп пзготоыенли больи1его количества стеыа было найдено, что новый сплав более высокое ультра-фиолетовое поглощенно-,чем образец. Обьяснялось это тем, что первый образец оплавлялся в графитовом тигле, а новый сплав в глиняном.

учвиле условий, отри КОторых исполнялись ню.ше плавки, выполненные в граф1гте, нривеегн к убеждению, тго нрьчиной поглощения было нрису.тствие следов солей окнсн железа, т. к. когда стекло было надлва Щ1 м обрашм обрабоа ашо восстановительным агентом, напр. В0дородо5 илп соедганепиом угаерода. оно стало прозрачным ДЛЯ улгьтра-фиолетовых лучей. В дальнейших плавках была снова обиаружена поглощаемост1 некоторых образцов, несмотря па полное отсутствие солей окиси железа, и исследование многих других изготоаиенных образцов ноказало, что благодаря легкому разъеданию

горшков в стеклах ириоутствовала окись титаиа, которая обусловливала второй источаик иепроэрачнооти.;

Тогда, стала ясна мысль, что погдощеиие ульП1)а-фиолетовых лучей во многих тшах стейм; вызьшашчм окаюью титана w окисью жааша, и это отжрытш был подтверждено многими- пробными плавками, сделаенъшй с различными тшами стекол. Была преднринята работа для выяснения возможностн получения стекол, достаточно овободиых от таких солей, в вще коммерческого нро.дукта, а не как лабораторного оныта. Было установлено, что ирисушстаие в известных стеклах -солей окиси .железа (изменяющееся в составном стекле) в количества-х от 0,020% до 0,055% или, в некоторьи стеклах 0,050% одтюй нз солей тииггаяа првнятствоваяо иер©;|;аче лучей, цеяимых короче чем 300 ошллшгйкроноз в стеклах, игеющиж тдащиеу 4 .мм и что большее или меньшее количество железа обыкновенпо дадержш оя с нрш1еняе1мых загрузках материалов и что титановые в: яжлезные соли всегда нрнсутствуют в огнеупорных вместилищах аз глниы, в которых плавится стекло; фарфоровые тигли содержат около 0,6% окиси титана и 0,1% окиси железа. Эти огнеупорные вместилища разъедаются раонлавленным стеклом, которое ноэтому загрязняется.

Обыинювениые гжшяные тигли, в которьЕХ ирсиоходит плавка, бвонолеэны, т. к., если даже рааъвдалие фосфатного стекла незначительна, вводятся достаггочиые количества окиси титана и железа чтобы вызвать ноглощение. Восстановление окиси тнтапа довольно затруднительно. ФарфоpOBbie тиглн могут применяться для небольших .нлавок, если приняты меры к контролю темнера. шлава, которая доляжа быть Сйнообразна для у.меньшеяия надагенъшего 15ынуч И1вания и не должна повышаться выше необходимой.

Графитовые ,вместил1ища могут применяться только для очень маленьких плавок, благодаря чрезмерному восстановлепшо. После известного нернода сонрикосновения между фосфатным стеклом и графитом, восстанавливается пятиокись фосфора, улетучивающаяся в виде свободной окиси фосфора н «горающая cHOiBa в атМОсфвры и иятлюииси фосфора У|вел1Ч;ег лке содержания извести благодаря этой лотари вызывает MpaaoiBaeio оиазавого

сттаиа илн .прозрачного стекла с .оимовыми белыми, желтоватыми или даже оранжевыми полосами. Наилучшие результаты были получены в тиглях ж плавленного кварца. Излишнего сонрикосновения с воздухом сплавденпого восстановленного стекла следует нзбегать, благодаря обратному окислению закиси железа. Время, необходимое ря обыкновенного процесса отливки, однако не вызывает споров.

Для прошводства фосфатного стекла нредночтшельно нриготовить загружу, состоянтую нз 98,5% хгмически чистого мотофосфата кальция и 1,5% сахара н снлавить таковую в огнеупорном вместилище, дейсавдгтельно свободном от окисей титана н железа, нодобно ллавленному .кварцу, при 1225 С., нредночтительно в нокрытом тетле. Сахар действует как восстановнтельный агент, но было найдено, что больше чем 2% или 3% сахара имеют смон«ость вызывать оналесцепщию. Gnaaвлеашое етеето может формоваться н за.ка ливаться либо, прокаткой н неносредственным. .нрон; ском в печь, либо отливкой в форму, .нредночтительно графтх)вую, предварительно .нагретую до 375° С н. нереводом в печь, тешература которой около440° С, по затвердевании отливки. Если форма на.грета выше 500 С, может произойти приставашге, в то время как в случае темнературы ее ниже 300° С стекло может быть закалено слишком быстро. В некоторых случаях предпочитают применять электриеством нагреваему о изолированную форму н давать юзмож-ность стек,1у в ней медленно охлаж.даться до достижения им около 125° С, после чего стекло вынимается и охлаждается на воздухе.

В отввле, шготов,тениом таким образом, содержание окиси железа должно быть 0,020% нлн меньше н содержалие окися титана должно быть 0,050% или меньше для нолучения передачи при 300 миллимикронах, и 0,015% и 0,004% для получения передачи при 250 миллимикронах. П.ри нрнбамении окиси бора к вышеописашюму .creiiiy в количествах сверх fp 10% от Bceroi .стекла, стойкость сильпо увелигашаеФоя без какж-либо вредных mmНИИ -на удара-фиолетовую нередачу пли вндимый .

Количество окиси .железа и титана, которые могут нрисутствоват) без вредиого

воздействия па ультра-фиолетовую передачу, увежииваетсл с содержанием крем1гезема этих отекол. Как. специальный случай следует отметить, что известное боро-сшикаярное стекло с высовтш содержаншсем вреиишя прозрачно щк 300 зиилп.микронах, если содержание окиси л елеза не превышает 0,055%, т эта прозрачность не достигается в извесиюм стекле, если содержание окнсн железа не нревышает 0,025% или окись титана не превышает от ОД р 0,2%.

Барная кислота, обыкновенно прнленяемая как материал для смеси, без обработки, iHeHpiHTORira. для стекол )чльтрагф голеToiaoff передачи, по яадлегжатце воестаяавливая железо в таяшг материале быля изготовлены простые боро-окисные стекла н борашные стекла, содержащие до 30% соды, н прозрачные для волн длиной в 217 м(.;ллимик:ронов.

Плавленный кварц, который давно известен как обладающш в вышкой степени ультра-фиолетовой передачей трудно пла)вок н еооткететвенно дорог. Прибавление eqivHX щелочей для уменьп1ен;ия его температуры нлавления пропшодействует его ультра-фиолетовой передаче, так как щелоч{г сами поглощают ульт1)а-фиолетовые. Паоборот, как показано вышенртеденными npiiMepaiMH, стекла, содержащие пгелочи могут быть сделаны прозрачными щя ультра-фиолетовых, и: прозрачность плавленного кварца первоначально объяснялась фактом, что он сплакгялся при высотой температу,ре, обьжновенно в графитовых формах. Эти условия обыкновенно благоприятны вовсех стеклах для восстановления того железа, которое может присутств( в сыром материале в состоянии закис1г железа.

Из цифр, рапее проеденных можно видеть, что окись нсе-шза менее способствует передаче длш, блшшгх к 30 огилли71гжронов 1 титап для иередачи более коротких длин. Если обе, окись железа п окш; титаж нренятствуют в том же, стекле, .ча.ксиатм допускаемого процентного содоржания, обозпачен1шй выше, для каждого вз этих загряз1ЮШ1Й отдельно должен быть соответственно уменьшен в целях нолучення той же передача.

П р е д м е т п а т е н т а.

1.Способ получения стекла, прозрачного для ультра-фиолетовых лучей, которое при толщине в 4 .K.V. npoHjic.KaeT световые волны короче, чем 300 миллимикронов, отличающийся тем, что с целью обезврежения железных и титанистых принесей, как одной из причин ультра-фиолето-, вой неврозрачностн, плавку шихты пронзводят в резко восстанов1ггельных условиях, напрнмер, с пропуска,шгем в раснлавленную згассу водорода, для уменьше-ния содержания железных окислов до возможно крайних пределов, нредпочтиа льно мепьшего чем 0,055%, с последующей обработкой и плавкой материала в неокпслительных условИЯХ в вместнлищах пли тиглях, свободных от окисей железа пл1т титаета.

2.Прием вьигол нения означешюго в н. 1 способа, специально для получения фосфатного н фосфато-кальщгевого стекла, отлнчающийся ирименеиием в качестве восстановнгельшго агента. саха,ра илп порошкообразного карборунла. прерарщтгельно освобожденного от содержания железа.