Стекло для элементов с распределенными свойствами Советский патент 1988 года по МПК C03C3/11 

4

00

Изобретение относится к стеклам для оптических и. акустических элементов с градиентом оптического и акусти ческого показателей преломления, изготавливаемых методом ионного обмена и взаимодиффузии ионов лития, натрия и калия из расплавов солей.

Цель изобретения - повышение модуля Юнга, температуры ионообменной обработки и эффективного коэффициента взаимодиффузии.

Варку стекол проводят в пламенной печи при 1500-1550°С в кварцевых сосудах емкостью 8 л, закомплектованных по три в один шамотньй сосуд емкостью 100 л с пересьЕПкой шамотной крошкой. Комплект кварцевых сосудов нагревают в пламенной печи До температуры 1500-1 , при которой в сосуды в один прием засыпают шихту, составленную из реактивов марки х.ч. из расчета на 4 л стекломассы, и выдерживают в печи при этой температуре в течение 5-10 ч. Щелочи вводят в виде карбонатов, а остальные KONmoHeHTbi - в виде оксидов. Затем температуру снижают до , комплект вьшодят из печи через 0,5-1 ч, засыпают песком, под которым стекломасса окончательно остывает, В результате получают хорошо проваренные и достаточно осветленные стекла.

Конкретные составы стекла приведены в табл. 1.

Из стекла предлагаемых составов изготавливают образцы кубической формы, размерами 10x10x10 мм и ц 1линдри ческой формы диаметром 15-40 мм.

Образцы подвергают ионообменной обработке в солевой ванне при температуре выше 620 С с целью получения элементов с распределенными свойствами,

В табл. 2 приведены условия.ионообменной обработки и основные показатели полученных стекол, г В табл 3 приведены характеристики предлагаемого стекла.

Из приведенных в табл. 2 и 3 данных видно преимущество предлагаемого стекла перед известным: например, Температура ионообменной обработ;ки на

70-230 0 превосходит соответствующую температуру для известного стекла, эффективное значение коэффициента взаимодйффузии литий - натрий в 50- 100 раз больше и время, требуемое для формирования элементов с распределенными свойствами заданного диаметра (время ионообменной обработки),

меньше тоже в 50-100 раз, модуль Юнга достигает значения 846-108 Па. Кроме того, стекло хорошо варится и не кристаллизуется в течение хшительной ионообменной обработки. Это позвопяет получить крупные заготовки из него а затем элементы с распределенны- свойствами высокого оптического качества, которые представляют собой стержни диаметром 10-40 мм, используемые вместо классических элементов в оптических системах, что является целесообразным, так как упрощает конструкции оптических систем и улучшает параметры аберрации. Использование

таких элементов в акустике и акусто- оптике позволяет перейти к созданию акустической шкроскопии и .спектроскопии.

Формула изобретения

Стекло для элементов с распределенными свойствами, получаемых методом ионного обмена в расплавах солей одновалентных металлов, включающее SiO,, , ZrO, TiO-j, , отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения модуля Юнга, температуры ионообменной обработки и эффективного коэффициента взаимодкффу- зии, оно дополнительно содержит СеОд NaCl, SnO при следующем соотноше- компонентов, мол. %:

5

0

SiOi

Li 2.0

ZrOi

TiOi

CeO 2

NaCl

SnO/i

62,9-70,8 2,0-12,1 6,5-15,8 0,5-10,5 0,5-11,8 0,1-1,0 . 0,1-0,5 1,0-3,7 1,0-10,5

Таблица 1

750670785 780 750 710

670620740 710 700 680

803837821 846 842 798

2„7 10 4, 5 5 10 4,9-103,5-10

Изобретение относится к стеклам для оптических и акустических элементов с градиентом оптического и акустического показателей преломления, изготовляемых методом ионного обмена и взаимодиффузии ионов лития, натрия и калия из расплавов их ссшей. С целью повьппения модуля Юнга, температуры ионообменной обработки и эффективного коэффициента взаимодиффузии, стекло содержит, ,мап,%: iO . 70,8; LiaO 2,0-12,1; Na-jO 6,5-15,8; ,5-10,5, TiOj 0,5-11,8, 0,1-1,0; CeOi 0,1-0,5; NaCl 1,0-3,7; SnOi 1,0-10,5. Модуль Юнга стекла