Стекло Советский патент 1992 года по МПК C03C3/17 

Изобретение относится к стеклу, предназначенному для изготовления красных светофильтров (светотехника) и всевозможных декоративных целей.

С древних времен известно, что соединения меди используются для окраски стекла в красный цвет. Впервые механизм окрашивания коллоидной медью был описан в 1905 году, было показано, что медный рубин имеет полосу поглощения около 650 нм.

В настоящее время принято считать, что в зависимости от размера выделяющихся частиц металлической меди цвет стекла меняется следующим образом: при размере частиц меньше 5 нм получаются бесцветные стекла, при размере частиц порядка 30 нм стекла приобретают красную рубиновую окраску, при размере частиц 70 и более нм получаются красные полузаглушенные или глухие стела 1.

Отечественная промышленность выпускает только силикатные медные рубиновые стекла. Процесс окраски этих стекол происходит во время повторной термообработки - наводки при температурах 580- 700°С в зависимости от состава, т.е. более

высокие температуры для высоковязкйх стекол, содержащих мало ё колМёство щелочей.

Следует учесть, что низковязкие стекла (обычно многощелочные силикатные или фосфатные) легко наводятся, что приводит к быстрому росту красящих частиц до такого размера, который соответствует полузаглушенным или глухим стеклам. Из последних невозможно изготовить светофильтры, т.к. основным свойством светофильтров является прозрачность в видимой области спектра. Авторам не удалось выявить фосфатные стекла, окрашенные медью или ее соединениями в красный цвет. Наиболее близким к предлагаемому стеклу по составу можно считать Стекло для светофильтров с ограниченным пропусканием в ближней ИК области спектра по заявке 2.

Состав стекла по заявке может быть выбран в качестве прототипа, мас.%:

P20s50-85

. 2-14

Li200-5

NaaO 0-5 при этом

КаО 0-5 Na20 + K20 2-10% ZnO0-5

со

с

VJ

( со ел

СА) vj

MgO1-8 при этом

CaO 0-5 ZnO + MgO + CaO 3-15% BaO2-35

ВаОз0-3

ТЮ20-3

Zr02 s 0-5

ЗОз 0,2-1

CuO v - fe j10,5-8

По Сравнению с прототипом заявляемое 1:теклотда11б ч ае ряд тгех же ингредиен- тов: 20s - 50-75%, - 5-12%, СиО - 0,2-0,4, количественное содержание которых включается в предельные концентрации прототипа. Однако ZnO вводится значительно большее количество-20-30%, а СиО - значительно меньшее - 0,2-0,4%.

По сравнению с прототипом заявляемое стекло имеет значительно меньшее число компонентов, что приводит к более высокой однородности стекла. Только до- бавление 0,2-0,4% РеаОз способствует образованию частиц меди в размерах 30-50 нм, что позволяет получить прозрачные красные стекла. Заявляемое стекло по сравнению с прототипом имеет совершенно другие спектральные характеристики, представленные на рисунке: линия 1 - спектральная кривая пропускания заявляемого стекла, линия 2 - спектральная кривая прототипа.

Целью настоящего изобретения является получение стекла красного цвета. Данная цель достигается тем, что в стекло, содержащее P20s, А120з, ZnO, CuO дополнительно вводят Рв20з, который препятствует обра- зованию частиц металлической меди размером более 50 нм, что позволяет получить

стекла с максимальным пропусканием, равным 70% для образцов толщиной 2 мм при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Р20б60-75

А 20з3-12

ZnO17-30

CuO0,2-0,4

Ре20з0,2-0,4

Наиболее яркие краски получают при соотношении СиО/Рв20з 1.

Конкретные составы заявляемого стекла представлены в таблице.

Стекла указанных в таблице составов синтезировались в кварцевых тиглях емкостью 0,1-0,2 литра при температуре 1200°С в электропечах с карборундовыми нагревателями. После часовой выдержки в печи рас- плав из кварцевого тигля помещался в стеклоуглеродный пакет и выдерживался еще два часа. Полученные при температуре 1200°С бесцветные отливки подвергались термообработке при 460°С в течение трех часов, Шихты составлялись из реактивов марок ч и хч, использовались следующие реактивы: ZnO, А(РОз)з, Н2Р04, Ре20з и СиО. Формула изобретения Стекло, содержащее P20s, AlaOs, ZnO, CuO, отличающееся тем, что, с целью стекла красного цвета, оно дополнительно содержит Рв20з при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

P20s60-75

А 20з3-12

ZnO17-30

CuO0,2-0,4

Рв20з0,2-0,4

Использование: для изготовления красных светофильтров и декоративных целей, Сущность изобретения: стекло содержит оксид фосфора 60-75%, БФ PaOs; оксид алюминия 3-12%, БФ , оксид цинка 17-30%, БФ ZnO; оксид меди 0,2-0,4%, БФ СиО; оксид железа 0,2-0,4%, БФ Рв20з. 1 табл.