Стекло Советский патент 1992 года по МПК C03C3/78 

Изобретение относится к области производства оптических оксидных стекол, ак- тивированных полупроводниковыми соединениями и предназначенных для использования их в качестве светофильтров.

Известно стекло, содержащее (мас.%): 62,75...64,69 Si02; 2.O...2,90 В20з; 10,00...13,10 Zn 0; 9,50...12,00 Na20; 11,00...11,20 К20: 0,15...0,25 CulnSz 1. Длинноволновый край полосы поглощения этого стекла находится в ближней инфракрасной области прозрачности (Агр. соответствует длине волны 1,0...1.05 мкм) не чувствительна к термообработке. Это позволяет получать окрашенные стекла с воспроизводимой границей поглощения. К недостаткам указанного стекла следует отнести отсутствие возможности сдвига края полосы поглощения в более длинноволновую (1.05 мкм) инфракрасную область спектра.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому стеклу является стекло, содержащее (мас.%): 69,16...74.54 ЗЮа;

4,62...9,26 СаО; 16.06...25,48 Na20; 0,74...0,99 Cutn$2 2. Граница области прозрачности этого стекла соответствует длине волны 1,1 мкм и не чувствительна к термообработке. Недостатком является отсутствие возможности сдвига края полосы поглощения в более длинноволновую инфракрасную область спектра.

В то же время создание светофильтров с крутой границей поглощения, расположенной в области 0,9...1,3 мкм, используемых, в частности, для изготовления приборов ночнего видения, является актуальной задачей.

Целью настоящего изобретения является расширение спектрального диапазона поглощения стекла в ближней инфракрасной области спектра.

Постзеленная цель достигается тем, что стекло, содержащее SI02. СаО, Na20, CuinSa. дополнительно содержит CuinSe2, причем CuinSa и CuinSe2 в виде твердого раствора Cu{r S2{i-x)Se2x, где: х изменяется

«шЈ

XI Ч|

«wS

от 0,1 до 1,0, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SI0264,64.,.79,30

СаО4,62...12,06

N32015,34...22,56

CulnS2(i-x)Se2x0.5...2,00

Из литературных данных известно, что тройные полупроебдниковые соединения CulnS2 и CulnSeV образуют непрерывный ряд твердцх растворов.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав стекла отличается от известного введением нового компонента - соединения CulnSe2.

Из анализа советской и зарубежной литературы не известны стекла, в которых бы расширение спектрального диапазона поглощения при фиксированном положении границы поглощения достигалось за счет введения CulnS2(i-x)Se2x и сохранения в стекле в количествах, обеспечивающих указанные спектральные свойства. Это позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями.

Синтез стекол осуществляли путем плавления шихт, приготовленных из соответствующих реактивов: кварцевого песка, натрия углекислого, кальция углекислого, полупроводникового соединения CuInS2(i-x) Se2, где: х изменяется от 0,1 до 1,0, находящихся в мелкодисперсном состоянии, в газопламенной печи при максимальной температуре 1450 ±10°С с выдержкой в течение 1 часа в восстановительных условиях. Для создания восстановительной среды в шихту вводили уголь в количестве 2,0 мас.%. Выработку стекломассы осуществляли на холодную плиту с последующим отжигом образцов в муфельной электрической печи при температуре 570± 5°С в течение 2-х часов. Исследование спектральных характеристик проводили на образцах в виде полированных плоскопараллельных пластинок толщиной 2 мм. В таблицах 1, 2 приведены конкретные примеры составов стекол заявляемых, прототипа и их свойства.

Заявляемые стекла окрашиваются в процессе синтеза и не требуют дополнительной термообработки. Граница поглощения для всех стекол смещена по сравнению

с известным в более длинноволновую область спектра и находится в пределах 1,15- 2,0 мкм. Причем, следует заметить, что при содержании CulnSea в твердом растворе менее 10% (,1) заметного смещения границы поглощения не наблюдается. При

увеличении содержания CulnSe2 в твердом

растворе смещение границы поглощения

более значительно и достигает 2,0 мкм.

Положение полосы поглощения у заявляемых стекол, а также характер ее смещения с увеличением содержания CulnSe2 в твердом растворе свидетельствует о том. что она может быть связана только с нали- г чием в конечном составе полупроводникового соединения (i-x)Se2x. образующего центры окраски. Однако, при значении .5 крутизна границы поглощения снижается и достигает своего минимального значения у стекол, активированных

.

Как и у известных стекол, активированных так и v заявляемых, активированных CulnS2{i-x)Se2. длина волны, соответствующая области прозрачности, не

чувствительна к повторной термической обработке.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет по сравнению с прототипом сместить край основного поглощения в более длинноволновую область и значительно расширить диапазон спектральных свойств.

Формула4 изобретения Стекло содержащее SI02. СаО, Na20 и

добавку твердого раствора. вклю°ающую Сии 1п,отл ича ющеесятем,что, зцелью расширения спектрального диапазона поглощения в ближней ИК-области спектра, оно содержит в качестве добавки твердый

раствор CulnS2(i-x)Se2x, где 0,1 х 1.0, при следующем соотношении компонентов, мас.%: SI02 64,64-79.30; СаО 4,62-12.06; Na20 15,34-22,56: (1-х)5е2. 0.50- 2,00.

Длинноволновой край поглощ., мкм

U35

1,45

1,15

2,00

1,25

1,60

1,t

Использование: а качестве светофильтров. Сущность изобретения: стекло содержит оксид кремния 64,64-79,30% ВФ SiOz, оксид кальция 4,62-12,06% БФ СаО, оксид натрия 15,34-22,56% БФ Na20, твердый раствор 0,50-2,00% БФ CutnS2(i-x)Se2X, где 0,1 X 1. Диапазон поглощения 1.15-2 мкм. 1 табл.