Способ получения кварцоидного стекла и кварцоидное стекло Советский патент 1982 года по МПК C03C3/06 C03C3/30 

Изобретение относится к получению .магнитооптических высококремнеземных стекол и может быть использовано в оп тических приборах, работающих на эффекте Фарадея, т.е. на эффект враще, ния плоскости поляризации света в маг нитном поле. Известно стекло, обладающее магнитооптическими свойствами, включающее, вес.%: Si 02 . 40-46 63,038-11 30-34 Nai-O12-15 NaF1-2 СеОг 0,1-0,2 SnO 0,3-0,5 Оно имеет константу Верде(-0,08) - (-0,10) мин/Э-см 1 . . Однако это стекло обладает низкими химической устойчивостью и термической стойкостью. Наиболее близким к изобретению является способ получения кварцоидного стекла, включающий выщелачивание натриевоборосиликатного стекла состава, мол.. %: 67,5-71 23-24 5,3-8,5 0-0,3 t А 12,03 Промывку полученного высококремнеземного пористого стекла водой, пропитку 0,4-2,0 Н водным раствором А1 (N0) при 20-60 С в течение 0,5200 ч- с последующей сушкой при 100150 °С и спеканием при 1 150-1 250 С. Полученное стекло имеет температуру размягчения 900-1 I 10 С 2. Однако данноестекло не обладает магнитооптическими свойствами. Пелью изобретения является получение магнитооптического кварцоидного .стекла. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения кварцоидного стёкла, включающему пропитку высококремнеземного пористого стек3ла растворами неорганических соединений, сушку, последующее спекание, пропитку высококремнеземного порист го стекла осуществляют растворами, содержащими ионы по крайней мере дв элементов из группы : алюминий, жел зо, церий, неодим, эрбий, иттербий при следующем соотнощении концентра ций ионов в пропитывающих растворах вес.ч.: 0,2-10 ГСе 0,04-0,75 .rNd3 0,04-0,75 0,3-20 Кварцоидное стекло, включающее , , дополните но содержит по крайней мере один окисел из группы CegOa,, Nd.0,, , Р следующем соотношении компонентов, вес.%: 2,2-3,5 0,05-0,25 По крайней мере один окисел из группы Се, О,, , F. Ч 0,05-0,5. . Для пропитки пользуются водными или кислотными растворами азотнокис лых солей металлов. Концентрации со лей в пропитывающих растворах могут находиться в следующих пределах, мг/мл: Ре(МОз)а, . 60-200 Nd(N03),,- 6Н,0 150-450 ErCNO,)-5И2.0 10-200 А1 (NG)- 50-400 Се(ЫОз)- 6Н,0 130-400 YblNOj) 100-200 пример 1. Исходное стекло состава, вес.%: вчО, 68; ВдОа 24,2 Na,.p 7,8 с целью разделения на две фа:зы выдерживают при 550 С 120 ч. Затем образцы из этого стекла разме ром 20 X 15 X 2,5 мм подвергают кис лотной обработке 7 сут в 0,1 н.раст воре НМОт, при 50 с с целью удалени из них. щелочноборатной составляющей нестойкой фазы. Полученные пористые стекла промывают в теченде суток в проточной воде и высушивают при 15 мин. Далее пропитывают подготовленные пористые стекла смесью азотнокислых солей железа и алю 4 миния при 50 С 1,5 ч. Пропитываюпщй раствор содержит 50 мг/кп ЛКЫО)- 9 Н,0 и 70 мг/мл FeCNOj),. 9Ff.p. Высушенные при 110 С в течение 15 мин образцы нагревают с целью полного закрытия пор и получения прозрачного стекла. Спекание ведут со скоростью 8-10 с/мин до , Пример 2. Исходное пористое стекло получают по примеру 1, но пропитку ведут в две стадии. Вначале кислотным раствором Се,(МОл-- t200 мг/мл) в течение 1 ч при комнатной температуре, а затем, после высушивания при 15 мин образцы пропитывают раствором, содержащим 150 мг/мл Л1(МО,,9Н2Р и 200 мг/ /мл реСыо,,)-9H,. Далее проводят повторную сушку и спекание по примеру 1. Максимальная температура нагрева 1100 с. Пример 3. Исходное пористое стекло получают по примеру 1, пропитку ведут в две стадии. Вначале кислотным раствором NclCWOj)-- (.150 мг/мл 1 ч при комнатной температуре, а затем после сушки при ПО С 15 мин образцы пропитывают раствором, содержащим 100 мг/мл ) и 150 мг/мл Pe(NOk a9H2O Пример 4. Исходное пористое стекло получают по примеру 1, пропитку ведут в три стадии. Вначале кислотным раствором солей EKNOcj)j5Hg,0 С10 мг/мл) и Yb (N05) { 100 мг/ют), затем после сушки при ПО С 15 мин образцу пропитывают раствором, содержащим 50 мг/мл АГ(,-9Н20 и 60 мг/мл Fe (ЫО),-9112 0. После сушки образцы пропитывают раствором, содержащим 400 мг/гш Al(NO-j,)- 9H,ip и 200 мг/мл РеСМО ОН О. После сушки проводят спекание также, как в примерах 1-3, при этом максимальная температура нагрева составляет 1150 С. Составы и свойства магнитооптических кварцоидных стекол, полученных по предлагаемому способу, представлены в таблице. Синтезированные стекла по термической и химической стойкости превосходят известные магнитооптические стекла, изготовляемые обычной варкой из шихтных материалов.

Й)едлагаемыйспособ получеШ1Я

стекла по при- . мерам 193,5 3,50,2П81,0 293,ft 2,20,033,01,5 0,23 393,65X50,031,00,3 - 0 492,932,0,11,03,0 Формулаизобретения1.Способ получения кварцоидного стекла, включающий пропитку высококремнеземного пористого стекла растворами неорганических соединений,суш ку, последующее спекание, отличающийся тем, что, с целью получения магнитооптического кварцоидного стекла, пропитку высококремнеземного пористого стекла осуществляют растворами, содержащими ионы, по крайней мере, двух элементов из группы: алюминий, иселезо, церий, неодим, эрбий, иттербий при следующем соотношении концентраций ионов в пропитывающих растворах, вес,ч.; А1 0,2-10 0,04-0,75 0,04-0,75 0,3-20.. 2.Кварцоидное стекло, включающее SiO, B,0j. Na,jO, ,, о т л и ч aКТР.

-f КГград 200-500 С to щ е е с я тем, что, с целью полу-, чения магнитооптического кварцоидного стёкла, оно дополнительно содержит Fe.J), по крайней мере один окицел из группы , , , , YbjO. при следующем соотношении компонентов, вес.%:, 93 - 9.6 2,2-3,5 0,05-0,25 AlaOt, по крайней мере один окисел из группы , Nd,, ,, 0,5. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 534429, кл. С 03 С 3/30, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 631470, кл. С 03 С 3/06, 1977. .