Способ обесцвечивания природных окрашенных кристаллов Советский патент 1982 года по МПК C30B33/00 C30B29/34 

Изобретение относится к технологии получения оптически прозрачной слюды мусковита из естественно окрашенных кристаллов и може найти при-. менение в производстве оптических : элементов прибЬров в поляризационной оптике и телевизионной технике, .

Известен способ обесцвечивания окрашенных природных кристгшлов путем ультрафиолетового облучения С ЗОднако указанный способ связан с ультрафиолетовым облучением и не всегда приводит к положительным результатам при облучении кристгшлов с различной природой оптического поглощения. Так, обработка ультрафиолетом не приводит к улучшению светопропускания кристаллов мусковита.

Известен также способ обесцвечивания .окрашенных природных кристаллов исландского шпата, заключающий:ся в термической обработке на воздухе. Способ включает нагрев кристаллов до 300-350°С и их отжиг на воздухе при этой температуре в течение 10 ч 2.

Однако данный способ не позволяет улучшить светопропускание кристйл-. лов мусковита. Более того, обработ-.ка по указанному, способу приводит к

противоположному результату, т.е. k увеличению интенсивности рубиновой окраски и к увеличению поглощения с в ближней ультрафиолетовой и видимой областях спектра.

Естественные кристаллы мусковита обычно бывают 1природноокрашеннымй, для них характерно несобственное поглоtn щёние в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, связанное с наличием в кристаллической решетке хими-. ческих элементов примесей (в частности ионов РеЗ и Fe) и примеснодефектных центров. Примерно 80%.

5 ; природных кристаллов мусковита отечественных месторождений имеют рубиновую окраску При производстве оптических элементов приборов из мусковит, например фазовых пластинок, линейных поляризаторов прдло«ек для светофильтров, фотокатодов и лгалинесцентных экранов, предпочтительным является использование кристаллов , обладающих максимальной проэ25 рачностью в различных областя х

спектра, так как несобственное поглощение увеличивает потери при прохождении света.

Цель изобретения - устранение ,

30 рубиновой окраски кристаллов мусковита. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обесцвечивания природных; окрашенных кристаллов путем нагрева с пос-.пндупщим изотермическим отжигом на воздухе, нагрев производят до 400-500®С и отжиг ведут в течение 1-22 ч. Пример. Проводится термическая обработка естественных кристаллов мусковита рубиновой окраски по известному и предлагаемому способам Для эксперимента подбирают пять природных кристаллов мусковита рубиновой окраски. Выбирают оптически .однородные кристаллы, т.е. кристаллы не содержащие трещин, включений, неоднородностей окраски. Из каждого кристалла изготавливают три пластинки одинаковой толщины (0,25 мм). В результате, получены три.группа по пять кристаллов, по одной пластинке от каждого кристалла. Кристаллы первой группы подвергают, термической обработке по известному способу - с изотермическим отжигом.при ЗОО-ЗБО С кристаллы второй и третьей групп по предлагаемому способу с изотермическим отжигом при 400 и 500°С. Термическую обработку производят на воз духе в муфельной . Средняя С9сорость нагрева составляет 9°С в минуту. Для установления временной зависимости процесса на каждой, фиксированной температуре проводят серию последовательных изотерлшческих отжигов общей продолжительностью до 25, ч. Для контроля характера изменения светопропускания при термообработке снимают спектры оптического поглощения кристаллов в исходном состоянии и после каждого изотерми.ческого.отжига. Спектры поглощения снимают на спектрофотометре фирмы Beckman марки Acta-M-IV в интервале длин волн 300-800 им. В результате экспериментов устанавливают, что термическая обработ.ка по известному способу, включавшая нагрев до 300-350С и изотермический отжиг продолжительностью 1-25 ч,при вр/дат к увеличению рубиновой окраски, а термии ская обработка, включа шая изотермический отжиг при 400 и 500 с, приводи- к устранени о рубинойой окраски. Вышесказанное иллюстрируется фиг, 1, где приведены типичные спектры поглощения: кривая 1 - исходного кристалла рубиновой oKpacKHf кривая И - того же кристалла после обработки по изве стному способу; кривая MJ того ж кристалла после обработки по предла гаемому способу. Увеличение оптичес кой плотности в облс1сти длин волн 450-800 нм (кривая М) в результате термообработки при -300-350 0 способ ствует увеличению интенсивности руб НОВОЙ окраски. В результате термо- Обработки при 400 и (кривая III) происходит существенное уменьшение оптической плотности в нешироком диапазоне длин волн и исчезновение рубиновой окраски. Кроме того, выявлена зависимость степени уменьшения интенсивности рубиновой окраски от продолжительности изотермического отжига. Так, при 400с процесс ослабления рубиновой окраски до ее исчезновения протекает за 22 ч, при 500°С обесцвечивание происходит за 1 час. В качестве примера на фиг. 2 и 3 приведены зависимости изменения оптической плотности (0(Л)) на длине волны 510 нм от времени HsoTeRмического отжига (t) в часах. (Фиг.2 при температуре отжига , фиг.Зпри температуре отжига ). Таким образом, термообработка природноокрашенных кристаллов мусковита при температуре изотермического отжига 400-500°С и его продолясительности 1-S24 соответственно приводит к устранению рубиновой окраски кристаллов и к улучшению их светопропускания в широком диапазоне длин волн, причем установлено, что рубиновая окраска кристаллов мусковита обусловлена, дефектно-примесными центраг ш. По-видимому, термообработка кристаллов при 300-350 °С способствует обра-г зованию этих центров окраски, увеличению их концентрации, повышение же температуры вызывает их разрушение. Использование предлагаемого способа позволяет повысить качество природного сырья. Обработанные по этому способу кристаллы приобретают новое положитель- « ное качество (значительно более высокую (до 50%) прозрачность в видимой и ближней ультрафиолетовой областях спектра) посравнению с исходными кристгшлами рубиновой окраски. Формула изобретения Способ обесцвечивания природных окрашенных кристаллов путем нагрева с последующим изотермическим отжигом на воздухе, отличающийся тем, что, с целью устранения рубиновой окраски кристаллов мусковита, нагрев производят до 400-500 С и отжиг ведут в течение 1-22 ч. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Козловский В.Х. и др. Исследование природы желтой окраски кристаллов исландского шпата и механизма их обесцвечивания. Труды ВНИИСИМС, .1969, т. X, с. 118-129. 2.Скропьииев А.В., Кукуй Л.Л. Исландский шпат. Л., Недра, 1973, .с. 141 (прототип).

Р

8

f2IS -W

р

ff,3

Фиг.2