Фотохромное стекло

 

ФОТОХРОМНОЕ СТЕКЛО, включающее SiOj, BjOj, ,, NajO, CuCC, CdCP, NaC6, Na: и SnO, о т л ичающееся тем, что, с целью получения цветного фотохромного стекла , снижения скорости релаксации и повьшения нижней температуры опалесценции , оно дополнительно содержит по крайней мере один оксид иэ группы COjjOj, Hie, МоОз при следующем ; соотношении компонентов, мас.%: SiOj45-60 ВгО,18-26 , 4,5-10 6-11,3 NajO cuce 0,2-0,8 CdCEj 0,8-4 NaCE 3-4,3 0,6-2 .NaF 0,1-0,4 SnOj По крайней мереодин оксид из fpynnbiri CojO,0,01-0,1 NiO0,0t-0,3 МоОз0,01-0,1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

UPINlPP

РЕСПУБЛИН аа . (1И (Би С 03 С 3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧМРЫТ19

ИТИ

И ИИИИИИИ»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2.. Патент США У 3954485, .кл. 106-47 g, 1976 (прототип) . (54)(57) ФОТОХРОМНОЕ СТЕКЛО, включающее Яд02, В О, АВ 0, Na0, СиСГ, CdCg МаС6, Nag и ЗпО, о т л и-ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

0,1 0,4 6

БпО

По крайней

Со2Оу

Ni0

Мо03 мере один оксид из группы:

0,01-0, 1

0,01-0, 3

0,01-0, 1

k * 5 TOP CIIOMV СИИДИТТИЬИТИИ (21) 3432086/29-33 (22) 05 ° 05.82 (46) 15. 11,84. Бюл. В 42 (72) М.В.Артамонова,. Ю.И.Машир, Н.В.Попович, Н.М.Павлушкин и В.Ф.Солинов (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химикотехнологический институт им. Д.И.Менделеева (53) 666.111.9(088.8) (56) 1; Патент США Ф 4130437, кл. 106-54, 1978. получения цветного фотохромного стекла, снижения скорости релаксации и повышения нижней температуры опа" лесценции, оно дополнительно содержит по крайней мере один оксид иэ группы СО О, NiO, Мо03 при следующем соотношении компонентов, масЛ:

SiO2 45-60

В О 18-26

М,О, 4, 5-10

Na 0 6-11,3

СиС6 0,2-0,8

СаС8, 0,8 "4

ИаС6 3-4,3

NaF 0,6-2

1 11239

Изобретение относится к фотохрой= ным стеклам, т.е. к стеклам, способным обратимо .изменять сетопропускаl ние при циклическом воздействии из лучений оптического диапазона, и мо жет быть использовано для создания светофильтров с переменным светопропусканием и регулируемыми спектральными характеристиками.

Известно фотохромное стекло Pj 10 включающее, мас.Х:

МОЙ 57 1 65 3 AP.тОз 9 6 13 9

ВгОз 12-22; R O 6-15 (где R — щелочной металл); РЬО 0-1,25;

А8+ О, 12-0,24; Ck 0,2-1,0;

Br 0,06-0,25; F О 0-2,5; СиО 0,0020,02; СоО 0-0,5; NiO 0-1,0;

Cr O 0-1,0; оксиды редкоземельных металлов 0-5,0. с

Введение оксидов переходных ме- 20 таллов и редкоземельных металлов поз-. воляет получить фотохромные стекла различных цветов и оттенков — от светло-розового до коричневого.

Однако данное стекло является 25 довольно сложным по составу, одйовременное введение большого числа щелочных компонентов, а именно Li O, Na О, К2О, а также оксида свинца ухудшает его свойства, в частности хи З мическую устойчивость. Введение в качестве светочувствительных добавок соединений серебра приводит к существенному удорожанию продукции и тем самым сужает область практического

35 применения этих стекол .

Наиболее близким к предлагаемому по составу является фотохромное стекло (2g, включающее, мас.Ж:

SiO2 40-77

4-26

A6@O) 4-26

R2O 4-30 (где Кщелочной металл)

CuO+Cd0 0,1-10

4S

C0 +Br+3 О, 1-6

NaF 0-4

SnOg

0-5

Фотохромный эффект обусловлен выделением после термообработки микро- 50 кристаллов галогенидов меди. Полученные стекла имеют выведенную оптическую плотность после 5 мин облучении

УФ-светом ЬР1 =0,38-0,43, химическую устойчивость — Ш гидролиткческий 55 .класс, КЛТР в пределах (60-67)х х10 град., температуру термообра-1 ботки 530 С, нижнюю температуру опа97 2 лесценции 500 С, скорость релаксации

38-403 эа 10 мин.

Однако укаэанные стекла не позволяют получать цветное фотохромное стекло, имеют большую скорость релаксации и недостаточную величину нижней температуры опалесценции.

Цель изобретения — получение цвет. ного фотохромного стекла, снижение скорости релаксации и повышение нижней температуры опалесценцни.

Поставленная цель достигается тем, что стекло, включающее Si0<, В О, АО О, Ма О, CuCE CdCg NaCf NaF и SnD» дополнительно содержит по крайней мере один оксид из группы

Со)3, NiO МоО при следующем соотношенйи компонентов,,мас.X:

810 45-60

В20 э 18-26

АЯ О 4,5-10

"т О

6-11,3

СиСЯ 0,2-0,8

CdCgz 0,8-4

ЯаСЕ 3-4, 3

NaF 0,6-2

БпО 0 1 0 4( по крайней мере один оксип из группы:

Со О, 0,01-0, 1

ЙО

0,01-0, 3

NOO3 0,01-0,1

Стекло варя в слабовосстановительных или нейтральных условиях с выдержкой при 1400-1480 С в течение 2-4 ч.

После варки, формования изделий и отжига стекло окрашено в различные оттенки сине-зеленого, голубого или коричневога цветов.

Фотохромные свойства стекло приобретает в процессе дополнительной термообработки при 480-600 С в течеО ние 0,5-4,0 ч. Введение оксидов переходных металлов позволяет регулировать спектральные характеристики фотохромных стекол как в исходном, так и оптически наведенном состояниях, что достигается изменением их концентрации, а также комбинированием красящих добавок.

Хлориды меди (I) и кадмия вводятся как светочувствительные компоненты, обеспечивающие появление фотохромних свойств; а оксид олова выбран для улучшения свойств стекол и смещения равновесия Си, Сы в сторону

Ф:1 29 одновалентной меди.

Фотохромные свойства синтезированных стекол существенно отличаются

1123997

3 от свойств прототипа. Полученные стекла наряду с избирательным светопоглощением имеют в 2-3 раза меньшую по сравнению с прототипом скорость релаксации. Это обусловлено изменением степени дефектности микрокрис1 таллов светочувствительной фазы .и может быть следствием химического взаимодействия светочувствительной фазы с вводимой добавкой. 1О

Уменьшена склонность стекла к опалесценции. Нижняя- температурная граница опалесценции, т.е. температура, термообработака при которой приводит к появлению опалесценции стекол 15

Э повышена на 50-80 С по сравнению с прототипом. Это позволяет проводить отжиг представленных фотохромных стекол при более в соких температу- . рах, а следовательно, достигать бо- 20 пее высоких значений оптической плотности

Полученные стекла имеют значитель:«о большую область значений коэффициента линейного термического расши- 25 рения по сравнению с прототипом (48-76). 10 град. и {60-67)

-i -1 10 град. соответственно.

Составы предлагаемых фотохромных стекол и их свойства представлены в таблице.

Скорость релаксации определяют по ОСТ вЂ” 3-4701-80 при освещенности стекол равной 1,2 10 лк по формуле где dD — изменение оптической плотности стекла после 5 мин облучения лампой ДРШ-250;

h D< — изменение оптической плотности стекла после 10 мин релаксации в темноте.

Избирательное поглощение позволяет использовать данные стекла в качестве светофильтров, сочетающих статический и динамический режима светопропускания, а также в качестве очковых линз для защиты глаз человека от яркого солнечного излучения. Пониженная скорость релаксации наряду с избирательным светопоглощением позволяет использовать предлагаемые стекла в электронных устройствах .. в качестве элементов оптической памя« ти.

Кроме того, в отличие от известных цветных фотохромкых стекол и их состава удается исключить дефицитные и дорогостоящие соединения.

1123997

E 1 -- 1 е 1 О

I0

01

Л о о л со л л

C)

О л О о л л е о о сч

О СЪ Ю

Щ СЧ л е о ю

СЧ

СЧ л о о

Ch е

СЪ Ф

С"1 л

I О ь е о

& I Ю I,л

О1-!СЧ

0 10n

1 о о о

С Ъ

Ф л

СЧ ф о о м л л л

О О

О ф л

СЧ о о м л л сч Ю о о о о л л

CV СЧ

1 1 1 О О м л л ь о в о л

O л

СЧ ф о о л М л л о ф л иЪ I о о о а л л

СЧ СЧ о

ФГЪ л

Ch I I I о о о

% л

СЧ ОЪ о о О л, л

Ю о о о а л л

С Ъ М о о

an сч л л о л о о о о ф л е о о о а л л ю о о о о сч л л сч о о о о а л л

М С1

1 1 1

I I I 1 I о

СЧ л и о сч о о е сч л л л м - О

3 3

hl О О о о

ССЪ л л о сч

О в о о о о л л

СЧ ф о о е,О О О О О е О а сч л л л л е

О м м О>

ИЪ о л ь о о

МЪ ОЪ е е о

СЪ СЧ о о о в ю о л

° \ л л л м м -- O I 1 I I о о о о а со

° 1 л л

«и о о о о о о

0О O Ю. л л е л

О Ъ СЧ O о о о м л л

5 о о

ССЪ СЧ л л о

СЧ 1 о о о о

О О О М Ф О е л л л Г 1Г в о о

СЧ О СЧ о о о о

СЪ О л е м о

C) л о н Ю

Ю O 0 Ю

Л 0 00 О

М 0:е Е О

Ю Ю

С4 с.4

b0 л

Съ> а3 ФеЪ

o o С:! 01

u o к о о

0I к я о

I 0l о ф

I» о х

ЪС О

0! U х ххах

03 Р3 о.о са

0! 1» Е цх и оео

".2 Ж 0 о о о о о в о е л М Сч ф л е . л со л ф о о о о о о о в л л ILn O М

М ц л л л

iСЪ СЧ e e O! 1 1 I 1 I I I ф о л

I 1 1 I 1 I I Ю

Ю л

1 I 1 I 1 I I О

1123997 у! )I ,5 „5

v Iе1 all I

:I„ l Ol е5 и

ÌI х! е!

5 1

Ц! Е 1О о! 0 I@ 85

00 сЪ ,р л сЧ л о

D О ю !

1D л о

Ю ссЪ ссЪ л о

I

11 1

1 с Ъ л ь о а, Ю al а и

5 О сЧ ь о р, о е ссЪ И

О сл) сСЪ С Ъ

1 1 о

5ю5!

I с Ъ о о О с»ъ л

D ь йЪ 1 о ссЪ сЧ с"Ъ л о О

О л о иЪ л о о л

D ссЪ ссЪ CV

51

О л о ссЪ о о о О ссЪ о ссЪ ссЪ сЧ ссЪ ь л о

Ф л о

В

Е» сс1 о

v о

0 л л сю

О л о с»Ъ с»Ъ л о ц 5. 5о о

1л(о о л

° Г\ » л

an сЪ - О. Ч3 ь л о о

Ф л о

an о л

5о л

I сч

an л ссЪ сЧ О

D л о

lD сч съ л л о л

1 1

Е с4

О, ° 4

5 (о о л и

1 Е о а

Е v о х ес о

63 х" и Х Ф

Ф l0 а.ое е е I» цх v оео

us v

О 5 I I

1 съ 5О I

1 о

Е

Е» М

И хХ I-Î

1 IO о эи

5 ю о

Ю

° сс

Ig lg

Ф е A хне» х и v еэо

В:(Р х о х е» ю е о

Zo5

М 1

1 Е е

М v Р, е о

Р х х A ое у- ж 5о ж х» хome эх эи

X V q.1С

Ж со л с»Ъ С>

D л н ил сч Г

МЪ ь л ГЪ

СЧ О

Щ л

С»Ъ С»Ъ

СЧ О с»Ъ л

I

Х е м

Ц е

О е

М

1 и

R о б v о fe м1 4О

05%

2 53 е

D Х Я йвх

1 о Ва со оо сЪ 4а

v ио ф л .О. х и о л

<4 Х ,.

<б е Ф

С4