Шихта для получения фторидных стекол

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3783572/29-33 ,(22) 23.08.84 (46) 15.01.86. Бюл. У 2 (72) В, В. Сахаров, Е.Г. Гречко, Т.В. Семенова, 3.Г. Раков, В.А.Мусорин, В.П. Маркеев, Е.И. Мельниченко и Д.Г. Эпов (53) 666.1.022(088.8) (56) Аппен А.А, Химия стекла. Л.:

Химия, 1970, с. 229-230.

Патент США tt 4141741, кл.!06-470, опублик. 1979. (54)(57) 1. ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИДНЫХ СТЕКОЛ системы ВаР -LaF,-NaF-ZrF или НйР, включающая соединение циркония или гафния и фториды щелочных, щелочно-земельных и редкоземельных элементов, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повыше„„Я0„„1204588 ния оптических характеристик стекол, она содержит в качестве соединений циркония для гафния и фторидов щелочных, щелочно-земельных и редкоземельных элементов .(NH )з ZrF или (NH<),HfF>, NaLaF<, BaZrF+ или

BaHfF6, Na Zr F или ИатЖ6Рз при следующем соотношении компонентов, мас.Ж: (NH<) Zr Р или (!Н4) з НАРТ 54,29-58,99

Иа?.аР, 5,62-7,31

Ba ZrF или BaHf F t 8,94-25,46

Иа 2г Р 1или

Na,Hf, Є 10,91 — 14,30

Я

2. Шихта по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что дополнительно содержит Ва,А1,Р„ в количестве 4,2 мас.X. С

12М i88

11Н ) ZrF, = (NVÄ) з

NH ZrF< з,. ZrF

Изобретение относится к технологии стекол, в частности фторидных стекол, и может быть использовано для создания оптических материалов, предназначенных для ИК области спектра.

Пель изобретения — новьппение оптических характеристик.

Предлагаемый способ осуществляв ется следующим образам.

Смесь исходных материалов помещают в платиновьп тигель, который загружают в камеру иэ платины, и начинают пропускать гелий. Температуру в печи постоянно поднимают до

780-800 С и расплав выдерживают при этих температурах в течение 1,0 ч, после чего стекло отливают в латунную форму и отжигают.

Преимущество изобретения заключается в том, что шихта на основе комплексных фторидных соединений не содержит оксидов металлов. Температурные области стеклооабразования во фторидной шихте и термического разложения фтораммонийных солей циркония или гафния и остальных солей близки (чОО-700 С). Эта способствует сохранению в расплаве нри высоких температурах фторирующей среды и тем самым уменьшается npисутствие ва фторидном стекл -: пр.месей кислорода и гидроксильных групп. Кроме того, термическое разложение фтораммонийньгх солей проходит по следующей схеме и Hp. связано с выделением воды и гидраксипьных групп. Комплекс нь.е фториды в отличие от фторидав циркания, гафния, алюминия и лантана не образуют кристаплагидратав и более устойчивы по отношению к водяному пару. Указанные соединения значительно менее агрессивны в отличие от индивидуальных фторидав циркония или гафния, пантана, бария и т.д. При введении в шихту фторцирканатов, фторгафнатов, фторалюминатов и т.д. продолжительность процесса синтеза фторидных стекол сокращается вследствие того, что не требуется дополнительного времени на их образование при нагревании шихты, как это наблюдается при синге 3p стекол на основе индивидуаль5

40 ных фтаридов. В расплаве сохраняются группировки„характерные для фторцирконатов ипи фторгафнатов, фторалюминатав и т.д. Вследствие этого существенно повьппается одноpopHocTh синтезируемых фторидных стекал ° Кроме того, однородность фторидных стекол повышается также иэ-за меньшей летучести комплексных фторидав в сравнении с индивидуальнымн фторидами. Дополнительным преимуществом использования хорошо раствсримь|х в воде фтораммонийных солей является воэможность их глубокой очистки простыми: и технологическими гидрометаллургическими методами, что практически невозможно для фторидов тяжелых металлов вследствие их нерастворимости.Кроме тога, дополнительная очистка фторцирконатов или фторгафнитов щелочных и щелочно-земельных металлов легко достигается эа счет их предварительного вакуумного переплава.

Уменьшение содержания растворенных в расплаве кислорода и гидроксильных групп приводит к расширению границ пропускания в синтезированных стеклах за счет повышения ох оптической однородности. Фтарцирканаты,или фтаргафнаты аммония являются полупродуктом в технологических схемах получения металлического циркония или гафния, что значительно удешевляет стоимость фторидного стекла.

Пример 1, Для получения фториднаго стекла в системе ХгЕ— ч

ВаР -LaF> -NaF в качестве исходных берут компоненты, представленные. в табл. 1 °

Тигель со смесью исходных КОМпонентов помещают в платиновую камеру, закрывают платиновой крышкой и через систему пропускают гелий. Температуо ру в печи поднимают до 780 С и расплав выдерживают в течение 1,0 ч, после чего его отливают в предварительно подогретую латунную форму и атжигают при температуре, близкой к температуре трансформации. стекла (Т ), В результате получено 30 r фторидного стекла, свойства которого приведены в табл. 1. Однарацнасть с:текла оценивают по изменению показателя пр памления по объему образца. При изма.ренин оптических характеристик стекал толщина образцов составляла

1 5 мм °

? 0458Ь

Т, С

Исходные компоненты

Содержание в шихте

Температура начала

ПропусГраницы спектПолоса поглоИзменение показателя преломкание, % рального пропускания, мкм щения при =2,9 мкм (ОН-гр) кристаллизации, С,Т

JIP.ÍÈß по объему образца

2,79 7 31 270 . 340

На1.аГ„

90 0,2-7,3 Отсут- +0,001 ствует

9,77 25,59

4,89 12,81

20,73 54,29

ВаЕгР

Na t Zr6 Р з1 (ин„) ZrF6,Таблица 2

Т, С

Исходные компоненты

Границы Полоса Изменение

Содержание в шихте

Пропусспектрального прокание, % поглопоказателя преломления по объему образца щения приЯ =

=2,9 мкм (0H-гр) пускания мкм

2,73 6,96

NaLaF<

BaZrF, 7,43 18,94 300 350 90 0,2-7,3 Отсут- +0,001 ствует

4,28 10,91

23, 14 58,99

1,65 4,20

11ат "16 з1 (NHP> ZrF>

Ва А1

1

Пример 2. Для получения фторидного стекла в системе ZrF<—

BaF<-LaF>-NaF -АТГ в качестве исходных взяты компоненты, представленные в табл. 2. Тигель со смесью исходных компонентов помещают в платиновую камеру, закрывают платиновой крышкой и через систему пропускают гелий. Температуру в печи поднимают до 800 С и расплав выдерживают в течение 1,0 ч, после чего его отливают в предварительно подогретую латунную форму и отжигают.

Выход стекла составляет 30 г.

Свойства полученного стекла при-, ведены в табл. 2.

Пример 3. Для получения фторидного стекла в системе HfF -BaF LaF -NaF, в качестве исходных были взяты компоненты, представленные ,r в табл. 3. Процесс получения фторгафнатного стекла аналогичен процессу получения фторидных стекол, приведенному в примерах 1 и 2. Температура варки данного стекла 790 С.

Получено 30 r фторгафнатного стекла.

Свойства синтезированного стекла приведены в табл. 3.

Использование предлагаемой шихты для получения фторидных стекол обеспечивает повышение оптической однородности фторидных стекол за счет снижения содержания кислорода и гидроксильных групп, что приводит к расширению границ спектрального пропускания и уменьшению оптических потерь.

Кроме того, изобретение позволяет снизить стоимость фторидных стекол.

Таблица.1

1204588

Таблица 3

Т, С

Полоса

ПропусГраницы спект—

Содержание в ших те

Изменение покаэатеИсходные компоненты кание, 7Р

/о

2,02

5,62

Ыа1-агд

288 380 95 0,23-8,0 Отсутствует +0,001

Составитель О. Самохина

Редактор H.Êèøòóëèíåö Техред Ж.Кастелевич

Корректор M. Демчик

Заказ 8488/23 Тираж 456

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, IK-35, Раушская наб., д. 4/5

Подпис но е

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ВаНГГь

Яа Hf, F«

4 3 7

9,15 25,46

5,14 14,30

19,63 54,62 рального пропускания, мкм поглощения при ф =2,9 мкм (ОН-гр ) ля преломления по объему образца