Стекло для изготовления градиентных элементов методом ионного обмена

 

Изобретение относится к стеклам для изготовления оптических и акустооптических деталей с градиентом оптического показателя преломления и скорости (граданов) методом ионного обмена и взаимодиффузии ионов щелочных металлов в стекло из расплава солей. Целью изобретения является повышение модуля упругости, температуры химико-термической обработки и эффективного коэффициента вэаимоднффузии с расплавом для ионного обмена. Для этого стекло для градиентных элементов содержит, мол,%: 810460-78; LiO 2-24; 6-16; ZrO 5-13; SbgOi 0,1-1,0; NaCl 2-5; CeO., 0,1-0,5.Стекло обеспечивает повышение температу ры химико-термической обработки до 620-780 С, модуля упругости до (858- 9l2)flO эффективного коэффициента взаимодиффуэии до (0,5-1,0)« с , 3 табл. S ел с tc xi. 00 :D

СОЮЗ СОВЕТСНИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

; РЕСПУБЛИК (50 4 С 03 С 3/095 с " 5 г 1у ". w > g

1 д т;.. . и, у (%ИЪМ М1у (ЕК"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3943944/29-33 (22). 19.08.85 (46) 23.03,87. Бюл. У 11 (71) Ленинградский технологический институт (72) В.Я. Лившиц, О.С. Щавелев, П.М. Валов, Б.Г. Гольденфанг, Г.О.Карапетян, В.М. Митькин, P.À. Нахапетян, Н.10. Плуталова и H.À. Якобсон (53) 666.1.053.65(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11у 550349, кл. С 03 С 3/095, 1974.

Выложенная заявка Японии 9 58125632, кл. С 03 С 3/04, 1983. (54) СТЕКЛО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГРАДИЕНТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТОДОМ ИОННОГО ОБМЕНА (57) Изобретение относится к стеклам для изготовления оптических и акустооптических деталей с градиентом онти„„SU„„1298197 Д 1 ческого показателя преломления и сКО рости звука (граданов) методом ионного обмена и взаимодиффузии ионов щелочных металлов в стекло из расплава солей. Целью изобретения является повьппение модуля упругости, температуры химико-термической обработки и эффективного коэффициента взаимодиффузии с расплавом для ионного обмена. Для этого стекло для градиентных элементов содержит, мол.7.: SiO <60-78; Li0

Ф

2-.24; Na О 6-16; ZrO 5-13; Sb О

0,1-1,0; NaC1 2-5; СеО 0,1-0,5.Стекло обеспечивает повьппение температуры химико-термической обработки до

620-780 С, модуля упругости до (858- а

91.2) ° 10 Н/м и эффективного коэффи- Е дйеита азаииодиффузии до (0,5" 1,О) (/)

«10 см с . 3 табл.

1298197

Изобретение относится к стеклам для изготовления оптических и акустооптических деталей с градиентом оптического показателя преломления и скорости звука (граданов) методом ионного обмена и взаимодиффузии ионов щелочных металлов в стекле из расплава солей.

Таблица 1

Компоненты стекла одержание компонентов, мол.7, в стекле состава

) 78,0

60,0

Si0

60 0

66,0

5,4

Li О

24,0

14,0

2,0

16,0

6,0

12,5

6,0

Ба О

5,0

7,0

10,0

13,0

Zr0<

SSbb, 1,0

0,7

0,3

0,1

СеО

0,1

0,3

0 5

NaCl

2,6

2,0

5,0

2,0

Таблица 2

Свойства стекла

Состав стекла

l T

3 4

Температура начала деформации, ьС 730

750

880

730

Температура химико-термической обработки, С

620-690 780

700

670

Модуль упругости

Ех10, Н/м 912

866

858

870

0,5

1,0

0,9

0,8

Эффективный коэффициент взаимодиффузии (литийнатрий) ф, см с х х 10

Цель изобретения — повышение модуля упругости, температуры химико-термической обработки и эффективного коэффициента взаимодиффузии с расплавом для ионного обмена.!

Составы стекол даны в табл. 1, их свойства — в табл. 2.

Таблица 3

Реним ионноо боткн енка коэфциента ффуэнн D, с

Па ди но че аметры дифф нного слоя еэ плоскую ницу став распл фор ле мят Толщин ффу слоя, тано

» »0,10

-16& (1,1-0,8) 10 24

1 йаЯО + Ка 80

3 .1 4

2 1.1 ЯО + 1.1С1

2 Яа &О + HaCi

4,0 1,80

670

2,5 2,40

+124 (2,$-0,7)10 26

-76 {2,0-0,9)40 » 20

2,0 1,70

5,,0 3,25

3 r iF + LiCZ 780

3 LiP + ИС1 780

l5 12

-42 (1,2-0, $) 1О 36"

2,5 1,60

4 Ва 80, + 1lacl 700

3 12981

Опытные стекла варят в пламенной печи в кварцевых сосудах емкостью 8 л, закомплектованные по три в шамотный сосуд емкостью 100 л с пересыпкой ша- . мотной крошкой. Варка проводится по следующему режиму. Установленный в печь комплект шамотного сосуда с тремя кварцевыми сосудами выводится в печи до температуры 1500-1550 С, при

1 которой в сосуды в один прием засыпа- 10 ют шихту из расчета 4 л стекломассы.

При указанной температуре за 5-10 ч происходит образование и осветление расплава. При снижении температуры печи до 1300оС комплект выводится из 15 печи и через 0,5-1 ч засыпается песком, под которым стекломасса окончаПредлагаемое стекло хорошо варится, т.е. имеет умеренную температуру варки, не кристаллизуется, что позволяет получать крупные заготовки онти-50 ческого качества.

Формула изобретения

Стекло для изготовления градиент- 55 ных элементов методом ионного обмена, ключающее Я О,, Li, О, Naa0, Zr0a, Sba0>, отличающееся тем, что, с целью повышения модуля упру97 4 тельно остывает. Стекла получают в виде хорошо проваренного и достаточно осветленного стекла. Это свидетельствует о малой кристаллизационной способности и хороших технологических свойствах стекол предлагаемых составов.

Из кусков горшкового стекла прессуют заготовки, качество которых по бессвильности и пузырности отвечает высоким требованиям, предъявляемым к оптическому стеклу.

Заготовки стекла кубической и цилиндрической формы диаметром ((толщиной1! до !6 мм подвергают ионообмен.ной обработке в расплаве солей по режимам, приведенным в табл. 3.

Расчет-, ное время нонно" обменной проработки цилиндра диа" метром

16 мм до параметра

Т - »

Dь

+152 (3,0-1,0)10 18

+98 l «0.10.à Т-0,15, гости, температуры химико-термической обработки и эффективного коэффициента взаимодиффузии с расплавом для ионного обмена, дополнительно содержит NaCl и Сео, при следующем соотношении компонентов, мол.Х:

Si0 60-78

Li. 0 2-24

Na О 6-16

ЕГ 5-! 3

8Ь О, О, 1-1,0

NaCl 2-5

Се0 0,1-0,5