Стекло для элементов с распределенными свойствами

 

Изобретение относится к стеклам для оптических и акустических элементов с градиентом оптического и акустического показателей преломления, изготовляемых методом ионного обмена и взаимодиффузии ионов лития, натрия и калия из расплавов их ссшей. С целью повьппения модуля Юнга, температуры ионообменной обработки и эффективного коэффициента взаимодиффузии, стекло содержит, ,мап,%: iO . 70,8; LiaO 2,0-12,1; Na-jO 6,5-15,8; ,5-10,5, TiOj 0,5-11,8, 0,1-1,0; CeOi 0,1-0,5; NaCl 1,0-3,7; SnOi 1,0-10,5. Модуль Юнга стекла

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 С 03 С 3/11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4118296/29-33 (22) 16.09.86 (46) 07.08.88. Бюп. М- 29 (71) Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности (72) В.Я.Лившиц, О.С.Щавелев, Б.Г.Гольденфанг и P.À. Нахапетян (53) 666. 112.92: 546. 18 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 550349, кл. С 03 С 3/08, 1977.

Заявка Японии N 58-125632, кл. С 03 С 3/04, опублик. 1983. (54) СТЕКЛО ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ (57) Изобретение относится к стеклам для оптических и акустических элемен„„SU„„414810 А1 тов с градиентом оптического и акустического показателей преломления, изготовляемых методом ионного обмена и взаимодиффузии ионов лития, натрия и калия из расплавов их солей. С целью повьппения модуля Юнга, температуры ионообменной обработки и эффективного коэффициента взаимодиффузии, стекло содержит, .мол,X: О 62,970 8; LigO 2,0-12,1; NagO 6,5-15,8;

ZrO z 0,5-10,5, TiO 0,5-1 I,8, $Ь О

0,1-1,0; СеО 0,1-0,5; NaC1 1,0-3,7;

SnO 1,0-10,5. Модуль Юнга стекла (798-846) х10 Н/м, температура ионообменной обработки 620-740 С, коэффициент взаимодиффузии ионов литнй-нат- а рий (2,7-5,0)x10 см2 с, 3 табл.

1414810

Изобретение относится к стеклам для оптических и акустических элементов с градиентом оптического и акустического показателей преломления, изготавливаемых методом ионного обмена и взаимодиффузии ионов лития, натрия и калия из расплавов солей.

Цель изобретения — повьппение модуля Юнга, температуры ионообменной об-10 работки и эффективного коэффициента взаимодиффузии, Варку стекол проводят в пламенной печи при 1500-1550 С в кварцевых сосудах емкостью 8 л, закомплектованных15 по три в один шамотньп сосуд емкостью 100 л с пересыпкой шамотной крошкой, Комплект кварцевых сосудов нагревают в пламенной печи до температуры 1500-1550 С, при которой в сосу-20 ды в один прием засыпают шихту, составленную из реактивов марки х.ч. из расчета на 4 л стекломассы, и выдерживают в печи при этой температуре в течение 5-10 ч. И1елочи вводят в виде 25 карбонатов, а остальные компоненты— в виде оксидов. Затем температуру снижают до 13000С, комплект выводят из печи через 0,5-1 ч, засыпают песком, под которым стекломасса окончательно остывает. B результате получают хорошо проваренные и достаточно осветленные стекла.

Конкретные составы стекла приведены в табл. 1.

Иэ с текла предлагаемых составов изготавливают образцы кубической формы. размерами 10х10х10 мм и цилиндрической формы диаметром 15-40 мм, Образцы подвергают ионообменной обработке в солевой ванне при температуре выше 620 С с целью получения элементов с распределенными свойствами, В табл, 2 приведены условия. ионообменной обработки и основные показатели полученных стекол.

В табл, 3 приведены характеристики предлагаемого стекла.

Из приведенных в табл. 2 и 3 данных видно преимущество предлагаемого стекла перед известным. например, температура ионообменной обработки на

Формула из об р ет ения

Стекло для элементов с распределенными свойствами, получаемых методом ионного обмена в расплавах солей одновалентных металлов, включающее

Si0,Li<0, Na

NaC1, Sn0< при следующем с.оотношении компонентов, мол. 7:

62,9-70,8

2,0-12,1

6,5-15,8

0,5-10,5

О, 5-11 8

О, 1-1,0

О, 1-0,5

1,0-3,7

1.,0-10 „5

SiO

Li 0

Na

Zr0q

TiOg

sb o>

Се01

NaC1

Sn0

70-230 С превосходит соответствующую температуру для известного стекла, эффективное значение коэффициента взаимодиффузии литий — натрий в 50100 раз больше и время, требуемое для формирования элементов с .распределенными свойствами заданного диаметра (время ионообменной обработки), меньше тоже в 50-100 раз, модуль Юнга достигает значения 846 108 Па, Кроме того, стекло хорошо варится и не кристаллизуется в течение длительной ионообменной обработки. Это позволяет получить крупные заготовки из него„ а затем элементы с распределенными свойствами высокого оптического качества, которые представляют собой стержни диаметром 10-40 мм, используемые вместо классических элементов в оптических системах,, что является целесообразным, так KRK упрощает конструкции оптических систем и улучшает параметры аберрации. Использование таких элементов в акустике и акустооптике позволяет перейти к созданию акустической микроскопии и .спектроскопии.

14 !4810

Та блица 1

Содержание компонентов стекла, мас.Й, состава

Компоненты стекла

1 2 3 4 5 6

8102

708 670 69 7 629 670 667

599020

8,0

Li 0

8,5

Na10,0 5

Zr0

0 5

СеО!

0,2

0,1 1,0

2,0 1 О.

1,6

NaC1

05 10 1!8

Ti0g

1вО . 4э9

4,5 2,9

0,5

ЯпО

Таблица 2 к о

1 НаИО +На so

2 . ВаЯО +Ма зо

3 йаС1+Ма ЗО,в

2,7 1О Ф

1,01

"+7

4,4 1О.

1 ° 27

5 .10

-70

1 ° 78

4,9 ° 10

5: иано +на so

3 ° 5 ° 107 б LRCl+LQ SOy

1,00

5 „!О ь|сжл,зо, 1,40

720 40

3 .NaCl+Na< ЗО

-65, . 720 80

5 NaC1+Nag 90

0,4 .10

685 6

685 6

-7д

1 KNOg+Kysog

6 KNO!!+Å 90 . 0,44

6,0-7

-104

-68

0,83

1,0,10-7

740 6

685 702 кто +к,зо

0 63

5 а&И+И„зо, 5 NaC1+Na sg

490,, . 705 240

6,5 12,1

10,3 6,5

4,6 4,5

0,2 О,!

670 5

620 5

740 6

700 9

677 3 ° 7

210 5

15 8 7 5 12 0

66 105 20

0,2 0,2 0,2

0,1 0,1 О,!

2,7 3,7 2,?

10,5 5,3 1,0 2,5

14 14810

Таблица 3

Параметры стекла

78 5 780

750 670

750 710

740 710 700 680

670 620

Модул ь

Юнга

Ех10 П/м 803 837 821 846 842 798

КоэффициСоставитель M. Гулюкин

Редактор И.Дербак Техред Л.Олийнык Корректор М.Демчик

Заказ 3841/24а Тираж 425

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Температура начала деформации, С

Т емп ература химикот ермич еской обраб о ент взаимодидх узии литийнатрий см2 . с-

Значение параметров стекла состава

I 11 .. I:

2„ 7 1 0 4, 4 1 0 5 1 0 5 1 0 4, 9 1 0 3, 5 ° 1 0