Добавка к стеклу

 

Изобретение относится к получению светотехнического стекла, обладающего способностью поглощать ультрафиолетовую составляющую солнечного света и преобразовать ее в оранжево-красный свет с длиной волны 580-700 нм, и может быть использовано в сельском хозяйстве, медицине и строительной индустрии. Сущность изобретения: добавка к стеклу содержит по крайней мере два оксида РЗЭ из группы: Nd₂O₃, Dy₂O₃, Sm₂O₃, Eu₂O₃, CeO₂, Y₂O₃, Pr₂O₃, Tb₂O₃, Gd₂O₃, La₂O₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Sm₂O₃ - 0,5-90, Eu₂O₃ - 0,5-80, CeO₂ - 0,5-40, Y₂O₃ - 0,1-40, Pr₂O₃ - 0,1-4,0, Tb₂O₃ - 0,1-1,0, Gd₂O₃ - 0,1-10, Nd₂O₃ - 0,01-0,5, La₂O₃ - 0,1-10, Dy₂O₃ - 0,1-1,0. Технической задачей изобретения является обеспечение преобразования УФ-части солнечного света в оранжево-красный с длиной волны 580-700 нм. В качестве стекла используют силикатные, боратные или фосфатные стекла. Для получения добавки используют оксиды РЗЭ, отходы их производства, отходы люминофоров, отдельные фракции концентратов РЗЭ. 6 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к получению светотехнического стекла, обладающего способностью поглощать ультрафиолетовую составляющую солнечного света и преобразовать ее в оранжево-красный свет с длиной волны 580 -700 нм, и может быть использовано в сельском хозяйстве, медицине и строительной индустрии.

Известна добавка к светотехническому стеклу следующего состава, мас.% [1]: Окись иттербия - 5 - 95 Окись тербия - 5 - 95 Однако стекла, содержащие эту добавку, не преобразуют ультрафиолетовое излучение солнечного света в оранжево-красный свет.

Технической задачей изобретения является обеспечение светотрансформирующих свойств стекла, а именно преобразование УФ-части солнечного света в оранжево-красный с длиной волны 580 - 700 нм, стабильности люминесцентных свойств стекла и удешевление конечного продукта (стекла).

Для выполнения поставленной технической задачи в стекло вводят добавку, включающую, по крайней мере, два оксида РЗЭ из группы: Sm₂O₃, Eu₂O₃, CeO₂, Y₂O₃, Pr₂O₃, Tb₂O₃, La₂O₃, Nd₂O₃, Gd₂O₃, Dy₂O₃, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Sm₂O₃ - 0,5 - 90 Eu₂O₃ - 0,5 - 80 CeO₂ - 0,5 - 40 Y₂O₃ - 0,1 - 40 Pr₂O₃ - 0,1 - 40 Tb₂O₃ - 0,1 - 1,0
Gd₂O₃ - 0,1 - 10,0
Nd₂O₃ - 0,01 - 0,5
La₂O₃ - 0,1 - 10
Dy₂O₃ - 0,1 - 1
В качестве стекла можно использовать силикатное, боратное или фосфатное стекло. Для получения добавки используют оксиды РЗЭ, отходы их производства. Например, отходы при использовании полирита, отходы люминофоров. Также можно использовать для получения добавки продукт переработки покрытий экранов электронно-лучевых трубок или отдельные фракции концентратов РЗЭ, получающиеся в процессе разделения суммы РЗЭ, например, полирит или концентрат СЕГОК. Помимо того, можно использовать отходы цветных стекол для лазерной техники.

Технология получения светотехнического стекла с предложенной добавкой не отличается от обычной стекольной технологии и включает варку, выработку, отжиг. В качестве сырья используют кварцевой песок, соду, поташ, доломит, соединения РЗЭ, например, полирит или отходы редкоземельных люминофоров. Компоненты шихты смешивают, варят при температуре 1350 - 1500^oС в слабоокислительных условиях, вырабатывают, отжигают. Стекло с описываемой добавкой отличается высокой технологичностью и не кристаллизуется в интервале выработки, может изготавливаться как методом проката, так и вытягиванием. Добавка вводится в стекло в количестве 0,1 - 5% сверх 100% стекла.

Полученные стекла обладают люминесцентными свойствами, т.к. РЗЭ являются активаторами интенсивной люминесценции стекол с характерными спектрами. Спектры люминесценции определяются природой самих РЗЭ, их концентрацией. Полученное стекло преобразует УФ- часть света в оранжево-красный свет с длиной волны 580 - 700 нм.

Стекло с максимальным количеством добавки (2 - 5%) можно измельчить и использовать как добавку в шихту в количестве до 10% для получения стекол, обладающих свойствами люминесцентной трансформации.

Данное стекло можно измельчить, добавить в обычную шихту при варке стекла и получить также стекло, обладающее свойствами люминесцентной трансформации.

Некоторые конкретные составы предложенной добавки приведены в таблице (см. в конце описания).

Эти добавки добавляют в шихту сверх 100% в количестве 0,1 - 5%.

Ниже приведен конкретный пример выполнения предложенного изобретения. В стекло состава, мас.%:
SiO₂ - 73,2
CaO - 5,7
MgO - 4,1
Fe₂O₃ - 0,12
R₂O - 15,3
SO₃ - 0,38
Al₂O₃ - 1,2
вводят сверх 100% добавку, содержащую Eu₂O₃ - 90% и La₂O₃ - 10% в количестве 1%. Светотехническое стекло, содержащие указанную добавку, преобразует УФ-часть солнечного света в оранжево-красный свет.

В качестве компонентов, содержащих РЗЭ, можно использовать, по крайней мере, одну из фракций концентратов РЗЭ, получаемую в процессе разделения суммы РЗЭ, например полирит или концентрат СЕГОК.

Концентрат СЕГОК по ТУ АД-11-40-88 содержит не менее 55% Sm₂O₃, не менее 10% Eu₂O₃ и не менее 10% Gd₂O₃.

Светопропускание стекла толщиной 3 мм на длине волны 400 нм 70 - 85%; 500 нм 70 - 85%; 600 нм 80 - 88%; 700 нм 78 - 85%.

Стекло с добавкой концентрата СЕГОК позволяет дополнительно высвечивать световые лучи в оранжево-красной области спектра.

Полученные светотехнические стекла с предложенной добавкой обладают устойчивыми светотрансформирующими свойствами, сравнительно дешевы в изготовлении за счет использования отходов редкоземельных люминофоров или концентратов РЗЭ.

Формула изобретения

1. Добавка к стеклу, включающая оксиды РЗЭ, отличающаяся тем, что она содержит по крайней мере два оксида РЗЭ из группы: Sm₂O₃, Eu₂O₃, CeO₂, Y₂O₃, Pr₂O₃, Tb₂O₃, La₂O₃, Nd₂O₃, Cd₂O₃, Dy₂O₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Sm₂O₃ - 0,5 - 90
Eu₂O₃ - 0,5 - 80
CeO₂ - 0,5 - 40
Y₂O₃ - 0,1 - 40
Pr₂O₃ - 0,1 - 4,0
Tb₂O₃ - 0,1 - 1,0
Cd₂O₃ - 0,1 - 10,0
Nd₂O₃ - 0,01 - 0,5
La₂O₃ - 0,1 - 10
Dy₂O₃ - 0,1 - 1
2. Добавка к стеклу по п.1, отличающаяся тем, что в качестве стекла используют силикатное, боратное или фосфатное стекла.

3. Добавка к стеклу по п.1, отличающаяся тем, что для получения добавки используют отходы производства РЗЭ, например отходы при использовании полирита.

4. Добавка к стеклу по п.1, отличающаяся тем, что для получения добавки используют отходы редкоземельных люминофоров.

5. Добавка к стеклу по п.4, отличающаяся тем, что для ее получения используют продукт переработки покрытий экранов электронно-лучевых трубок.

6. Добавка к стеклу по п.1, отличающаяся тем, что для ее получения используют отдельные фракции концентратов РЗЭ, получающиеся в процессе разделения суммы РЗЭ, например полирит или концентрат СЕГОК.

7. Добавка к стеклу по п.1, отличающаяся тем, что для ее использования используют отходы цветных стекол для лазерной техники.

РИСУНКИ

Рисунок 1