Светочувствительное стекло

 

ьсесо ю з н:ттт

Матвитно-техничес

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 539848

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.09.74 (21) 2059992/33 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 25.12.76. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 15.02.77 (51) M. Кл г С ОЗС 3/30

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 666,113(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Е. С. Козельская, О. И. Хлыстова, Ю. М, Полухин, И. А. Беляева, В. Г. Прокопец, Г. А. Королева и П. И. Литвинов (71) Заявитель (54) СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОЕ СТЕКЛО

Изобретение относится к технике приготовления светочувствительного стекла, используемого в электронной и вычислительной технике, а именно для получения фотоситалла, применяемого при изготовлении подложек, подтрафаретников, матричных решеток, крепежных деталей фотоумножителей.

Известны светочувствительные серебросодержащие стекла, оптическим сенсибилизатором, в которых является СеОг (1).

Введение сенсибилизаторов в состав светочувствительных серебр осодержащих стекол позволяет резко повысить их чувствительность (в 10 раз) в области сенсибилизации 305—

325 нм и сократить время облучения ультрафиолетовым светом. Оптические сенсибилизаторы ускоряют процесс восстановления ионов серебра под воздействием ультрафиолетового облучения, обладая способностью менять валентность, они являются донорами электронов в фотохимическом процессе.

Оптическими сенсибилизаторами могут служить не только СеОг, но и другие редкоземельные элементы, способные менять свою валентность под воздействием ультрафиолетового облучения, такие как празеодим, самарий, европий, причем их применение расширяет диапазон спектральной светочувствительности и гамму окрашивания стекол, что очень важно для некоторых видов изделий, в частности для газоразрядных панелей.

Однако в силу своей дефицитности и высокой стоимости эти сенсибилизаторы не нахо5 дят практического применения.

Известно также стекло, включающее SiO, 1.1гО, А1гОз, ZnO, КгО, AgqO и в качестве сенсибилизатора СеОг (2).

Использование в качестве сенсибилизатора

10 только СеОг не позволяет получать высокий градиент температур кристаллизации облученного стекла, что ограничивает возможность выбора температурной обработки стекла. Из указанного стекла возможно получать изде15 лия, окрашенные только в светлые тона, более темная окраска, которая требуется для многих видов изделий, в частности, матричных решеток ГИП, может быть получена только путем многократной повторной термообработки, что

20 дает усадку материала, препятствующую получать прецизионные изделия. Диапазон спектральной светочувстительности этих стекол сравнительно низок, поэтому глубина протравливания изделий толщиной свыше 1 мм

25 слишком мала при малом времени облучения.

Цель изобретения — расширение спектральной светочувствительности, гаммы окрашивания и степени светочувствительности стекла.

Достигается цель тем, что стекло, включа.

30 ющее ЯОг, 1-1гОз, А1гОз, ZnO, КгО, АдгО и

7,0

СеОг дополнительно содержит 1 агОз, Pr O3, Nd2O3, Pm 03 и Sm 03 при следующем соотношении компонентов, вес. о/о.

ЯОг 60 — 85

Li O 5,5 — 15

А1,О, 2 — 25

ZnO 1 — 12

КгО 2 — 8

Ag O 0,001 — 0,05

СеО, 0,004 — 0,06

1 агОз 0,001 — 0,03

РггОз 0,001 — 0,02

NdO3 0,0008 — 0,05

Pm2O3 0,0005 — 0,005

$гпгОз 0,0005 — 0,005

Отдельно взятые окислы 1 агОз и Кс1гОз не обладают сенсибилизирующими свойствами, поскольку у них отсутствует способность к изменению валентности, однако, их присутствие в смеси делает более устойчивым равновесие

l 1 l

СеОг СегОз, .РггОз РгОг, SmqOqSmO, что позволяет увеличить общее количество смеси, что способствует лучшему перемешиванию сенсибилизирующей добавки и усреднению ее в составе шихты, а также способствует увеличению степени потемнения окраски стекла, так как эти элементы обладают высокой поляризуемостью.

В качестве смеси окислов редкоземельных элементов можно использовать концентраты редкоземельных окислов — продукты переработки селективных цериевых минералов, например, концентрат «полирит», а состав которого входят ?.агОз, СеОг, РггОз, NdqOq, Ргпг03, SmqO

Концентрат «полирит», используемый для полировки стекол, является дешевым н недефицитным материалом, его положение в качестве светочувствительной добавки положительно влияет на светочувствительные свойства стекла, не повышает его стоимости.

Пример. Стекло следующего состава:

74,2о/о SiOg, 85о/о А1гОз, 106о/о ?лОг 4о/о КгО, 2 /о ZnO, 0,05 /о А@О и 0,2 /о концентрата «полирит» варят в горшке емкостью 200 л при

1480 С по обычной технологии оптического стекловарения и обрабатывают при 800 С.

Полученное стекло (фотоситалл) имеет следующие свойства:

Коэффициент линейного теплового расширения а 10 "С в интервале температур 20 — 300 С, не более, ГОСТ 10978 — 69 127,0

Предел прочности при статическом изгибе, кг/мм не менее 25,0

Диэлектрическая проницаемость при частоте 10 гц, не более

Тангенс угла диэлектрических потерь tg6 104 при частоте

10 гц, не более 80,0

539848

Оптические свойства фотоситаллового стекла

Окраска (t термообработки

550 С и время облучения темноко8 мин) ричневая

Разность температур начала кристаллизации облученного и необлученного стекла, С 150,0

Глубина травления, мм (t термообработки 550 С, время облучения 1 мин) 0,23

Для определения зависимости глубины травления от времени облучения использовали шлифованные образцы размером 60+10+ р,3 мм, каждые 10 мм облучали лампой

ДРШ-1000 при следующих экспозициях:

15 сек, 30 сек, 1 мин, 4 мин, 8 мин. Термообработку проводили в электропечи СК 11/16 при 550 С. Проявленные образцы травили в

13 /о растворе плавиковой кислоты в течение

30 мин. Толщину изделий измеряли индикатором часового типа ГОСТ 577 — 68 с ценой деления 0,01 мм до травления и после травле25 HHSI

Анализ результатов показывает, что применение в качестве оптического сенсибилизаторов «полирита» вместо СеОг приводит к повышению оптических характеристик стекла и соответственно к улучшению его технологических свойств. Физико-химические свойства фотоситалла, определяемые фазовым составом, остаются при этом неизменными.

35 Формула изобретения

Светочувствительное стекло, включающее

SiO, Li2O, А1гОз, ZnO, КгО, Ag O и СеСг, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения

40 спектральной светочувстительности, гаммы окрашивания и степени светочувствительности стекла, оно дополнительно содержит 1 агОз, РггОз, Ис1гОз, РгпгОз и ЯгпгОз при следующем соотношении компонентов, вес. о/о.

SiOг 60 — 85

Li O 5,5 — 15

А1гОз 2 — 25

ZnO 1 — 12

КгО 2 — 8

А@О 0,001 — 0,05

СеОг 0,004 — 0,06

1 агОз 0,001 — 0,03

РггОз 0,001 — 0,02

Nd O 0,0008 — 0,05

Рп>гОз 0,0005 — 0,005

Sm2Оз 0,0005 — 0,005

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1. Бережной А. И. «Ситаллы и фото-ситал60 лы». М. Машиностроение, 1966 г.

2. Патент Англии № 684134, кл, 56, 1952 r,