close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6614

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6614
(13) C1
(19)
7
(51) C 03C 3/06, 4/08
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
КВАРЦЕВОЕ СТЕКЛО
(21) Номер заявки: a 20010246
(22) 2001.03.15
(46) 2004.12.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт молекулярной и атомной физики Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Малашкевич Георгий Ефимович; Малашкевич Андрей Георгиевич;
Плющ Борис Васильевич; Подденежный Евгений Николаевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт молекулярной и атомной физики Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(57)
Кварцевое стекло, включающее SiO2 и OH-, отличающееся тем, что дополнительно
содержит La2O3 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
SiO2
96,8-99,1
OH
0,4-1,2
La2O3
0,5-2,0.
BY 6614 C1
(56)
Подденежный Е.Н. и др. Перспективные материалы. - 1996. - № 5. - С. 41-44.
SU 923975, 1982.
SU 441246, 1974.
SU 808395, 1981.
DE 19505617 A1, 1995.
EP 0999574 A1, 2000.
EP 0695723 A2, 1996.
BY 6614 C1
Изобретение относится к легированным стеклам, в частности к кварцевому стеклу,
полученному по золь-гель процессу, с высоким содержанием ионов гидроксила (ОН-групп) и может использоваться для изготовления селективных светофильтров, поглощающих при λ = 2,72 мкм, и в качестве нелинейно-оптического материала.
Известно кварцевое стекло, полученное золь-гель методом (см. заявку РБ № 970460,
МКИ СОЗС 3/06 от 19.08.1997, опубликованную в ОБ № 3(18), с. 61, 1998 г.), следующего
состава, мас. %: Sm2O3 0,05-1,0; ОН- 0,001-0,01; SiO2 - остальное.
Недостатками известного стекла являются высокое светорассеяние (прослеживается
луч гелий-неонового лазера), низкое содержание ионов гидроксила и наличие двух групп
слабоинтенсивных полос поглощения при 340-570 нм и длиннее 940 нм. Это не позволяет
использовать известное стекло в качестве селективного светофильтра, поглощающего при
λ = 2,72 мкм.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является полученное зольгель методом кварцевое стекло (Подденежный Е.Н., Мельниченко И.М., Плющ Б.В., Нерода И.Ю., Малашкевич Г.Е. Влияние температуры спекания и отжига кварцевых гельстекол на концентрацию их кислородно-дефицитных центров и ионов гидроксила // Перспективные материалы. - 1996. - № 5. - С. 41-44) следующего состава, мас. %: SiO2 99,6;
ОН- 0,4.
Известное стекло (прототип) имеет следующие недостатки:
относительно высокое светорассеяние (прослеживается луч гелий-неонового лазера);
недостаточно большое содержание ОН--групп;
вспенивается при нагреве выше температуры Т ≈ 1250 °С.
Указанные недостатки ограничивают возможности использования известного стекла
(прототипа) в качестве селективного светофильтра, поглощающего при λ = 2,72 мкм.
Кроме того, не позволяют изготавливать из него гидроксилсодержащие оптические волокна, перспективные для использования в нелинейной оптике.
Задачей предполагаемого изобретения является создание стекла с большим содержанием ОН--групп, меньшим светорассеянием и большей термостойкостью, что повысит оптическое качество и показатель поглощения указанного светофильтра и, возможно,
позволит изготавливать из этого стекла высокогидроксильные волоконные световоды.
Для достижения поставленной задачи кварцевое стекло, включающее SiO2 и ОН-, дополнительно содержит La2O3 при следующем соотношении компонентов, мас. %: SiO2
96,8-99,1; ОН- 0,4-1,2; La2O3 0,5-2,0.
Стекло получали прямым золь-гель методом. В качестве исходного сырья использовали тетраэтилортосиликат Si(OC2H5)4, соляную кислоту НСl (как катализатор), аморфный
тонкодисперсный кремнезем SiO2 (как наполнитель для уменьшения растрескивания ксерогелей), дистиллированную воду Н2О и азотнокислую соль лантана La(NO3)3×6H2O.
Процесс синтеза включал гидролиз тетраэтилортосиликата в водном растворе кислоты
при мольном соотношении H2O:Si(OC2H5)4:HCl равном 16:1:0,01 до получения золя, приготовление коллоида путем добавления в полученный золь тонкодисперсного кремнезема,
нейтрализацию золь-коллоидной системы до рН = 6,5-7 путем введения раствора аммиака,
литье жидкого шликера в формы и выдерживание до образования геля. Полученные заготовки сушили в термошкафу при T ≈ 60 °С, пропитывали водным раствором азотнокислой
соли лантана, термообрабатывали при T ≈ 400 °С, а затем подвергали газовой термообработке при T ≈ 500 °С. Спекание проводили в вакууме при T = 1450 °С.
Увеличение концентрации Lа2О3 выше заявляемой нецелесообразно, так как это уже
не влечет за собой повышение концентрации ОН--групп. Проведение спекания при температуре ниже 1450 °С не позволяет избавиться от светорассеяния, связанного с остаточной
пористостью. Спекание при температуре выше 1700 °С может вести к вспениванию стекла.
Составы заявляемого стекла, спеченного при T = 1450 °С, и значение натурального
показателя светоослабления k при различных длинах волн представлены в таблице.
2
BY 6614 C1
Состав, мас. %
Стекло
SiO2
1
2
3
99,1
98,18
96,8
ОН- La2O3
0,4
0,82
1,2
0,5
1,0
2,0
0,20
4,3
9,2
15,5
0,30
0,3
0,7
1,2
0,40
0,0
0,0
0,0
k, см-1
при λ, мкм
2,40 2,60 2,70
0,1
1,3 19,7
0,2
2,3 40,7
0,3
3,3 61,0
2,72
40,0
82,0
120,0
2,80
15,0
32,2
49,0
3,00
0,8
1,4
2,3
На фигуре изображен спектр светоослабления стекла 2 толщиной 1,0 мм.
При пропускании через заявленное стекло излучения гелий-неонового лазера его луч
не прослеживается.
Таким образом, заявляемое стекло обладает высокой прозрачностью в ультрафиолетовой (k ≤ 1,2 см-1 при λ = 300 нм), видимой и ближней инфракрасной областях спектра,
низким светорассеянием, интенсивно поглощает в области основного колебания ионов
гидроксила (k = 40-120 см-1 при λ = 2,72 мкм) и отличаются высокой термостойкостью (не
вспенивается при нагреве до Т = 1700 °С). Отмеченные преимущества заявляемого стекла
позволяют использовать его для изготовления термостойких селективных светофильтров,
поглощающих в узкой полосе при λ = 2,72 мкм и, возможно, высокогидроксильных волокон для нелинейной оптики.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
157 Кб
Теги
патент, by6614
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа