CS263299B1 - Infrared-transmissive silicon glass in the spectral range of 780 to 2600 nm - Google Patents
Infrared-transmissive silicon glass in the spectral range of 780 to 2600 nm Download PDFInfo
- Publication number
- CS263299B1 CS263299B1 CS878705A CS870587A CS263299B1 CS 263299 B1 CS263299 B1 CS 263299B1 CS 878705 A CS878705 A CS 878705A CS 870587 A CS870587 A CS 870587A CS 263299 B1 CS263299 B1 CS 263299B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- glass
- oxide
- spectral range
- infrared
- weight
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/078—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing an oxide of a divalent metal, e.g. an oxide of zinc
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Sklo je určeno pro výrobu speciálních optických filtrů, propouštějících infračervené záření ve spektrálním rozsahu 780 až 2 500 nm. Sklo obsahuje v procentech hmotnosti 67 až 71 oxidu křemičitého SiO,, 11 až 14 oxidu vápenatého CaO, 12 až 20 oxidu sodného NaO, 0,1 až 2 oxidu zinečnatého ZnO, 0,1 až 1,5 antimonu Sb, 0,1 až 1 selenu Se a nejvýše 0,02 oxidu železitého Fe2O3· Snadnější zpracovatelnost skla a zlepšení optických vlastností se dosáhne vnesením 0,5 až 6 procent hmotnosti oxidu draselného K2O.The glass is intended for the production of special optical filters, transmitting infrared radiation in the spectral range of 780 to 2,500 nm. The glass contains in percentages by weight 67 to 71 silicon dioxide SiO, 11 to 14 calcium oxide CaO, 12 to 20 sodium oxide NaO, 0.1 to 2 zinc oxide ZnO, 0.1 to 1.5 antimony Sb, 0.1 to 1 selenium Se and at most 0.02 iron oxide Fe2O3. Easier processing of glass and improvement of optical properties is achieved by adding 0.5 to 6 percent by weight of potassium oxide K2O.
Description
Vynález se týká složení křemičitého skla propouštějícího infračervené záření ve spektrálním 780 až 2 500 nm.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the composition of infrared transmissive silica glass at spectral 780 to 2500 nm.
Pro výrobu různých optických zařízení, např. detekčních systémů, se používají filtry propouštějící infračervené záření v určité oblasti spektra. Dosud známé filtry jsou vyrobeny z chalkogenidových skel různého složení, uvedeného např. v patentech USA č. 3 511 672 a č. 3 511 673, kde se jedná o skla soustavy Ge - Se - Mn a Ge - Se - Zn, v patentu Francie č. 2 027 407 se uvádí sklo soustavy Ge - Se - As apod.Infrared-transmitting filters are used in the production of various optical devices, e.g. The prior art filters are made of chalcogenide glasses of various compositions, such as those disclosed in U.S. Patent Nos. 3,511,672 and 3,511,673, which are glasses of the Ge - Se - Mn and Ge - Se - Zn system in France. No. 2 027 407, the glass of the Ge - Se - As system, etc.
Nevýhodou dosud známých chalkogenidových skel je skutečnost, že propouštějí infračervené zářeni pouze v oblastech vlnových délek nad 6 000 nm, což znemožňuje jejich použití pro speciální účely, kde je vyžadována propustnost v dolní oblasti spektrálního rozsahu infračerveného zářeni.A disadvantage of hitherto known chalcogenide glasses is that they only transmit infrared radiation in regions of wavelengths above 6,000 nm, making them impossible to use for special purposes where transmittance in the lower region of the spectral range of infrared radiation is required.
Uvedené nevýhody odstraňuje křemičité sklo podle vynálezu, propouštějící infračervené záření ve spektrálním rozsahu 780 až 2 500 nm. Podstata vynálezu spočívá v tom, že sklo obsahuje v % hmotnosti 67 až 71 oxidu křemičitého SiO2, 11 až 14 oxidu vápenatého CaO, 12 až 20 oxidu sodného Na^O, 0,1 až 2 oxidu zinečnatého ZnO, 0,1 až 1,5 antimonu Sb, 0,1 až 1 selenu Se a nejvýše 0,02 oxidu železitého FejO^.These disadvantages are overcome by the inventive silica glass which transmits infrared radiation in the spectral range of 780 to 2500 nm. SUMMARY OF THE INVENTION The glass composition comprises 67 to 71 SiO 2 silica, 11 to 14 CaO, 12 to 20 Na 2 O, 0.1 to 2 ZnO, 0.1 to 1 5 antimony Sb, 0.1 to 1 selenium Se, and at most 0.02 ferric oxide Fe 2 O 4.
Za účelem dosažení lepší zpracovatelnosti skla, jakož i zlepšení optických vlastností, může sklo s výhodou dále obsahovat 0,5 až 6 % hmotnosti K2O.In order to achieve better processability of the glass as well as to improve the optical properties, the glass may preferably further comprise 0.5 to 6% by weight of K 2 O.
Sklo složení podle vynálezu propouští infračervené záření v dolní oblasti spektrálního rozsahu infračerveného záření, ve spektrálním rozsahu 780 až 2 500 nm, kde vykazuje spektrální prostup 0,5 až 75 %.The glass composition of the invention transmits infrared radiation in the lower region of the infrared spectral range, in the spectral range of 780 to 2500 nm, where it has a spectral transmission of 0.5 to 75%.
Sklo po utaveni a prvotním zpracování je čiré, světle žluté barvy a je průhledné. Pro dosažení požadované propustnosti pouze v oblastí infračerveného záření je nezbytná druhotná teplotní expozice skla, tzv. nabíhání, při kterém dochází k nukleaci a růstu krystalů selenidu antimonitého SbjS^. Velikost a četnost těchto krystalů určují charakter a velikost spektrálního prostupu v požadovaném spektrálním rozsahu infračerveného záření. Výsledné sklo má černou barvu.The glass, after melting and initial processing, is clear, light yellow in color and transparent. In order to achieve the required transmittance only in the infrared region, a secondary thermal exposure of the glass, the so-called start-up, during which nucleation and growth of the antimony selenide crystals SbjS ^ takes place, is necessary. The size and frequency of these crystals determine the nature and magnitude of the spectral transmission in the desired spectral range of infrared radiation. The resulting glass is black.
Příkladné provedení vynálezu je zřejmé z uvedených příkladů.An exemplary embodiment of the invention is apparent from the examples.
Příklad 1Example 1
Sklo obsahuje v % hmotnosti 68,5 oxidu křemičitého SiO2, 11 oxidu vápenatého CaO, 19,3 oxidu sodného Na2O, 0,2 oxidu zinečnatého ZnO, 0,8 antimonu Sb a 0,2 selenu Se. Oxid železitý Fe2O2 je obsažen jako nečistota ve stopovém množství.The glass contains in weight% 68.5 SiO 2 , 11 CaO, 19.3 Na 2 O, 0.2 ZnO, 0.8 antimony Sb and 0.2 selenium Se. Ferric oxide Fe 2 O 2 is contained as an impurity in trace amounts.
Sklo bylo utaveno z kmene tvořeného mletým křemenem, uhličitanem vápentatým CaCO^ a sráženým uhličitanem sodným Na2CO3.The glass was melted from a strain consisting of ground quartz, calcium carbonate CaCO 3 and precipitated sodium carbonate Na 2 CO 3 .
Dále bylo použito čistých redukujících látek, cukru, škrobu, dextrinu a barvicích surovinu selenu Se a antimonu Sb. Selen Se byl vnesen v elementrání podobě, antimon Sb ve formě oxidu antimonitého SbjO^.Furthermore, pure reducing agents, sugar, starch, dextrin and coloring raw materials of selenium Se and antimony Sb were used. Selenium Se was introduced in the elemental form, antimony Sb in the form of antimony trioxide Sb10.
Jelikož je známo, že spektrální prostup skla v infračervené oblasti nepříznivě ovlivňují nečistoty, tvořící příměsi použitých výchozích surovin, jako jsou barvicí ionty chrómu Cr, mědi Cu a zejména železa Fe, je nutno použít suroviny vysoké čistoty.Since it is known that the spectral transmission of glass in the infrared range adversely affects impurities constituting admixtures of the raw materials used, such as chromium chromium, copper Cu, and in particular iron Fe, it is necessary to use high purity raw materials.
Sklo bylo taveno v keramické pánvi při teplotě 1 380 až 1 410 °C, sklovina byla homogenizována keramickým vrtulovým míchadlem. Dále bylo zpracováno lisováním v kovových formách na výrobky požadovaného tvaru nebo litím na desku, válcováním a vykrajováním tvarů při teplotě 1 200 °C.The glass was melted in a ceramic pan at a temperature of 1380 to 1410 ° C, the glass was homogenized with a ceramic propeller stirrer. It was further processed by pressing in metal molds to produce the desired shape or by casting on a plate, rolling and cutting the shapes at 1200 ° C.
Po hrubém vychlazení byly výrobky podrobeny druhotnému tepelnému zpracování - nabíhání - při teplotách 580 až 620 °C po dobu 12 hodin. Nabíhání bylo provedeno v elektrické peci s minimálním teplotním gradientem.After coarse cooling, the products were subjected to secondary heat treatment - start-up - at temperatures of 580 to 620 ° C for 12 hours. The charging was carried out in an electric furnace with a minimum temperature gradient.
Sklo vykazovalo ve spektrálním rozsahu infračerveného záření tyto vybrané hodnoty spektrál ního postupu (v %)s při 850 nm - 1; 900 nm - 6; 950 nm - 32; 1 000 nm - 60; 1 100 nm - 70;In the spectral range of infrared radiation, the glass exhibited these selected spectral progression values (in%) s at 850 nm-1; 900 nm-6; 950 nm-32; 1,000 nm - 60; 1,100 nm -70;
500 nm - 70; 2 000 nm - 70; 2 500 nm - 70.500 nm-70; 2000 nm - 70; 2500 nm - 70.
Příklad 2Example 2
Sklo obsahuje v % hmotnosti 67,3 oxidu křemičitého SiO2; 14 oxidu vápenatého CaO; 16,4 oxidu sodného Na20; 1 oxidu zinečnatého ZnO; 1 antimonu Sb a 0,3 selenu Se. Oxid železitý Fe2O3 je obsažen jako nečistota ve stopovém množství.The glass contains 67.3% SiO 2 by weight; 14 CaO; 16,4 of sodium oxide Na 2 0; 1 zinc oxide ZnO; 1 antimony Sb and 0.3 selenium Se. Ferric oxide Fe 2 O 3 is contained as an impurity in trace amounts.
Sklo bylo utaveno z kmene tvořeného stejnými surovinami jako v příkladu 1.The glass was melted from a batch consisting of the same raw materials as in Example 1.
Sklo bylo taveno v keramické pánvi pří teplotě 1 380 až 1 420 °C, sklovina byla homogenizována keramickými vrtulovým michadlem. Dále bylo sklo zpracováno jako v příkladu 1.The glass was melted in a ceramic pan at a temperature of 1380 to 1420 ° C, the glass was homogenized with a ceramic propeller stirrer. Further, the glass was treated as in Example 1.
Po hrubém vychlazení byly výrobky podrobeny druhotnému tepelnému zpracování - nabíhání - při teplotách 580 až 620 °C po dobu 10 hodin. Nabíhání bylo provedeno v elektrické peci s minimálním teplotním gradientem.After coarse cooling, the products were subjected to secondary heat treatment - start-up - at temperatures of 580 to 620 ° C for 10 hours. The charging was carried out in an electric furnace with a minimum temperature gradient.
Sklo vykazovalo ve spektrálním rozsahu infračerveného záření tyto vybrané hodnoty spektrál ního prostupu (v 8): při 850 nm - 1,5; 900 nm - 5; 950 nm - 31+ 1 000 nm - 54; 1 100 nm - 64;In the spectral range of infrared radiation, the glass exhibited the following selected spectral transmittance values (δ): at 850 nm - 1.5; 900 nm-5; 950 nm-31+ 1000 nm-54; 1,100 nm -64;
500 nm - 64; 2 000 nm - 64; 2 500 nm - 64.500 nm -64; 2000 nm - 64; 2500 nm - 64.
Příklad 3Example 3
Sklo obsahuje v % hmotnosti 68,1 oxidu křemičitého SiO2; 12,2 oxidu vápenatého CaO;The glass contains in weight% 68.1 SiO 2 ; 12.2 CaO;
15,0 oxidu sodného Na2O; 3,5 oxidu draselného K2O; 0,3 oxidu zinečnatého ZnO; 0,2 selenu Se a 0,7 antimonu Sb. Oxid železitý Fe2°3 3e obsažen íako nečistota ve stopovém množství.15.0 sodium oxide Na 2 O; 3.5 K 2 O; 0.3 zinc oxide ZnO; 0.2 selenium Se and 0.7 antimony Sb. Fe 2 O 3 3 is present as trace impurity.
Sklo bylo utaveno z kmene tvořeného stejnými surovinami jako v příkladu 1, navíc byl použit uhličitan draselný K2CO3Sklo bylo taveno v keramické pánvi při teplotě 1 3.80 až 1 430 °C, sklovina byla homogenizována keramickým vrtulovým míchaldem. Dále bylo sklo zpracováno jako v příkladu 1.The glass was melted from a batch consisting of the same raw materials as in Example 1, in addition potassium carbonate K 2 CO 3 was used. Further, the glass was treated as in Example 1.
Po hrubém vychlazeni byly výrobky podrobeny druhotnému tepelnému zpracování - nabíhání - při teplotách 580 až 640 °C po dobu 12 hodin. Nabíhání bylo provedeno v elektrické peci s minimálním teplotním gradientem.After coarse cooling, the products were subjected to secondary heat treatment - start-up - at temperatures of 580 to 640 ° C for 12 hours. The charging was carried out in an electric furnace with a minimum temperature gradient.
Sklo vykazovalo ve spektrálním rozsahu infračerveného záření tyto vybrané hodnoty spektrál ního prostupu (v 8): při 850 nm - 0,5; 900 nm - 35; 1 000 nm - 65; 1 100 nm - 75; 1 500 nm - 75; 2 000 nm - 75; 2 500 nm - 75.In the spectral range of infrared radiation, the glass exhibited the following selected spectral transmittance values (δ): at 850 nm - 0.5; 900 nm-35; 1000 nm - 65; 1100 nm-75; 1500 nm-75; 2000 nm - 75; 2500 nm - 75.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS878705A CS263299B1 (en) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | Infrared-transmissive silicon glass in the spectral range of 780 to 2600 nm |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS878705A CS263299B1 (en) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | Infrared-transmissive silicon glass in the spectral range of 780 to 2600 nm |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS870587A1 CS870587A1 (en) | 1988-09-16 |
| CS263299B1 true CS263299B1 (en) | 1989-04-14 |
Family
ID=5438010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS878705A CS263299B1 (en) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | Infrared-transmissive silicon glass in the spectral range of 780 to 2600 nm |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS263299B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ302914B6 (en) * | 1998-05-12 | 2012-01-18 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Blue colored glass, flat glass sheet and automotive window |
-
1987
- 1987-12-01 CS CS878705A patent/CS263299B1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ302914B6 (en) * | 1998-05-12 | 2012-01-18 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Blue colored glass, flat glass sheet and automotive window |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS870587A1 (en) | 1988-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4106946A (en) | Steep absorption edge filter glass | |
| TWI545097B (en) | Arsenic-free spinel glass ceramic with high visible light penetration | |
| Berezhnoi | Glass-ceramics and Photo-sitalls | |
| US3652303A (en) | Heat absorbing blue soda-lime-silica glass | |
| US3252811A (en) | Glass-ceramic bodies and method of making them | |
| US5017519A (en) | Transparent and nonexpansive glass-ceramic | |
| EP0156479B1 (en) | Lithium alumino-silicate glass ceramics | |
| JP5955842B2 (en) | Lithium aluminosilicate glass, β-quartz and / or β-spodumene glass-ceramic, glass and glass-ceramic article, method of obtaining the same | |
| Li et al. | Crystallization behavior of transparent Na2O-Al2O3-SiO2 glass-ceramic containing rare-earth oxides | |
| US3764354A (en) | Fluoride borosilicate glass having low refraction an optical path independent of temperature and an elevated dispersion | |
| JPH0696460B2 (en) | Low expansion transparent crystallized glass | |
| US4009015A (en) | Method of making glass-ceramics from modified basalts | |
| Al-Harbi | Effect of different nucleation catalysts on the crystallization of Li2O–ZnO–MgO–Al2O3–SiO2 glasses | |
| US3746556A (en) | Chemically resistant aluminophosphate glasses | |
| JP2602871B2 (en) | Low expansion transparent crystallized glass | |
| US4047960A (en) | Refractory partially crystalline materials with good visible transparency | |
| JPH04275946A (en) | Blue/gray transparent glass ceramic article and method for manufacture thereof | |
| CS263299B1 (en) | Infrared-transmissive silicon glass in the spectral range of 780 to 2600 nm | |
| JPH04275947A (en) | Transparent blue/black glass ceramic article and method for manufacture thereof | |
| JPH0551235A (en) | Colored low expansion transparent crystallized glass | |
| CN118184153B (en) | Preparation method of high-aluminum-content lithium aluminum silicon microcrystalline glass without nucleating agent | |
| JPH10316450A (en) | Batch composition for producing soda lime silica-based copper red glass and production of the glass | |
| Demirkesen et al. | Effect of Al2O3 Additions on the Thermal Expansion Behavior of a Li2O‐ZnO‐SiO2 Glass‐Ceramic | |
| US3007804A (en) | Ceramic material | |
| US2887359A (en) | Method for preparing pentavalent arsenic selenides |