RU1770298C - Стекло - Google Patents

Abstract

Использование: а качестве светофильтров . Сущность изобретени : стекло содержит оксид кремни  64,64-79,30% ВФ SiOz, оксид кальци  4,62-12,06% БФ СаО, оксид натри  15,34-22,56% БФ Na20, твердый раствор 0,50-2,00% БФ CutnS2(i-x)Se2X, где 0,1 X 1. Диапазон поглощени  1.15-2 мкм. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к области производства оптических оксидных стекол, ак- тивированных полупроводниковыми соединени ми и предназначенных дл  использовани  их в качестве светофильтров.

Известно стекло, содержащее (мас.%): 62,75...64,69 Si02; 2.O...2,90 В20з; 10,00...13,10 Zn 0; 9,50...12,00 Na20; 11,00...11,20 К20: 0,15...0,25 CulnSz 1. Длинноволновый край полосы поглощени  этого стекла находитс  в ближней инфракрасной области прозрачности (Агр. соответствует длине волны 1,0...1.05 мкм) не чувствительна к термообработке. Это позвол ет получать окрашенные стекла с воспроизводимой границей поглощени . К недостаткам указанного стекла следует отнести отсутствие возможности сдвига кра  полосы поглощени  в более длинноволновую (1.05 мкм) инфракрасную область спектра .

Наиболее близким по технической сущности к за вл емому стеклу  вл етс  стекло , содержащее (мас.%): 69,16...74.54 ЗЮа;

4,62...9,26 СаО; 16.06...25,48 Na20; 0,74...0,99 Cutn$2 2. Граница области прозрачности этого стекла соответствует длине волны 1,1 мкм и не чувствительна к термообработке . Недостатком  вл етс  отсутствие возможности сдвига кра  полосы поглощени  в более длинноволновую инфракрасную область спектра.

В то же врем  создание светофильтров с крутой границей поглощени , расположенной в области 0,9...1,3 мкм, используемых , в частности, дл  изготовлени  приборов ночнего видени ,  вл етс  актуальной задачей.

Целью насто щего изобретени   вл етс  расширение спектрального диапазона поглощени  стекла в ближней инфракрасной области спектра.

Постзеленна  цель достигаетс  тем, что стекло, содержащее SI02. СаО, Na20, CuinSa. дополнительно содержит CuinSe2, причем CuinSa и CuinSe2 в виде твердого раствора Cu{r S2{i-x)Se2x, где: х измен етс 

«шЈ

XI Ч|

«wS

от 0,1 до 1,0, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SI0264,64.,.79,30

СаО4,62...12,06

N32015,34...22,56

CulnS2(i-x)Se2x0.5...2,00

Из литературных данных известно, что тройные полупроебдниковые соединени  CulnS2 и CulnSeV образуют непрерывный р д твердцх растворов.

Сопоставительный анализ за вл емого решени  с прототипом позвол ет сделать вывод, что за вл емый состав стекла отличаетс  от известного введением нового компонента - соединени  CulnSe2.

Из анализа советской и зарубежной литературы не известны стекла, в которых бы расширение спектрального диапазона поглощени  при фиксированном положении границы поглощени  достигалось за счет введени  CulnS2(i-x)Se2x и сохранени  в стекле в количествах, обеспечивающих указанные спектральные свойства. Это позвол ет сделать вывод, что за вл емое техническое решение обладает существенными отличи ми.

Синтез стекол осуществл ли путем плавлени  шихт, приготовленных из соответствующих реактивов: кварцевого песка, натри  углекислого, кальци  углекислого, полупроводникового соединени  CuInS2(i-x) Se2, где: х измен етс  от 0,1 до 1,0, наход щихс  в мелкодисперсном состо нии, в газопламенной печи при максимальной температуре 1450 ±10°С с выдержкой в течение 1 часа в восстановительных услови х. Дл  создани  восстановительной среды в шихту вводили уголь в количестве 2,0 мас.%. Выработку стекломассы осуществл ли на холодную плиту с последующим отжигом образцов в муфельной электрической печи при температуре 570± 5°С в течение 2-х часов. Исследование спектральных характеристик проводили на образцах в виде полированных плоскопараллельных пластинок толщиной 2 мм. В таблицах 1, 2 приведены конкретные примеры составов стекол за вл емых, прототипа и их свойства.

За вл емые стекла окрашиваютс  в процессе синтеза и не требуют дополнительной термообработки. Граница поглощени  дл  всех стекол смещена по сравнению

с известным в более длинноволновую область спектра и находитс  в пределах 1,15- 2,0 мкм. Причем, следует заметить, что при содержании CulnSea в твердом растворе менее 10% (,1) заметного смещени  границы поглощени  не наблюдаетс . При

увеличении содержани  CulnSe2 в твердом

растворе смещение границы поглощени 

более значительно и достигает 2,0 мкм.

Положение полосы поглощени  у за вл емых стекол, а также характер ее смещени  с увеличением содержани  CulnSe2 в твердом растворе свидетельствует о том. что она может быть св зана только с нали- г чием в конечном составе полупроводникового соединени  (i-x)Se2x. образующего центры окраски. Однако, при значении .5 крутизна границы поглощени  снижаетс  и достигает своего минимального значени  у стекол, активированных

.

Как и у известных стекол, активированных так и v за вл емых, активированных CulnS2{i-x)Se2. длина волны, соответствующа  области прозрачности, не

чувствительна к повторной термической обработке .

Таким образом, за вл емое техническое решение позвол ет по сравнению с прототипом сместить край основного поглощени  в более длинноволновую область и значительно расширить диапазон спектральных свойств.

Формула4 изобретени  Стекло содержащее SI02. СаО, Na20 и

добавку твердого раствора. вклю°ающую Сии 1п,отл ича ющеес тем,что, зцелью расширени  спектрального диапазона поглощени  в ближней ИК-области спектра, оно содержит в качестве добавки твердый

раствор CulnS2(i-x)Se2x, где 0,1 х 1.0, при следующем соотношении компонентов, мас.%: SI02 64,64-79.30; СаО 4,62-12.06; Na20 15,34-22,56: (1-х)5е2. 0.50- 2,00.

Длинноволновой край поглощ., мкм

U35

1,45

1,15

2,00

1,25

1,60

1,t