RU2186744C1 - METHOD OF PRODUCTION OF GLASSES GexS1-x (X=0,1-0,5) - Google Patents
METHOD OF PRODUCTION OF GLASSES GexS1-x (X=0,1-0,5) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2186744C1 RU2186744C1 RU2001103938/03A RU2001103938A RU2186744C1 RU 2186744 C1 RU2186744 C1 RU 2186744C1 RU 2001103938/03 A RU2001103938/03 A RU 2001103938/03A RU 2001103938 A RU2001103938 A RU 2001103938A RU 2186744 C1 RU2186744 C1 RU 2186744C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessel
- reaction chamber
- glasses
- chamber
- glass
- 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
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/02—Pretreated ingredients
- C03C1/028—Ingredients allowing introduction of lead or other easily volatile or dusty compounds
-
- 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
- C03C3/32—Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
-
- 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
- C03C3/32—Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
- C03C3/321—Chalcogenide glasses, e.g. containing S, Se, Te
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
Description
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для синтеза стекол GexS1-x(X=0,1-0,5) особой чистоты.The invention relates to the field of chemistry and can be used for the synthesis of glasses Ge x S 1-x (X = 0.1-0.5) of high purity.
Известен способ получения халькогенидного стекла GeS2 [Ананичев В.А., Печерицин И.М., Крылов Н.И., Байдаков Л.А. Способ получения халькогенидного стекла GeS2. Патент Российской Федерации 2021218. 15.10.94. Бюл. 19.], включающий загрузку Gе2S3Вr2 в реакционную камеру, нагрев при 500-550oС в двухкамерном сосуде с обеспечением градиента температур от температуры синтеза в одной камере до комнатной температуры в другой камере, закаливание на воздухе.A known method of producing chalcogenide glass GeS 2 [Ananichev V.A., Pecheritsin I.M., Krylov N.I., Baidakov L.A. The method of obtaining chalcogenide glass GeS 2 . Patent of the Russian Federation 2021218. 10/15/94. Bull. 19.], including loading Ge 2 S 3 Br 2 into the reaction chamber, heating at 500-550 o C in a two-chamber vessel with a temperature gradient from the synthesis temperature in one chamber to room temperature in another chamber, hardening in air.
В аналоге использование в качестве шихты сплава Gе2S3Вr2, разлагающегося при температуре 500-550oС обеспечивает получение стекла состава GeS2. Однако способ не позволяет вводить в состав шихты Ge и S в любых соотношениях и, следовательно, получать стекла GexS1-x(X=0,1-0,5) с различными оптическими, электрическими, термическими и другими характеристиками.In an analogue, the use of a Ge 2 S 3 Br 2 alloy as a charge decomposing at a temperature of 500-550 ° C provides the production of glass of the GeS 2 composition. However, the method does not allow to enter into the composition of the mixture of Ge and S in any proportions and, therefore, to obtain glass Ge x S 1-x (X = 0.1-0.5) with various optical, electrical, thermal and other characteristics.
Способ не учитывает также возможность растворения примесей в стеклующемся расплаве в результате нарушения фазового равновесия в реакционной камере двухкамерного сосуда в процессе закалки (ликвидации градиента температур от температуры синтеза в одной камере до комнатной температуры в другой камере). The method also does not take into account the possibility of the dissolution of impurities in the glassy melt as a result of phase imbalance in the reaction chamber of a two-chamber vessel during quenching (elimination of the temperature gradient from the synthesis temperature in one chamber to room temperature in another chamber).
Наиболее близким изобретением по технической сущности является способ получения стекол GexS1-x(X=0,1-0,5) [Борисова З.У. Халькогенидные полупроводниковые стекла. Л.: Изд. ЛГУ, 1983. 344 с.], включающий загрузку элементарных Ge и S в реакционную камеру, выполненную из кварцевого стекла, вакуумирование, нагревание до температур 900-950oС, выдержку и закалку.The closest invention in technical essence is a method for producing glasses Ge x S 1-x (X = 0.1-0.5) [Borisova Z.U. Chalcogenide semiconductor glasses. L .: Ed. LSU, 1983. 344 p.], Including the loading of elemental Ge and S into a reaction chamber made of quartz glass, evacuation, heating to temperatures of 900-950 o C, exposure and hardening.
Степень чистоты стекол, получаемых этим способом, определяется содержанием примесей в исходных веществах Ge и S и температурно-временными условиями синтеза. The degree of purity of the glasses obtained by this method is determined by the content of impurities in the starting materials Ge and S and the temperature-time synthesis conditions.
Способ не позволяет удалять химически связанные с сеткой стекла легколетучие примеси водорода, кислорода и углерода, находящиеся в стекле в виде Ge-H, S-H, ОН групп и растворенные в ней молекулы Н2О, CS2, COS, вызывающие селективное поглощение в области высокой прозрачности стекол.The method does not allow the removal of volatile impurities of hydrogen, oxygen and carbon chemically bound to the glass network, which are in the glass in the form of Ge-H, SH, OH groups and H 2 O, CS 2 , COS molecules dissolved in it, which cause selective absorption in the high transparency of glasses.
Способ не учитывает также большую скорость поступления примесей из стенок кварцевого сосуда в расплав стекла, синтезируемого при высокой температуре, и не исключает появление в нем гетерофазных включений, рассеивающих и поглощающих излучение. The method also does not take into account the high rate of impurities from the walls of the quartz vessel into the molten glass synthesized at high temperature, and does not exclude the appearance of heterophase inclusions in it that scatter and absorb radiation.
Задачей изобретения является снижение температуры синтеза, увеличение прозрачности стекол GexS1-x(X=0,1-0,5) в диапазоне частот 1500-4000 см-1.The objective of the invention is to reduce the temperature of synthesis, increase the transparency of glasses Ge x S 1-x (X = 0.1-0.5) in the frequency range 1500-4000 cm -1 .
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения стекол GexS1-x(X=0,1-0,5), включающем загрузку Ge и S в реакционную камеру, вакуумирование, нагревание и закалку, реакционную камеру выполняют в виде двух сообщающихся сосудов, вводят дополнительно Вr в герметичном сосуде, вскрывают в ней сосуд с Вr, проводят взаимодействие компонентов шихты с Вr при Тmax≥550oC, образовавшийся GeBr4 и легколетучие примеси конденсируют во втором сосуде и отпаивают его.This goal is achieved by the fact that in the known method for producing glasses Ge x S 1-x (X = 0.1-0.5), which includes loading Ge and S into the reaction chamber, evacuation, heating and quenching, the reaction chamber is made in the form of two of communicating vessels, additionally Br is introduced in an airtight vessel, a vessel with Br is opened in it, the charge components interact with Br at T max ≥550 o C, GeBr 4 formed and volatile impurities are condensed in the second vessel and soldered.
Использование для получения стекол GexS1-x (X=0,1-0,5) элементарных Ge, S и Вr приводит согласно уравнениям реакции
S+Вr2= SВr2, 2SВr2= S2Вr2+Вr2, Ge+2Br2= GeBr4, Н2+Вr2=2НВr, GeS2+H2= GeS+H2S, GeS+H2= Ge+H2S, GeS+2O2=GeO2+SO2, GeO2+4HBr=GeBr4+2H2O, GeO+3HBr= GeHBr3+H2O, SO2+C=CO2+S к очистке Ge и S в результате образования из твердых, тугоплавких и высококипящих соединений газообразных и жидких легколетучих продуктов в момент бромирования-вскрытия сосуда с бромом в реакционной камере.The use of elementary Ge, S, and Br to obtain glasses Ge x S 1-x (X = 0.1-0.5) leads according to the reaction equations
S + Br 2 = SBr 2 , 2 SBr 2 = S 2 Br 2 + Br 2 , Ge + 2 Br 2 = GeBr 4 , H 2 + Br 2 = 2 HBr, GeS 2 + H 2 = GeS + H 2 S, GeS + H 2 = Ge + H 2 S, GeS + 2O 2 = GeO 2 + SO 2 , GeO 2 + 4HBr = GeBr 4 + 2H 2 O, GeO + 3HBr = GeHBr 3 + H 2 O, SO 2 + C = CO 2 + S to the purification of Ge and S as a result of the formation of gaseous and liquid volatile products from solid, refractory and high boiling compounds at the time of bromination-opening of the vessel with bromine in the reaction chamber.
Взаимодействие Ge и S с химически активным Вr при Тmax 550oС приводит к образованию стеклообразующего расплава GexS1-х, газообразного GeBr4 и легколетучих примесей.The interaction of Ge and S with chemically active Br at T max 550 o With leads to the formation of glass-forming melt Ge x S 1-x , gaseous GeBr 4 and volatile impurities.
Конденсация GeBr4 и легколетучих примесей во втором сосуде и удаление сосуда с конденсатом перед закаливанием стеклообразующего расплава исключает возможность растворения примесей в расплаве в процессе закалки.Condensation of GeBr 4 and volatile impurities in the second vessel and removal of the vessel with condensate before quenching of the glass-forming melt excludes the possibility of dissolution of impurities in the melt during quenching.
Понижение температуры бромирования компонентов шихты ниже 550oС приводит к неполному их взаимодействию и кристаллизации стеклообразующего расплава при охлаждении.Lowering the temperature of the bromination of the components of the charge below 550 o With leads to their incomplete interaction and crystallization of the glass-forming melt upon cooling.
Существенным отличием заявленного способа получения стекол GexS1-x(X= 0,1-0,5) является введение в реакционную камеру Вr в герметичном сосуде, вакуумирование камеры, вскрытие в ней сосуда с бромом, проведение взаимодействия компонентов шихты при Тmax≥550oС, отделение сосуда с расплавом стекла от сосуда с примесями, в результате которого образуются стекла GexS1-x(X= 0,1-0,5) высокой прозрачности, практически не содержащие полос поглощения в диапазоне частот 1500-4000 см-1.A significant difference of the claimed method for producing Ge x S 1-x glasses (X = 0.1-0.5) is the introduction of Br into the reaction chamber in an airtight vessel, evacuating the chamber, opening the vessel with bromine in it, interacting the charge components at T max ≥550 o С, separation of the vessel with molten glass from the vessel with impurities, resulting in the formation of glasses Ge x S 1-x (X = 0.1-0.5) of high transparency, practically containing no absorption bands in the frequency range 1500- 4000 cm -1 .
Пример 1. Для получения 10 г стекла состава Ge0,12S0,88 кварцевый сосуд заполняли бромом и герметизировали. Бром 3,4331 г, германий 3,13911 г и серу 7,64059 г загружали в реакционную камеру, выполненную из кварцевого стекла в виде двух сообщающихся сосудов. Реакционную камеру вакуумировали до давления 10-4-10-5 мм рт. ст. и герметизировали. Затем сосуд с бромом вскрывали непосредственно в реакционной камере. Реакционную камеру помещали в печь и нагревали до Тmax=553oС. Образовавшийся GeBr4 и легколетучие примеси конденсировали во втором сосуде, отпаивали. Последующей закалкой расплава получали стекло состава Ge0,12S0,88 высокой прозрачности, практически не содержащее примесных полос поглощения в диапазоне частот 1500-4000 см-1.Example 1. To obtain 10 g of glass of the composition Ge 0.12 S 0.88, the quartz vessel was filled with bromine and sealed. Bromine 3.4331 g, germanium 3.13911 g and sulfur 7.64059 g were loaded into a reaction chamber made of quartz glass in the form of two communicating vessels. The reaction chamber was evacuated to a pressure of 10 -4 -10 -5 mm RT. Art. and sealed. Then the vessel with bromine was opened directly in the reaction chamber. The reaction chamber was placed in an oven and heated to T max = 553 ° C. The resulting GeBr 4 and volatile impurities were condensed in a second vessel and sealed. Subsequent quenching of the melt, a glass of Ge 0.12 S 0.88 composition with high transparency was obtained, which practically did not contain impurity absorption bands in the frequency range 1500-4000 cm -1 .
Пример 2. Для получения 10 г стекла состава Ge0,50S0,50 кварцевый сосуд заполняли бромом и герметизировали. Бром 3,4331 г, германий 3,1391 г и серу 7,6406 г загружали в реакционную камеру, выполненную из кварцевого стекла в виде двух сообщающихся сосудов. Реакционную камеру вакуумировали до давления 10-4-10-5 мм рт. ст. и герметизировали. Затем сосуд с бромом вскрывали непосредственно в реакционной камере. Реакционную камеру помещали в печь и нагревали до Тmax=550oС. Образовавшийся GeBr4 и легколетучие примеси конденсировали во втором сосуде и отпаивали. Последующей закалкой расплава получали стекло состава Ge0,50S0,50 высокой прозрачности, практически не содержащее примесных полос поглощения в диапазоне частот 1500-4000 см-1.Example 2. To obtain 10 g of glass of the composition Ge 0.50 S 0.50, the quartz vessel was filled with bromine and sealed. Bromine 3.4331 g, germanium 3.1391 g and sulfur 7.6406 g were loaded into a reaction chamber made of quartz glass in the form of two communicating vessels. The reaction chamber was evacuated to a pressure of 10 -4 -10 -5 mm RT. Art. and sealed. Then the vessel with bromine was opened directly in the reaction chamber. The reaction chamber was placed in a furnace and heated to T max = 550 o C. The resulting GeBr 4 and volatile impurities were condensed in a second vessel and soldered. Subsequent quenching of the melt, glass of the Ge 0.50 S 0.50 composition was obtained with high transparency, which practically did not contain impurity absorption bands in the frequency range 1500-4000 cm -1 .
Использование данного способа получения стекол GexS1-x (X=0,1-0,5) обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества:
-возможность получения стекол GexS1-x (X=0,1-0,5) высокой прозрачности, не содержащих примесных полос поглощения в диапазоне частот 1500-4000 см-1.Using this method of producing glasses Ge x S 1-x (X = 0.1-0.5) provides, compared with the known method, the following advantages:
- the possibility of obtaining glasses Ge x S 1-x (X = 0.1-0.5) high transparency, not containing impurity absorption bands in the frequency range 1500-4000 cm -1 .
-возможность снизить температуру синтеза стекол GexS1-x (X=0,1-0,5) от 900 до 550oС.-the ability to reduce the temperature of the synthesis of glasses Ge x S 1-x (X = 0.1-0.5) from 900 to 550 o C.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001103938/03A RU2186744C1 (en) | 2001-02-12 | 2001-02-12 | METHOD OF PRODUCTION OF GLASSES GexS1-x (X=0,1-0,5) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001103938/03A RU2186744C1 (en) | 2001-02-12 | 2001-02-12 | METHOD OF PRODUCTION OF GLASSES GexS1-x (X=0,1-0,5) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2186744C1 true RU2186744C1 (en) | 2002-08-10 |
Family
ID=20245925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001103938/03A RU2186744C1 (en) | 2001-02-12 | 2001-02-12 | METHOD OF PRODUCTION OF GLASSES GexS1-x (X=0,1-0,5) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2186744C1 (en) |
-
2001
- 2001-02-12 RU RU2001103938/03A patent/RU2186744C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БОРИСОВА З.У. Халькогенидные полупроводниковые стекла. - Л.: ЛГУ, 1983, с.344. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4837376A (en) | Process for refining silicon and silicon purified thereby | |
JP2008517870A (en) | Method for purifying alkaline earths and alkali halides for crystal growth | |
Zhmoidin et al. | Conditions and mechanism of interconvertibility of compounds 12CaO. 7Al2O3 and 5CaO. 3Al2O3 | |
US4676968A (en) | Melt consolidation of silicon powder | |
US3338694A (en) | Manufacture calcium aluminate optical glass | |
JP4109105B2 (en) | Method for producing chalcogenide glass | |
US3350166A (en) | Synthesis of aluminum borate whiskers | |
JP4181226B2 (en) | Manufacturing method of high purity, high heat resistant quartz glass | |
EP0370480B1 (en) | Process for the production of high purity zirconium tetrafluoride and other fluorides | |
US6669778B2 (en) | Preparation of crystals | |
RU2186744C1 (en) | METHOD OF PRODUCTION OF GLASSES GexS1-x (X=0,1-0,5) | |
CA1071409A (en) | Method for the production of bubble-free objects of quartz glass by drawing | |
JP2001240497A (en) | Method and equipment for manufacturing single crystal fluoride | |
US20030070606A1 (en) | Preparation of feedstock of alkaline earth and alkali metal fluorides | |
JPH0214284B2 (en) | ||
JPS62246838A (en) | Refining method for raw material for chalcogenide glass | |
US3933990A (en) | Synthesization method of ternary chalcogenides | |
Busch et al. | The purification of europium | |
RU2152364C1 (en) | METHOD OF PREPARING AsxS1-x (X=0 | |
RU2021218C1 (en) | METHOD OF CHALCOGENIDE GLASS GeS2 PRODUCING | |
SU899464A1 (en) | Process for producing silicon disulphide | |
RU2812421C1 (en) | METHOD FOR SYNTHESIS OF POLYCRYSTALLINE ZnGeP2 | |
SU939391A2 (en) | Process for producing titanium sesquioxide | |
RU2034078C1 (en) | Method of metallic scandium preparing | |
SU812707A1 (en) | Method of producing glass-like arsenic chalcogenide |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040213 |