RU2450984C1 - Method of producing silicon dioxide-based thin nanostructured single-layer coatings via sol gel method in presence of inorganic acids and salts thereof - Google Patents
Method of producing silicon dioxide-based thin nanostructured single-layer coatings via sol gel method in presence of inorganic acids and salts thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2450984C1 RU2450984C1 RU2010148188/03A RU2010148188A RU2450984C1 RU 2450984 C1 RU2450984 C1 RU 2450984C1 RU 2010148188/03 A RU2010148188/03 A RU 2010148188/03A RU 2010148188 A RU2010148188 A RU 2010148188A RU 2450984 C1 RU2450984 C1 RU 2450984C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon dioxide
- film
- sol
- layer coatings
- salts
- Prior art date
Links
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к тонкопленочным интерференционным покрытиям для просветления оптических элементов.The invention relates to thin-film interference coatings for the illumination of optical elements.
Известен способ получения мезопористых смешанных оксидов ZrO2-SiO2 (статья В.Н.Витер «Золь-гель синтез мезопористых смешанных оксидов ZrO2-SiO2» // Журнал прикладная химия, 2010, Т.83, Вып.2. С.198-202) золь-гель методом с использованием оксохлорида циркония ZrOCl2·8H2O и тетраэтилортосиликата Si(OEt)4 в водно-этанольной среде в присутствии азотной кислоты. Расчетное количество ZrOCl2·8H2O растворяли в воде, добавляли этиловый спирт, Si(OEt)4 и HNO3. Смесь нагревали на водяной бане при 60°С в течение 1-3 ч, полученные гели высушивали и отжигали до получения оксидов. Недостатком известного способа является получение мезопористых оксидных систем только в виде порошков ксерогелей, что ограничивает область их практического использования.A known method of producing mesoporous mixed oxides of ZrO 2 -SiO 2 (article V. N. Viter "Sol-gel synthesis of mesoporous mixed oxides ZrO 2 -SiO 2 " // Journal of Applied Chemistry, 2010, V.83, Issue 2. C. 198-202) sol-gel method using zirconium oxochloride ZrOCl 2 · 8H 2 O and tetraethylorthosilicate Si (OEt) 4 in an aqueous-ethanol medium in the presence of nitric acid. The calculated amount of ZrOCl 2 · 8H 2 O was dissolved in water, ethyl alcohol, Si (OEt) 4 and HNO 3 were added. The mixture was heated in a water bath at 60 ° C for 1-3 hours, the obtained gels were dried and annealed to obtain oxides. The disadvantage of this method is to obtain mesoporous oxide systems only in the form of xerogel powders, which limits the scope of their practical use.
Известен способ получения тонких просветляющих покрытий на основе мезопористого диоксида кремния золь-гель методом (статья Б.Б.Троицкий, В.Н.Денисов, М.А.Новиков и др. «Получение тонких просветляющих покрытий на основе мезопористого диоксида кремния золь-гель методом в присутствии карбоцепных полимеров, статических сополимеров // Журнал прикладной химии, 2008. Т.81. Вып.8. С.1365-1369) с низким показателем преломления 1,25-1,34 при использовании карбоцепных полимеров и статических сополимеров. Пленкообразующий раствор готовили на основе тетраэтоксисилана, изопропилового спирта, поливинбутираля или повивилинацетата и соляной кислоты. Покрытия получали на подложках их стекла при следующем режиме: стекла с покрытием оставляли при комнатной температуре в течение 12 ч, затем стекла с покрытием помещали в термостат при 150°С и нагревали со скоростью 5 град·мин-1 до температуры 500°С, при этой температуре выдерживали в течение 5-6 ч. Недостатком известного способа получения тонкопленочного однослойного покрытия является многоступенчатый режим получения и длительность времени получения.A known method of producing thin antireflective coatings based on mesoporous silica sol-gel method (article B. B. Troitsky, V. N. Denisov, M. A. Novikov and others. "Obtaining thin antireflection coatings based on mesoporous silica sol-gel method in the presence of carbochain polymers, static copolymers // Journal of Applied Chemistry, 2008. V.81. Issue 8. P.1365-1369) with a low refractive index of 1.25-1.34 when using carbochain polymers and static copolymers. A film-forming solution was prepared on the basis of tetraethoxysilane, isopropyl alcohol, polyvinyl butyral or povivilin acetate and hydrochloric acid. Coatings were obtained on their glass substrates in the following mode: coated glasses were left at room temperature for 12 hours, then coated glasses were placed in a thermostat at 150 ° C and heated at a rate of 5 deg · min -1 to a temperature of 500 ° C, at this temperature was maintained for 5-6 hours. A disadvantage of the known method for producing a thin-film single-layer coating is a multi-stage mode of production and the length of time of receipt.
Известен способ получения тонких просветляющих покрытий на основе мезопористого диоксида кремния золь-гель методом в присутствии олигомеров окиси этилена, олигомеров окиси пропилена (патент РФ 2368576, опубл. 27.09.2009, С03С 17/30), выбранный в качестве прототипа.A known method of producing thin antireflection coatings based on mesoporous silica by the sol-gel method in the presence of ethylene oxide oligomers, propylene oxide oligomers (RF patent 2368576, publ. 09/27/2009, С03С 17/30), selected as a prototype.
Способ получения тонких 50-150 нм однослойных просветляющих покрытий с низким показателем преломления 1,23-1,26 на основе мезопористо диоксида кремния на изделиях из силикатного стекла с максимумом пропускания 98,7-99,0% в видимой области спектра включает в себя золь-гель процесс тетраалкоксида кремния в присутствии органической добавки в концентрации 0,1-5,0 вес.%, лучше 1,0-3,5 вес.% к весу золя, с использованием техники EISA, нагревание образца с покрытиями в атмосфере воздуха при 300-600°С в течение нескольких часов с целью термического разрушения органической добавки. В качестве органической добавки, которая определяет самопроизвольное микроразделение неорганической и органической фаз при образовании твердого покрытия на стекле, используются олигомеры окиси этилена и олигомеры окиси пропилена различной молекулярной массы.The method for producing thin 50-150 nm single-layer antireflection coatings with a low refractive index of 1.23-1.26 based on mesoporous silica on silicate glass products with a transmission maximum of 98.7-99.0% in the visible region of the spectrum includes a sol -gel process of silicon tetraalkoxide in the presence of an organic additive in a concentration of 0.1-5.0 wt.%, preferably 1.0-3.5 wt.% to the weight of the sol, using the EISA technique, heating the sample with coatings in air at 300-600 ° C for several hours with the aim of thermal destruction of organic tion additive. As an organic additive, which determines the spontaneous micro-separation of inorganic and organic phases during the formation of a solid coating on glass, ethylene oxide oligomers and propylene oxide oligomers of various molecular weights are used.
Недостатками известного способа является длительность процесса способа получения тонких просветляющих покрытий вследствие использования органической добавки, для термического разложения которой требуется несколько часов.The disadvantages of this method is the length of the process for producing thin antireflection coatings due to the use of an organic additive, which takes several hours to decompose thermally.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения тонких наноструктирированных однослойных покрытий на основе диоксида кремния золь-гель методом в присутствии неорганических кислот и их солей с целью снижения времени получения просветляющего нанопористого покрытия.The objective of the present invention is to develop a method for producing thin nanostructured single-layer coatings based on silicon dioxide by the sol-gel method in the presence of inorganic acids and their salts in order to reduce the time to obtain antireflection nanoporous coating.
Поставленная задача решается тем, что способ получения тонких наноструктурированных однослойных покрытий на основе диоксида кремния золь-гель методом в присутствии неорганических кислот и их солей включает золь-гель процесс тетраалкоксида кремния(тетраэтоксисилана) в присутствии добавки, при наличии которой в золь-гель процессе с последующим нагреванием образца с покрытием образуется прозрачная пленка на основе диоксида кремния с просветляющим эффектом, но в отличие от прототипа, нагревание образца проводят в атмосфере воздуха при 500-700°С в течение одного часа, в качестве добавки используют соляную кислоту, хлорид иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved in that the method for producing thin nanostructured single-layer coatings based on silicon dioxide by the sol-gel method in the presence of inorganic acids and their salts includes the sol-gel process of silicon tetraalkoxide (tetraethoxysilane) in the presence of an additive in the presence of which in the sol-gel process with subsequent heating of the coated sample forms a transparent film of silicon dioxide with an antireflection effect, but unlike the prototype, the sample is heated in an atmosphere of air at 5 00-700 ° C for one hour, hydrochloric acid, yttrium chloride are used as additives in the following ratio of components, wt.%:
Тетраэтоксисилан - 4,37-5,81Tetraethoxysilane - 4.37-5.81
Кристаллогидрат хлорида иттрия - 6,65-8,67Yttrium chloride crystalline hydrate - 6.65-8.67
Соляная кислота - 0,01Hydrochloric acid - 0.01
96% мас. этиловый спирт - остальное.96% wt. ethyl alcohol - the rest.
Примеры конкретного осуществления изобретения приведены ниже.Examples of specific embodiments of the invention are given below.
Пример 1.Example 1
Для приготовления 100 мл пленкообразующего раствора необходимо взять 8,67 г кристаллогидрата хлорида иттрия и растворить его в 70 мл 96 мас.% этилового спирта, затем добавить 4,10 мл тетраэтоксисилан с плотностью 0,94 г/см3, затем добавить 0,01 мл соляной кислоты с плотностью 1,19 г/см3 и довести до объема 100 мл этиловым спиртом. После созревания раствора в течение 24 ч ПОР наносят на стеклянную подложку методом центрифугирования и подвергают ступенчатой термообработке при температурах 60°С в течение 20 мин и при температурах 700°С в течение 1 ч, при этом получается тонкая пленка состава мезопористого диоксида кремния толщиной 75 нм с низким показателем преломления 1,26, обусловленным просветляющим эффектом.To prepare 100 ml of a film-forming solution, it is necessary to take 8.67 g of crystalline hydrate of yttrium chloride and dissolve it in 70 ml of 96 wt.% Ethanol, then add 4.10 ml of tetraethoxysilane with a density of 0.94 g / cm 3 , then add 0.01 ml of hydrochloric acid with a density of 1.19 g / cm 3 and bring to a volume of 100 ml with ethyl alcohol. After the solution has matured for 24 h, POR is applied to the glass substrate by centrifugation and subjected to stepwise heat treatment at 60 ° C for 20 min and at 700 ° C for 1 h, and a thin film of mesoporous silicon dioxide with a thickness of 75 nm is obtained with a low refractive index of 1.26 due to the antireflection effect.
Пример 2.Example 2
Для приготовления 100 мл пленкообразующего раствора необходимо взять 7,12 г кристаллогидрата хлорида иттрия и растворить его в 70 мл 96 мас.% этилового спирта, затем добавить 4,80 мл тетраэтоксисилан с плотностью 0,94 г/см3, затем добавить 0,01 мл соляной кислоты с плотностью 1,19 г/см3 и довести до объема 100 мл этиловым спиртом. После созревания раствора в течение 24 ч ПОР наносят на стеклянную подложку методом центрифугирования и подвергают ступенчатой термообработке при температурах 60°С в течение 20 мин и при температурах 700°С в течение 1 ч, при этом получается тонкая пленка на основе мезопористого диоксида кремния толщиной 55 нм с низким показателем преломления 1,25, обусловленным просветляющим эффектом.To prepare 100 ml of a film-forming solution, it is necessary to take 7.12 g of crystalline hydrate of yttrium chloride and dissolve it in 70 ml of 96 wt.% Ethanol, then add 4.80 ml of tetraethoxysilane with a density of 0.94 g / cm 3 , then add 0.01 ml of hydrochloric acid with a density of 1.19 g / cm 3 and bring to a volume of 100 ml with ethyl alcohol. After the solution has matured for 24 h, POR is applied to the glass substrate by centrifugation and subjected to stepwise heat treatment at 60 ° C for 20 min and at 700 ° C for 1 h, and a thin film of 55 mesoporous silicon dioxide is obtained nm with a low refractive index of 1.25 due to the antireflection effect.
Пример 3.Example 3
Для приготовления 100 мл пленкообразующего раствора необходимо взять 6,65 г кристаллогидрата хлорида иттрия и растворить его в 70 мл 96 мас.% этилового спирта, затем добавить 5,46 мл тетраэтоксисилан с плотностью 0,94 г/см3, затем добавить 0,01 мл соляной кислоты с плотностью 1,19 г/см3 и довести до объема 100 мл этиловым спиртом. После созревания раствора в течение 24 ч ПОР наносят на стеклянную подложку методом центрифугирования и подвергают ступенчатой термообработке при температурах 60°С в течение 20 мин и при температурах 700°С в течение 1 ч, при этом получается тонкая пленка состава мезопористого диоксида кремния толщиной 95 нм с низким показателем преломления 1,25, обусловленным просветляющим эффектом.To prepare 100 ml of a film-forming solution, it is necessary to take 6.65 g of crystalline hydrate of yttrium chloride and dissolve it in 70 ml of 96 wt.% Ethanol, then add 5.46 ml of tetraethoxysilane with a density of 0.94 g / cm 3 , then add 0.01 ml of hydrochloric acid with a density of 1.19 g / cm 3 and bring to a volume of 100 ml with ethyl alcohol. After the solution has matured for 24 h, POR is applied to the glass substrate by centrifugation and subjected to stepwise heat treatment at 60 ° C for 20 min and at 700 ° C for 1 h, and a thin film of the composition of mesoporous silicon dioxide with a thickness of 95 nm is obtained with a low refractive index of 1.25 due to the antireflection effect.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010148188/03A RU2450984C1 (en) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | Method of producing silicon dioxide-based thin nanostructured single-layer coatings via sol gel method in presence of inorganic acids and salts thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010148188/03A RU2450984C1 (en) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | Method of producing silicon dioxide-based thin nanostructured single-layer coatings via sol gel method in presence of inorganic acids and salts thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2450984C1 true RU2450984C1 (en) | 2012-05-20 |
Family
ID=46230706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010148188/03A RU2450984C1 (en) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | Method of producing silicon dioxide-based thin nanostructured single-layer coatings via sol gel method in presence of inorganic acids and salts thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2450984C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526926C1 (en) * | 2013-05-18 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский Томский государственный университет | Light-redistributing coating |
RU2606009C2 (en) * | 2015-04-29 | 2017-01-10 | Федеральное Государственное бюджетное учреждение науки Институт металлорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук | Method of producing silicon dioxide coatings on silicate glass |
RU2639700C1 (en) * | 2013-11-08 | 2017-12-21 | ЕПГ Инджиниад наноПродактс Джёмани АГ | Anticorrosive coating and method of its production |
RU2713004C1 (en) * | 2018-11-27 | 2020-02-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук | Method of obtaining coatings from silicon dioxide on silicate glass at low curing temperature of 60-90 °c, having increased hardness |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU437812A1 (en) * | 1972-08-16 | 1974-07-30 | Предприятие П/Я Х-5263 | Silicate Coating Solution |
RU2159158C2 (en) * | 1993-06-04 | 2000-11-20 | Ппг Индастриз Огайо Инк. | Neutral coated article with low radiating power and method of its manufacture |
US6511721B1 (en) * | 1999-08-04 | 2003-01-28 | Tomoegawa Paper Co., Ltd. | Anti-reflective material |
RU2368576C2 (en) * | 2007-12-25 | 2009-09-27 | Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН | Method for production of thin antireflection layers based on mesoporous silicon dioxide by sol-gel method in presence of oligomers of ethylene oxide, oligomers of propylene oxide |
CN101694018A (en) * | 2009-10-14 | 2010-04-14 | 长春理工大学 | Process for preparing uropium-doped yttrium oxide @ silicon dioxide bean-shaped nano-cables |
-
2010
- 2010-11-25 RU RU2010148188/03A patent/RU2450984C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU437812A1 (en) * | 1972-08-16 | 1974-07-30 | Предприятие П/Я Х-5263 | Silicate Coating Solution |
RU2159158C2 (en) * | 1993-06-04 | 2000-11-20 | Ппг Индастриз Огайо Инк. | Neutral coated article with low radiating power and method of its manufacture |
US6511721B1 (en) * | 1999-08-04 | 2003-01-28 | Tomoegawa Paper Co., Ltd. | Anti-reflective material |
RU2368576C2 (en) * | 2007-12-25 | 2009-09-27 | Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН | Method for production of thin antireflection layers based on mesoporous silicon dioxide by sol-gel method in presence of oligomers of ethylene oxide, oligomers of propylene oxide |
CN101694018A (en) * | 2009-10-14 | 2010-04-14 | 长春理工大学 | Process for preparing uropium-doped yttrium oxide @ silicon dioxide bean-shaped nano-cables |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526926C1 (en) * | 2013-05-18 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский Томский государственный университет | Light-redistributing coating |
RU2639700C1 (en) * | 2013-11-08 | 2017-12-21 | ЕПГ Инджиниад наноПродактс Джёмани АГ | Anticorrosive coating and method of its production |
US10308817B2 (en) | 2013-11-08 | 2019-06-04 | Epg Engineered Nanoproducts Germany Ag | Anticorrosion layer and process for production thereof |
US11053397B2 (en) | 2013-11-08 | 2021-07-06 | Epg Engineered Nanoproducts Germany Ag | Anticorrosion layer and process for production thereof |
RU2606009C2 (en) * | 2015-04-29 | 2017-01-10 | Федеральное Государственное бюджетное учреждение науки Институт металлорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук | Method of producing silicon dioxide coatings on silicate glass |
RU2713004C1 (en) * | 2018-11-27 | 2020-02-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева Российской академии наук | Method of obtaining coatings from silicon dioxide on silicate glass at low curing temperature of 60-90 °c, having increased hardness |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU748451B2 (en) | Process for depositing optical layers | |
RU2450984C1 (en) | Method of producing silicon dioxide-based thin nanostructured single-layer coatings via sol gel method in presence of inorganic acids and salts thereof | |
AU2002338733B2 (en) | Novel hybrid sol for producing abrasion-resistant SiO2 antireflection coatings | |
JP5243065B2 (en) | Antireflection film and optical element | |
JP2009237551A (en) | Anti-reflection coating and its production method | |
ES2755412T3 (en) | Coated glass sheet | |
JP2008542009A (en) | Silica film morphology control | |
CN102991033A (en) | Gradient-refractive-index silicon-dioxide antireflection film glass and preparation method thereof | |
JP2013523986A (en) | Method for producing hybrid material obtained by rapid condensation of organosilicon sol | |
JP2003533427A (en) | Improved coating binder | |
JP2538527B2 (en) | Method for producing metal oxide glass film and spherical fine particles | |
Iwashita et al. | Water permeation properties of SiO2‐RSiO3/2 (R= methyl, vinyl, phenyl) thin films prepared by the sol‐gel method on nylon‐6 substrate | |
RU2542997C1 (en) | Clarifying thin-film coating based on silicon(iv) and bismuth(iii) oxide compounds | |
RU2599294C1 (en) | Method of producing thin-film coating | |
CN107649106B (en) | Nano-crystalline ordered mesoporous TiO2Film and method for producing same | |
RU2632835C1 (en) | Method of producing thin-film coating based on complex oxide systems | |
RU2497680C1 (en) | METHOD OF PRODUCING SiO2-ZrO2-P2 O5-CaO-BASED COATING | |
RU2404923C1 (en) | Composition for making thin film based on system of double oxides of zirconium and titanium | |
RU2526926C1 (en) | Light-redistributing coating | |
JP2005097030A (en) | Organic inorganic hybrid glass-like material and its manufacturing method | |
CN107500300B (en) | Ordered mesoporous TiO2-SiO2Nano composite film and preparation method thereof | |
RU2411187C1 (en) | Composition for making thin films based on system of double oxides of zirconium and zinc | |
RU2490074C1 (en) | Method of producing high-porous coating on basis of double silicon and nickel oxides | |
RU2667300C1 (en) | Anti-adhesion coating of fungicidal action | |
RU2626105C1 (en) | Method of obtaining solar-gel coating based on silicon dioxide |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181126 |