RU2643870C2 - Стекло халькогенидное термопластичное - Google Patents
Стекло халькогенидное термопластичное Download PDFInfo
- Publication number
- RU2643870C2 RU2643870C2 RU2016130687A RU2016130687A RU2643870C2 RU 2643870 C2 RU2643870 C2 RU 2643870C2 RU 2016130687 A RU2016130687 A RU 2016130687A RU 2016130687 A RU2016130687 A RU 2016130687A RU 2643870 C2 RU2643870 C2 RU 2643870C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- bromine
- visible
- iodine
- antimony
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title abstract description 23
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 title description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 7
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000005387 chalcogenide glass Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims abstract description 5
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 abstract description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 8
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- OCVXZQOKBHXGRU-UHFFFAOYSA-N iodine(1+) Chemical compound [I+] OCVXZQOKBHXGRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 229910016036 BaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L barium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ba+2] OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001632 barium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
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
- C03C3/32—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
- C03C3/323—Chalcogenide glasses, e.g. containing S, Se, Te containing halogen, e.g. chalcohalide glasses
-
- 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
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/10—Compositions for glass with special properties for infrared transmitting glass
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
Изобретение относится к легкоплавким высокопреломляющим халькогенидным стеклам. Халькогенидное стекло содержит мышьяк, сурьму, йод, серу, бром при следующем соотношении компонентов, мол %: мышьяк 8-15; сурьма 1-4; йод 3-25; бром 1-6; сера - остальное. Обеспечивается смещение коротковолнового края поглощения стекла в видимую область электромагнитного излучения и расширение диапазона пропускания стекла. 2 табл.
Description
Изобретение относится к легкоплавким высокопреломляющим халькогенидным стеклам, пропускающим электромагнитное излучение видимого и инфракрасного диапазонов (0,55-13 мкм) и имеющим низкие температуры стеклования (Tg) (30-90°C), что обеспечивает безопасные, для оптических деталей, температуры нанесения (Тнанесения <200°C), и может быть использовано для иммерсии драгоценных высокопреломляющих минералов в видимой области спектра и для склеивания высокопреломляющих оптических элементов.
Известны стекла в системах Ge-Sb-S, Ge-Sb-Se, Ge-Bi-S, Ge-Bi-Se, Ge-Pb-S, Ge-Pb-Se, Ge-Ga-Se [UA 33847, 10.07.2008]. Эти стекла пропускают в видимой и инфракрасной области (край поглощения минимально 500 нм), но имеют высокие температуры стеклования (410-650°C), что влечет за собой еще более высокие температуры нанесения (более 500°C) и не позволяет использовать эти стекла для иммерсии.
Известен термопластичный клеящий состав, представляющий собой халькогенидную композицию, при нормальных условиях - легкоплавкое стекло, при температуре 130°C превращающийся в жидкость [авторское свидетельство №267791, 02.11.1970], содержащий, мол. %:
| Cepa (S) | 10-80 |
| Йод (I) | 2-60 |
| Мышьяк (As) | 10-60 |
| Сурьма (Sb) | 2-15 |
Состав наносится при температуре 120-130°C, однако диапазон его пропускания (1-13,5 мкм) находится вне видимой области, что не позволяет использовать его для материалов, работающих как в видимом, так в видимом и инфракрасном диапазонах электромагнитного излучения, а в случае иммерсии драгоценных высокопреломляющих минералов такой метод потребует значительно более дорогостоящего оборудования инфракрасного оборудования для диагностики дефектов.
Известны халькогенидные стекла, пластичные при относительно низких температурах для литья под давлением, выбранные за прототип [US 7116888, 03.10.2006], однако стекла с безопасными, для оптических деталей, температурами нанесения (~200°C) не прозрачны в видимой области электромагнитного спектра (край поглощения минимально 818 нм), что не позволяет использовать их для материалов, работающих как в видимом, так и видимом и инфракрасном диапазонах электромагнитного излучения, а в случае иммерсии драгоценных высокопреломляющих минералов такой метод потребует значительно более дорогостоящего оборудования инфракрасного оборудования для диагностики дефектов.
Задачей изобретения является расширение границ применения стекла для использования его в качестве оптического клея для деталей, работающих в видимой и инфракрасной области спектра, и в качестве иммерсионного препарата для диагностики дефектов высокопреломляющих кристаллов в видимом диапазоне спектра электромагнитного излучения.
Техническим результатом является смещение коротковолнового края поглощения стекла в видимую область электромагнитного излучения и расширение диапазона пропускания стекла.
Указанный технический результат достигается за счет того, что халькогенидное стекло содержит мышьяк, сурьму, йод, бром и серу при следующем соотношении компонентов, мол. %:
| Мышьяк (As) | 8-15 |
| Сурьма (Sb) | 1-4 |
| Йод (I) | 3-25 |
| Бром (Br) | 1-6 |
| Сера (S) | остальное |
Приведенное стекло обладает низкой температурой стеклования (30-90°C), что позволяет наносить его при температурах 130-190°C, что сводит к минимуму риск повреждения материалов, на которые наносится стекло. В результате введения брома коротковолновый край поглощения смещен в видимую область (край поглощения в диапазоне 550-680 нм), длинноволновый край поглощения для всех составов лежит в диапазоне 13±0,5 мкм, что позволяет применять его для материалов, работающих в видимом, инфракрасном или в инфракрасном и видимом диапазонах одновременно. Стекло устойчиво к кристаллизации при температуре нанесения на продолжении длительного времени, достаточного для проведения технологических операций по покрытию стеклом/нанесению стекла. Плотность стекла 3,8 г/см3, коэффициент термического расширения α=46⋅10-6 1/К (при 20°C). Показатель преломления стекла составляет 2,32-2,38, что позволяет использовать его для изучения дефектов высокопреломляющих кристаллов иммерсионным методом.
Для пропускания стекла в видимом диапазоне электромагнитного излучения в систему As-S-I-Sb был введен бром, как компонент, смещающий край поглощения в коротковолновую область, концентрации компонентов выбирались в соответствии с желаемыми техническими характеристиками стекла для его использования в качестве оптического клея и иммерсионного препарата для диагностики дефектов высокопреломляющих кристаллов.
Увеличение содержания сурьмы до 4 мол. % приводит к повышению показателя преломления и смещению края фундаментального поглощения в видимую область спектра электромагнитного излучения. Дальнейшее увеличение содержания сурьмы приводит к потере составом стеклообразующей способности и его.
Введение мышьяка до 15 мол. % приводит к росту показателя преломления и температуры стеклования, увеличение содержания мышьяка свыше 15 мол. % нецелесообразно ввиду сильного превышения температуры стеклования (>100°C). Снижение мышьяка ниже 8 мол. % нецелесообразно в связи с сильным снижением показателя преломления и потерей составом устойчивости к кристаллизации.
Йод уменьшает температуру стеклования без потери стеклообразующей способности состава стекла. В таблице 1 на примере трех составов показано значительное влияние йода на температуру стеклования и, как следствие, на температуру. Введение йода до 25 мол. % значительно не снижает стеклообразующей способности состава.
Бром понижает температуру стеклования и смещает край фундаментального поглощения в видимую область спектра электромагнитного излучения. Составы с бромом обладают меньшей стеклообразующей способностью, однако при малых его количествах негативное влияние на стеклообразование не существенно. Из таблицы 2 видно, даже небольшие количества брома значительно смещают край поглощения в коротковолновую область.
Сера играет роль стеклообразующей матрицы.
Предлагаемое стекло обладает преимуществом перед аналогами, оно может быть использовано для склеивания деталей из материалов, работающих одновременно в видимой и инфракрасной области спектра, например: бромид калия (KBr), хлорид натрия (NaCl), фторид бария (BaF2), фторид магния (MgF2), фторид кальция (CaF2), сапфир, кварцевое стекло, и изучении дефектов высокопреломляющих кристаллов иммерсионным методом.
Claims (2)
- Халькогенидное стекло, содержащее мышьяк, сурьму, йод, серу, отличающееся тем, что дополнительно содержит бром, при следующем соотношении компонентов, мол %:
-
Мышьяк 8-15 Сурьма 1-4 Йод 3-25 Бром 1-6 Сера остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016130687A RU2643870C2 (ru) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Стекло халькогенидное термопластичное |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016130687A RU2643870C2 (ru) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Стекло халькогенидное термопластичное |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016130687A RU2016130687A (ru) | 2018-01-31 |
| RU2643870C2 true RU2643870C2 (ru) | 2018-02-06 |
Family
ID=61173804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016130687A RU2643870C2 (ru) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Стекло халькогенидное термопластичное |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2643870C2 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU833603A1 (ru) * | 1979-09-17 | 1981-05-30 | Предприятие П/Я Х-5594 | Халькогенидное стекло |
| SU912697A1 (ru) * | 1980-06-04 | 1982-03-15 | Специальное Конструкторское Бюро Средств Аналитической Техники Министерства Приборостроения,Средств Автоматизации И Систем Управления | Стекло |
| US4867544A (en) * | 1988-06-06 | 1989-09-19 | The State Of Israel, Atomic Energy Commission, Soreq Nuclear Research Center | Optical glass elements having a graded refraction index for ir light and method for their production |
| US20060233512A1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-19 | Aitken Bruce G | Chalcogenide glass for low viscosity extrusion and injection molding |
| US20140000315A1 (en) * | 2010-12-06 | 2014-01-02 | Universite De Rennes 1 | Process for obtaining a glass-ceramic material that is optically transparent in the infrared |
-
2016
- 2016-07-26 RU RU2016130687A patent/RU2643870C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU833603A1 (ru) * | 1979-09-17 | 1981-05-30 | Предприятие П/Я Х-5594 | Халькогенидное стекло |
| SU912697A1 (ru) * | 1980-06-04 | 1982-03-15 | Специальное Конструкторское Бюро Средств Аналитической Техники Министерства Приборостроения,Средств Автоматизации И Систем Управления | Стекло |
| US4867544A (en) * | 1988-06-06 | 1989-09-19 | The State Of Israel, Atomic Energy Commission, Soreq Nuclear Research Center | Optical glass elements having a graded refraction index for ir light and method for their production |
| US20060233512A1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-19 | Aitken Bruce G | Chalcogenide glass for low viscosity extrusion and injection molding |
| US7330634B2 (en) * | 2005-04-13 | 2008-02-12 | Corning Incorporated | Chalcogenide glass for low viscosity extrusion and injection molding |
| US20140000315A1 (en) * | 2010-12-06 | 2014-01-02 | Universite De Rennes 1 | Process for obtaining a glass-ceramic material that is optically transparent in the infrared |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016130687A (ru) | 2018-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6452114B2 (ja) | カルコゲナイドガラスレンズを有する暗視装置、赤外イメージングシステム又はサーマルイメージングシステム、ダブレットレンズ、赤外レンズ系 | |
| JP6256857B2 (ja) | 近赤外線吸収ガラス | |
| JP2018010275A (ja) | 紫外線透過フィルタ | |
| JP6241653B2 (ja) | 光学ガラス | |
| TWI725213B (zh) | 光學玻璃及近紅外線截止濾波件 | |
| JP6661611B2 (ja) | モールド成型に適した赤外線透過ガラス | |
| JP6792566B2 (ja) | 光学ガラス、光学素子、及び光学装置 | |
| JP5129958B2 (ja) | 赤外線に透明なガラスセラミック型のガラス質組成物 | |
| JP6428767B2 (ja) | 近赤外線カットフィルタガラス | |
| JP2024074945A (ja) | 赤外線透過ガラス | |
| JP2006248850A (ja) | 近赤外吸収フィルタ用ガラス | |
| RU2643870C2 (ru) | Стекло халькогенидное термопластичное | |
| JP6601487B2 (ja) | 近赤外線カットフィルタガラス | |
| JP2015013773A (ja) | Ｉｒカットフィルタ用ガラス | |
| JP6992494B2 (ja) | 近赤外線カットフィルタガラス及び近赤外線カットフィルタ | |
| JP6962322B2 (ja) | 近赤外線カットフィルタガラス | |
| JP3668900B2 (ja) | ソーラリゼーションのない光学ガラス | |
| WO2015194456A1 (ja) | 近赤外線吸収ガラス板 | |
| JP6346552B2 (ja) | 近赤外吸収フィルタ用ガラス | |
| JP6722071B2 (ja) | 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学装置 | |
| JP6701544B2 (ja) | 赤外線透過ガラス | |
| JP4237920B2 (ja) | 紫外線遮断ガラス | |
| JP2003160358A (ja) | 近赤外線カットフィルタガラス | |
| JP2022169294A (ja) | 赤外線透過ガラス | |
| JP6246084B2 (ja) | 赤外線透過材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190727 |