RU2774528C1 - Method for uniform volume coloring of transparent glass-based material - Google Patents
Method for uniform volume coloring of transparent glass-based material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774528C1 RU2774528C1 RU2021136675A RU2021136675A RU2774528C1 RU 2774528 C1 RU2774528 C1 RU 2774528C1 RU 2021136675 A RU2021136675 A RU 2021136675A RU 2021136675 A RU2021136675 A RU 2021136675A RU 2774528 C1 RU2774528 C1 RU 2774528C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- transparent material
- thermal treatment
- uniform volumetric
- ceramic
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004040 coloring Methods 0.000 title claims abstract description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 8
- FDWREHZXQUYJFJ-UHFFFAOYSA-M Gold(I) chloride Chemical compound [Cl-].[Au+] FDWREHZXQUYJFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 claims abstract description 6
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- NTGONJLAOZZDJO-UHFFFAOYSA-M disodium;hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+].[Na+] NTGONJLAOZZDJO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 5
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- CRPOUZQWHJYTMS-UHFFFAOYSA-N dialuminum;magnesium;disilicate Chemical compound [Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] CRPOUZQWHJYTMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 abstract description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000003287 optical Effects 0.000 abstract description 6
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N Tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000075 oxide glass Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010981 turquoise Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 10
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N oxozirconium Chemical compound [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 4
- 229910020203 CeO Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910018626 Al(OH) Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000579895 Chlorostilbon Species 0.000 description 1
- 229910017493 Nd 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003301 NiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940052367 SULFUR,COLLOIDAL Drugs 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(II) oxide Inorganic materials [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006103 coloring component Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000010976 emerald Substances 0.000 description 1
- 229910052876 emerald Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000006112 glass ceramic composition Substances 0.000 description 1
- -1 gold ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005398 lithium aluminium silicate glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N manganese(II) oxide Inorganic materials [Mn]=O VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N nickel(II) oxide Inorganic materials [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical class [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 1
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003343 selenium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229940065287 selenium compounds Drugs 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003595 spectral Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области оптического материаловедения, в частности, к способу равномерного объемного окрашивания оксидных стекол и ситаллов путем термообработки. Полученный результат может быть использован для изготовления ювелирных изделий на основе стекла или ситалла с контролируемой широкой цветовой гаммой, оптических фильтров видимого диапазона и пр.The invention relates to the field of optical materials science, in particular, to a method for uniform volumetric coloration of oxide glasses and ceramic glass by heat treatment. The result obtained can be used for the manufacture of jewelry based on glass or glass-ceramic with a controlled wide color gamut, optical filters in the visible range, etc.
Процесс окрашивания стекол для придания изделию эстетических свойств применяется с древнейших времен. Для объемного окрашивания стеклоизделий традиционно применяют красители (ионные, например, ионы переходных металлов или редкоземельных элементов, молекулярные - соединения тяжелых металлов с селеном и/или серой, коллоидные - наночастицы золота или серебра) которые вводятся в стекольную шихту [Гулоян Ю.А. Окрашенные стекла: технологические и эксплуатационные характеристики (обзор) //Стекло и керамика. - 2015. - №. 10. - С. 3-10]. Однако для получения стекол или ситаллов с требуемой окраской и степенью ее однородности необходим как выбор подходящего состава стекла, так и подбор красителей определенного типа. Известен патент [Hiromitsu Seto, inventor. Colored glass comprising iron and molybdenum oxides as colorants. European patent application EP 1,055,646 A1. 2000 Nov 29], в котором получают цветное стекло состава (мас.%) 65-80 SiO2, 0-5 Al2O3, 0-10 MgO, 5-15 CaO, 5-15 MgO+CaO, 10-18 Na2O, 0-5 K2O, 10-20 Na2O+K2O, 0-5 B2O3, 0.5-4 Fe2O3 и 0.0002-0.01 Mo для строительного и автомобильного остекления. В качестве красящего компонента стекла заявляется одно или несколько соединений из ряда TiO2, CeO2, NiO, СоО, Se, MnO, Cr2O3, V2O5, Nd2O3 and Er2O3.The process of staining glass to give the product aesthetic properties has been used since ancient times. For volumetric staining of glass products, dyes are traditionally used (ionic, for example, ions of transition metals or rare earth elements, molecular - heavy metal compounds with selenium and / or sulfur, colloidal - gold or silver nanoparticles) that are introduced into the glass charge [Guloyan Yu.A. Painted glass: technological and operational characteristics (review) // Glass and ceramics. - 2015. - no. 10. - S. 3-10]. However, to obtain glasses or glass-ceramics with the required color and degree of its uniformity, both the choice of an appropriate glass composition and the selection of dyes of a certain type are necessary. Known patent [Hiromitsu Seto, inventor. Colored glass containing iron and molybdenum oxides as colorants. European patent application EP 1,055,646 A1. 2000 Nov 29], in which a colored glass of composition (wt.%) 65-80 SiO 2 , 0-5 Al 2 O 3 , 0-10 MgO, 5-15 CaO, 5-15 MgO + CaO, 10-18 Na 2 O, 0-5 K 2 O, 10-20 Na 2 O+K 2 O, 0-5 B 2 O 3 , 0.5-4 Fe 2 O 3 and 0.0002-0.01 Mo for construction and automotive glazing. One or more compounds from the series TiO 2 , CeO 2 , NiO, CoO, Se, MnO, Cr 2 O 3 , V 2 O 5 , Nd 2 O 3 and Er 2 O 3 are claimed as the coloring component of the glass.
Известен способ равномерного окрашивания стекла в изумрудный цвет для изготовления стеклянной тары [Сердцова Л.С., Гулоян Ю.А., Евстратова З.В. Краситель для стекла. Авторское свидетельство SU 604835 Al, М. Кл.2 С03С 1/04; Заявл. 14.12.76; Опубл. 30.04.78, Бюл. №16]. Для этого в состав стекла, включающий SiO2, Al2O3, MgO, CaO, Na2O и Cr2O3 добавляют 9-15 мас.% B2O3 и 1,5-3 мас.% CuO.There is a method of uniform staining of glass in emerald color for the manufacture of glass containers [Serdtsova L.S., Guloyan Yu.A., Evstratova Z.V. Dye for glass. Author's certificate SU 604835 Al, M. Kl. 2 С03С 1/04; Appl. 12/14/76; Published 04/30/78, Bull. No. 16]. To do this, 9-15 wt.% B 2 O 3 and 1.5-3 wt.% CuO are added to the glass composition, including SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CaO, Na 2 O and Cr 2 O 3 .
Известен способ синтеза стеклокристаллического материала с желтой окраской [David G. Grossman, inventor. Colored glass-ceramic articles. United States patent US 5,387,558. 1994 May 2]. Для этого в состав стекла вводят комплекс красителей, состоящий из (мас.%) 0.05-0.5 V2O5, 0.25-5 CeO2, 0.1-1 Tb2O3.A known method for the synthesis of glass-ceramic material with a yellow color [David G. Grossman, inventor. Colored glass-ceramic articles. United States patent US 5,387,558. 1994 May 2]. To do this, a complex of dyes is introduced into the glass composition, consisting of (wt.%) 0.05-0.5 V 2 O 5 , 0.25-5 CeO 2 , 0.1-1 Tb 2 O 3 .
Также запатентованы состав и технология производства окрашенного прозрачного литиевоалюмосиликатного ситалла, где красителями могут выступать оксиды переходных и редкоземельных металлов, а также соединения селена [Falk Gabel, Oliver Hochrein, Evelin Weiss, Roland Dudek, Uwe Martens inventors. Glass ceramic substrate made of a transparent, colored LAS glass ceramic and method for producing it. United States patent application publication US 2016/0176752 Al. 2016 Jun 23].The composition and production technology of a colored transparent lithium aluminosilicate glass-ceramic glass-ceramic, where oxides of transition and rare earth metals, as well as selenium compounds, can also be patented [Falk Gabel, Oliver Hochrein, Evelin Weiss, Roland Dudek, Uwe Martens inventors. Glass ceramic substrate made of a transparent, colored LAS glass ceramic and method for producing it. United States patent application publication US 2016/0176752 Al. 2016 Jun 23].
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению, который может быть принят за прототип, является патент, в котором описан синтез прозрачных ситаллов, окрашенных с помощью коллоидных красителей, в частности наночастицами золота [Meike Schneider, Thilo Zachau, Friedrich Siebers, Wolfgang Schmidbauer inventors. Metal colloid-colored glass ceramic and colorless glass convertible into same. United States patent application publication US 2012/0283086 A1. 2012 Nov 8]. Механизм окрашивания стекла или ситалла золотом основан на формировании металлических наночастиц из ионов Au3+, которые находятся в стекле после выработки. Термическая обработка стекла приводит к восстановлению ионов золота до нейтральных атомов с последующим их агрегированием в наночастицы.The closest analogue in technical essence and the achieved result to this invention, which can be taken as a prototype, is a patent that describes the synthesis of transparent glass-ceramics dyed with colloidal dyes, in particular gold nanoparticles [Meike Schneider, Thilo Zachau, Friedrich Siebers, Wolfgang Schmidbauer inventors. Metal colloid-colored glass ceramic and colorless glass convertible into the same. United States patent application publication US 2012/0283086 A1. 2012 Nov 8]. The mechanism of staining glass or ceramic glass with gold is based on the formation of metal nanoparticles from Au 3+ ions, which are in the glass after production. Thermal treatment of glass leads to the reduction of gold ions to neutral atoms with their subsequent aggregation into nanoparticles.
Для наночастиц золота характерно явление локализованного поверхностного плазмонного резонанса (ЛППР), при котором электронное облако, локализованное вблизи поверхности наночастицы, колеблется в резонансе с падающим светом. За счет этого эффекта в оптическом спектре материала возникает полоса поглощения. ЛППР сферических наночастиц золота в стеклах приводит к возникновению полосы поглощения в видимой области, поэтому стекла окрашиваются золотом в красный цвет (так называемые «рубиновые» стекла) [Harry Y. Bellamy inventor. Method of making colored glass. United States patent US 1,271,652 1918 Jul 9]. Спектральное положение и интенсивность полосы поглощения, вызванной эффектом ЛППР, во многом определяет оттенок окрашиваемого материала. В свою очередь, форма и расположение полосы, обусловленной ЛППР, в спектре поглощения стекла в сильной мере зависит от таких факторов, как размер и форма металлических наночастиц. Однако отклонения формы наночастиц золота от сферической в оксидных стеклах не происходит, а изменение размера частиц при увеличении длительности или температуры термообработки, приводит к смещению полосы поглощения не более чем на 10-15 нм [Sigaev V.N. et al. Spatially selective Au nanoparticle growth in laser-quality glass controlled by UV-induced phosphate-chain cross-linkage //Nanotechnology. - 2013. - T. 24. - №. 22. - C. 225302]. Таким образом, основным недостатком прототипа является получение ситаллов с окраской в ограниченной цветовой гамме, в которой цвет варьируется только за счет выбора соответствующего красителя.Gold nanoparticles are characterized by the phenomenon of localized surface plasmon resonance (LSPR), in which the electron cloud localized near the surface of the nanoparticle oscillates in resonance with the incident light. Due to this effect, an absorption band appears in the optical spectrum of the material. LPR of spherical gold nanoparticles in glasses leads to the appearance of an absorption band in the visible region, so the glasses are colored red with gold (the so-called "ruby" glasses) [Harry Y. Bellamy inventor. Method of making colored glass. United States patent US 1,271,652 1918 Jul 9]. The spectral position and intensity of the absorption band caused by the LSPR effect largely determines the shade of the material to be colored. In turn, the shape and location of the band due to LSPR in the absorption spectrum of glass strongly depends on factors such as the size and shape of metal nanoparticles. However, the deviation of the shape of gold nanoparticles from spherical in oxide glasses does not occur, and a change in the particle size with an increase in the duration or temperature of heat treatment leads to a shift in the absorption band by no more than 10–15 nm [Sigaev V.N. et al. Spatially selective Au nanoparticle growth in laser-quality glass controlled by UV-induced phosphate-chain cross-linkage //Nanotechnology. - 2013. - T. 24. - no. 22. - C. 225302]. Thus, the main disadvantage of the prototype is to obtain glass-ceramics with color in a limited range of colors, in which the color varies only by choosing the appropriate dye.
Задачей изобретения является получение прозрачного материала на основе стекла с равномерной объемной окраской в ряду бирюзовая, сине-голубая, фиолетовая, красная.The objective of the invention is to obtain a transparent material based on glass with a uniform volumetric color in the range of turquoise, blue-blue, violet, red.
Поставленная задача решается способом равномерного объемного окрашивания прозрачного материала на основе стекла, включающий синтез ситаллизирующегося стекла в магниевоалюмосиликатной системе с добавкой хлорида золота и проведение термической обработки синтезированного стекла, при этом термическую обработку синтезированного стекла проводят в интервале температур 750-875°С в течение 20 ч, в исходное стекло дополнительно вводят Na2O, а исходное стекло имеет состав (мас.%):The problem is solved by the method of uniform volumetric coloring of a transparent material based on glass, including the synthesis of crystallizing glass in a magnesium aluminosilicate system with the addition of gold chloride and heat treatment of the synthesized glass, while the heat treatment of the synthesized glass is carried out in the temperature range of 750-875 ° C for 20 hours , Na 2 O is additionally introduced into the original glass, and the original glass has the composition (wt.%):
На фиг. 1 представлен снимок с просвечивающего электронного микроскопа образца ситалла, полученного температурной обработкой стекла при 750°С в течение 20 часов, демонстрирующий фазовое разделение в структуре материала. Таким образом, в основе достижения технического результата лежит не только коллоидное окрашивание материала наночастицами золота, но и явления фазового разделения и ситаллизации исходного стекла при термообработке, которые обнаруживаются с помощью просвечивающей электронной микроскопии, протекают параллельно с формированием наночастиц золота и существенным образом влияют на показатель преломления окружающей их среды. Эти изменения влияют на полосу поглощения, вызванную ЛППР золота, максимум которой может смещаться более, чем на 100 нм, в зависимости от температурно-временного режима термической обработки. Данный механизм управления окраской материала с высокой вероятностью возможен и в других ликвирующих и ситаллобразующих стеклах, поэтому можно утверждать, что достижение заявляемого технического результата подтверждается, но не ограничивается следующими примерами.In FIG. Figure 1 shows a transmission electron microscope image of a glass-ceramic sample obtained by heat treatment of glass at 750°C for 20 hours, showing phase separation in the structure of the material. Thus, the achievement of the technical result is based not only on the colloidal coloration of the material with gold nanoparticles, but also on the phenomena of phase separation and sitallization of the original glass during heat treatment, which are detected using transmission electron microscopy, proceed in parallel with the formation of gold nanoparticles and significantly affect the refractive index. their environment. These changes affect the absorption band caused by the LSPR of gold, the maximum of which can be shifted by more than 100 nm, depending on the temperature-time mode of heat treatment. This mechanism for controlling the color of the material with a high probability is also possible in other segregating and glass-ceramic glasses, so it can be argued that the achievement of the claimed technical result is confirmed, but not limited to the following examples.
Пример 1Example 1
Стекло состава (мас.%) 0.01 AuCl3; 1.59 SnO2; 1.50 Na2O; 4.90 ZrO2; 7.00 TiO2; 7.00 MgO; 13.00 ZnO; 25.00 Al2O3; 40.00 SiO2 синтезировано методом варки из шихты, составленной из сырьевых компонентов SiO2, Al(ОН)3, MgCO3, ZnO, ZrO2, TiO2, Na2CO3, SnO2, HAuCl4 в кварцевом тигле при температуре 1590°С в течение 6 часов, с последующим отжигом при 600°С в течение 4 часов. Полученный прозрачный и бесцветный образец стекла (Фиг. 2, кривая 1) был обработан при температуре 750°С в течение 20 часов, в результате получен прозрачный материал, равномерно окрашенный по всему объему в бирюзовый цвет с максимумом полосы поглощения при 640 нм (Фиг. 2, кривая 2).Glass composition (wt.%) 0.01 AuCl 3 ; 1.59 SnO2 ; 1.50 Na2O ; 4.90 ZrO 2 ; 7.00 TiO 2 ; 7.00 MgO; 13.00 ZnO; 25.00 Al 2 O 3 ; 40.00 SiO 2 was synthesized by pulping from a charge composed of raw materials SiO 2 , Al(OH) 3 , MgCO 3 , ZnO, ZrO 2 , TiO 2 , Na 2 CO 3 , SnO 2 , HAuCl 4 in a quartz crucible at a temperature of 1590° C for 6 hours, followed by annealing at 600°C for 4 hours. The resulting transparent and colorless glass sample (Fig. 2, curve 1) was treated at a temperature of 750°C for 20 hours, resulting in a transparent material, uniformly colored throughout the volume in turquoise color with an absorption band maximum at 640 nm (Fig. 2, curve 2).
Пример 2Example 2
Образец стекла, полученный по Примеру 1, с тем отличием, что полученный прозрачный образец стекла был обработан при температуре 770°С в течение 20 часов, в результате получен прозрачный материал, равномерно окрашенный по всему объему в сине-голубой цвет с максимумом полосы поглощения при 600 нм (Фиг. 2, кривая 3).The glass sample obtained according to Example 1, with the difference that the resulting transparent glass sample was processed at a temperature of 770 ° C for 20 hours, as a result, a transparent material was obtained, uniformly colored blue-blue throughout the volume with an absorption band maximum at 600 nm (Fig. 2, curve 3).
Пример 3Example 3
Образец стекла, полученный по Примеру 1, с тем отличием, что полученный прозрачный образец стекла был обработан при температуре 813°С в течение 20 часов, в результате получен прозрачный материал, равномерно окрашенный по всему объему в фиолетовый цвет с максимумом полосы поглощения при 563 нм (Фиг. 2, кривая 4).The glass sample obtained according to Example 1, with the difference that the resulting transparent glass sample was processed at a temperature of 813°C for 20 hours, as a result, a transparent material was obtained, uniformly colored throughout the volume in purple with an absorption band maximum at 563 nm (Fig. 2, curve 4).
Пример 4Example 4
Образец стекла, полученный по Примеру 1, с тем отличием, что полученный прозрачный образец стекла был обработан при температуре 875°С в течение 20 часов, в результате получен прозрачный материал, равномерно окрашенный по всему объему в красный цвет с максимумом полосы поглощения при 540 нм (Фиг. 2, кривая 5).The glass sample obtained according to Example 1, with the difference that the resulting transparent glass sample was processed at a temperature of 875°C for 20 hours, as a result, a transparent material was obtained, uniformly colored red throughout the volume with an absorption band maximum at 540 nm (Fig. 2, curve 5).
Пример 5Example 5
Образец стекла, полученный по Примеру 4, с тем отличием, что использовалось стекло состава (мас.%) 0.005 AuCl3; 1.395 SnO2; 1.60 Na2O; 4.20 ZrO2; 6.50 TiO2; 5.00 MgO; 15.30 ZnO; 22.00 Al2O3; 44.00 SiO2, в результате получен прозрачный материал, равномерно окрашенный по всему объему в красный цвет с максимумом полосы поглощения при 544 нм.The glass sample obtained according to Example 4, with the difference that the glass composition (wt.%) 0.005 AuCl 3 was used; 1.395 SnO 2 ; 1.60 Na2O ; 4.20 ZrO 2 ; 6.50 TiO 2 ; 5.00 MgO; 15.30 ZnO; 22.00 Al 2 O 3 ; 44.00 SiO 2 , resulting in a transparent material, uniformly colored throughout the volume in red with an absorption band maximum at 544 nm.
Заявляемый состав исходного стекла, условия его синтеза и термообработки обеспечивают получение прозрачного материала с контролируемым окрашиванием. Отклонение от приведенных составов делает невозможной выработку бесцветного прозрачного стекла, либо не обеспечивает приведенный диапазон окрашивания.The claimed composition of the original glass, the conditions of its synthesis and heat treatment provide a transparent material with controlled coloring. Deviation from the given compositions makes it impossible to produce colorless transparent glass, or does not provide the given color range.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2774528C1 true RU2774528C1 (en) | 2022-06-21 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU99118759A (en) * | 1997-02-03 | 2001-07-20 | Корнинг Инкорпорейтед | IMPROVED PHOTOCHROME GLASSES |
| EP1894899A1 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-05 | Corning Incorporated | Glass articles and process for making the same |
| US20120283086A1 (en) * | 2007-04-24 | 2012-11-08 | Meike Schneider | Metal colloid-colored glass ceramic and colorless glass convertible into same |
| RU2545380C2 (en) * | 2013-05-13 | 2015-03-27 | Авакян Карен Хоренович | Heat-resistant synthetic jewellery material |
| RU2645687C1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования - Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Transparent sitall and method of its receiving |
| RU2758310C2 (en) * | 2016-12-23 | 2021-10-28 | ПРЕСИОСА, а.с. | Material for manufacturing jewelry and jewelry gems with high refractive index and high temperature resistance |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU99118759A (en) * | 1997-02-03 | 2001-07-20 | Корнинг Инкорпорейтед | IMPROVED PHOTOCHROME GLASSES |
| EP1894899A1 (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-05 | Corning Incorporated | Glass articles and process for making the same |
| US20120283086A1 (en) * | 2007-04-24 | 2012-11-08 | Meike Schneider | Metal colloid-colored glass ceramic and colorless glass convertible into same |
| RU2545380C2 (en) * | 2013-05-13 | 2015-03-27 | Авакян Карен Хоренович | Heat-resistant synthetic jewellery material |
| RU2758310C2 (en) * | 2016-12-23 | 2021-10-28 | ПРЕСИОСА, а.с. | Material for manufacturing jewelry and jewelry gems with high refractive index and high temperature resistance |
| RU2645687C1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования - Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) | Transparent sitall and method of its receiving |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6735704B2 (en) | Transparent, colorless, low titania beta/quartz/glass/ceramic materials | |
| KR101398337B1 (en) | Blue Beta-Quartz Glass-Ceramic Materials and Articles and Fabrication Process | |
| US10150694B2 (en) | Opaque colored glass-ceramics comprising nepheline crystal phases | |
| JP6122547B2 (en) | Thermal shock resistant synthetic jewelry materials | |
| US4461839A (en) | Colored transparent, translucent and opaque glass-ceramics | |
| JP5848258B2 (en) | Beta quartz glass ceramic and related precursor glass | |
| US4537612A (en) | Colored photochromic glasses and method | |
| RU2645687C1 (en) | Transparent sitall and method of its receiving | |
| DE102016208300B3 (en) | Crystallizable lithium aluminum silicate glass and transparent glass ceramic produced therefrom, and also methods for producing the glass and the glass ceramic and use of the glass ceramic | |
| JP6463757B2 (en) | Glass and glass ceramic | |
| CN104529169A (en) | Transparent, colorless titania-free beta-quartz glass-ceramic material | |
| EP1236695A2 (en) | Glass ceramics | |
| US20030013593A1 (en) | Transparent gallate glass-ceramics | |
| JP2018523624A (en) | Transparent, essentially colorless, tin clarified LAS glass ceramic with improved microstructure and thermal expansion | |
| DE102016211065A1 (en) | Transparent, preferably colored glass ceramic article with low scattered light content and high strength, as well as processes for its preparation and its use | |
| US4084974A (en) | Method of making light-absorbing glass-ceramic articles | |
| JPS61286237A (en) | Glass ceramic body suitable for ring laser gyroscope and manufacture | |
| JP2012046413A (en) | Transparent glass ceramic | |
| RU2426488C1 (en) | Synthetic material for jewellery industry and method of its production | |
| RU2774528C1 (en) | Method for uniform volume coloring of transparent glass-based material | |
| JPH04275948A (en) | Cannacite glass ceramic article | |
| Thieme et al. | Core–shell structures with metallic silver as nucleation agent of low expansion phases in BaO/SrO/ZnO/SiO 2 glasses | |
| DE69009166T2 (en) | Beige colored glass ceramics. | |
| US4786617A (en) | Glass-ceramic article, process for its production and thermally crystallizable glass | |
| JPS63303831A (en) | Transparent crystalline glass having low expansion |