Способ получения кварцоидного стекла и кварцоидное стекло

Способ получения кварцоидного стекла и кварцоидное стекло

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсннк

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к лвтооскомю сеидютвльств

<п>895942 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5l)M. Кл. (22)Заявлено 05.07.79 (21) 2804997/29-33 с присоединеиие1и заявки М (23 ) П ри оритет

Опубликовано 07.01.82. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 09.01.82

С 03 С 3/06

С 03 С 3/30

Гаеударстее ь1й кпннтет

СССР по делен пае4ретеннй и еткрытпк (53) УДК666.112..8(088.8) 1 им. И.В. Гребенщикова АИ СССР щввщщвеЮ.-щ; (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕ11ИЯ КВАРЦОИДНОГО СТЕКЛА

И КВАРЦОИДНОЕ СТЕКЛО

Изобретение относится к получейию, бнаГНитоаптИческих высокоКрЕмнезЕмНЫХ стекол и может быть использовано в оптических приборах, работающих на эффекте Фарадея, т.е. на эффекте враще, ния плоскости поляризации света в магS нитном поле.

Известно стекло, обладающее магнитооптическими свойствами, включающее, вес.Ж:

Si0@ 40-46

8203 8-1 1 ть о. 30-34

Na 0

12-15

NaF 1-2

Ñå0, 0,1-0,2

Sn0g 0,3-0,5

Оно имеет константу Верде -О, 08)— (-О, 10 ) мин/3- см 1 ).

Однако это стекло обладает низкими химической устойчивостью и термической стойкостью.

Наиболее близким к изобретению является способ получения кварцоидногс стекла, включающий выщелачивание натриевоборосиликатного стекла состава, мол..X:

S.i 02 67, 5-7!

В2.03 23-24

Ма О 5,3-8,5

Ф А 12 03 0-0, 3

Промывку полученного высококремнеземного пористого стекла водой, пропитку 0,4-2,0 и водным раствором

А1(НО )3 при 20-60 С в течение 0,5200 ч с последующей сушкой при 100150 С и спеканием при 1150-1250 С.

Полученное стекло имеет температуру размягчения 900-1110 С 1 2 1.

Однако данное стекло не обладает магнитооптическими свойствами.

Целью изобретения является получение магнитооптического кварцоидного стекла, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения кварцоидного стекла, включающему пропитку высококремнеземного пористого стек2$

3 89594 ла растворами неорганических соединенийй, сушку, по следующее спекание, пропитку высококремнеземного пористо«

ro стекла осуществляют растворами, содержащими ионы по крайней мере двух элементов из группы : алюминий, железо, церий, неодим, эрбий, иттербий при следующем соотношении концентраций ионов в пропитывающих растворах, вес.ч.: 10

1 Fe 31А1 +)= 0,2-10 (Fe +): ГСе )= О, 04-0, 75

t ГР ): П 1сР1= О, 04-0, 75 !

Ее +1: ГЕН (Yb>)= О 3-20

Кварцоидное стекло, включающее

SiO>„ В О,, Na>0 А1 0, дополнительно содержит Fe О,, по крайней мере один окисел из группы Се О, Nd>0>, Ег 0, Ь О, при следующем соотношении компонентов, вес.7.: 20

5 0

93-9 6

2,2-3,5

Ма О 0,05-0,25

А! 0 1-3

Fe20 > 0,5-3

По крайней мере один окисел из группы G?> 0>, Nd 0, Ег 0 gb О

:0,05-0,5.

Для пропитки пользуются водными или кислотными растворами азотнокис- щ> лых солей металлов. Концентрации солей в пропитывающих растворах могут находиться в следующих пределах, мг/мл:

Fe (NOg) - 9H2O 60-200

3S

Nd(ЙО ) - 6НэО 150-450

Er(N0>)> 5Н<0

10-200

А!(ЙО ) - 9Н О

50-400

Се(NO>) . 6Н О 130-400

Yb(NO » "H20 I0O-200 и р и м е р 1. Исходное стекло состава, вес.7: 10. 68; В О, 24,2;

NaО 7,8 с целью разделения на две фазы выдерживают при 550 С 120 ч.

Затем образцы из этого стекла размером 20 х 15 х 2,5 мм подвергают кислотной обработке 7 сут в О,! н.растворе HNO при 50 С с целью удаления из них. щелочноборатной составляющей нестойкой фазы, Полученные пористые стекла промывают в течение суток в проточной воде и высушивают при

110 С 15 мин. Далее пропитывают подготовленные пористые стекла смесью азотнокислых солей железа и алю2 4. миния при 50 С I 5 ч. Пропитывающий раствор содержит 50 мг/мл Al(hlOy) 9 Н О и 70 мг/мл Fe(NQ) ° 9Н ). ысушенные при 110 С в течение 15 мин о

Ъ образцы нагревают с целью полного закрытия пор и получения прозрачного стекла. Спекание ведут со скоростью

8-10 С/мин до 1050 С.

Пример 2, Исходное пористое стекло получают по примеру 1, но пропитку ведут в две стадии. Вначале кислотным раствором Се(МО 6Н,О

Ъ Ъ (200 мг/мл) в течение I ч при комнатной температуре, а затем, после высушивания при 110 С 15 мин„образе цы пропитывают раствором, содержащим 150 мг/мл AI(hlOg)g 9Н20 и 200 мг/

/мл Ре(ЙО ) 9Н. О. Далее проводят повторную сушку и спекание по примеру !. Максимальная температура нагрева !100 С.

Пример 3 ° Исходное пористое стекло получают по примеру 1, пропитку ведут в две стадии. Вначале кислотным раствором Мд1(МО3) - 6Н О

„2 (150 мг/мл) .1 ч при комнатной темпео ратуре, а затем после сушки при 110 С

15 мин образцы пропитывают раствором, содержащим 100 мг/мл А1(ИО ) 9Н О и 150 мг/мл 1-е(МС ) фН20.

Пример 4. Исходное пористое стекло получают по примеру 1, пропитку ведут в три стадии. Вначале кислотным раствором солей Е1фО 5Н О

110 мг/мл} и fb(NO/ 4Н О (100 мг/мл), затем после сушки при 110 С 15 мин образцы пропитывают раствором, содержащим 50 мг/мл Al(hl(b I 9Н20 и

60 мг/мл Fe (NO@)>.9Н О. После сушки образцы пропитывают раствором, содержащим 400 мг/мл А1(МО ) ° 9Н О и

200 мг/мл Fe(N ) 9Н О. После сушки проводят спекание также, как в примерах 1-3, при этом максимальная температура нагрева составляет 1150 С.

Составы и свойства магнитооптических кварцоидных стекол, полученных по предлагаемому способу, представлены в таблице.

Синтезированные стекла по термической и химической стойкости превосходят известные магнитооптические стекла, изготовляемые обычной варкой из шихтных материалов.

89 5942 вычес- P

-f ус- 10" град

200"500 С ть по т

39I7-б

11!>едлагаемый способ получе

ЫИМ стекла состав стекла, вес.2

S I 02

Во

I по прммерам

0,12 0 02 А-1

0 05 0,01 А-1

l0,0

15,0

3 95,882.5 0,05 1,0 0,5 " 0,5 - 0,17

0 023 А-I

01042 А-1

l2,0

0,05+ О,Ф!

+0,5

4 92,952 4 О,1 I,0 3,0

20,0

Формула изобретения

Составитель В. Товмасян

Редактор И. Митровка Texpeg А Ач

Корректор М. Коста

Подписное

Заказ 11612/4 THÐ 506

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

113035 л

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I 935 35 02 Ii8 10

2 93,6 2, 2 0,05 3,0 1,5 0,25

Способ получения кварцоидного стекла, включающий пропитку высококремнеземного пористого стекла растворами неорганических соединений,сушку, последующее спекание, о т л и— чающий с я тем, что, с целью 25 получения магнитооптического кварцо" идного стекла, пропитку высококремне-. земного пористого стекла осуществляют растворами, содержащими ионы, по крайней мере,. двух элементов из груп- 30 пы: алюминий, железо, церий, неодим, эрбий, иттербий при следующем соотношении концентраций ионов в пропитывающих растворах, вес.ч.: (Fe>+g: t А13+g= 0,2-10

t, Fe ): L Сего+3 0,04-0, 75

t. Гете+1: E И +)= О 04-0 75

1 Ге +): 1 Ег3+И(Ь 0,3-20..

2. Кварцоидное стекло, включающее

Si0< В Оз Иа О 120з, o o" " аIo ù е е с я тем, что, с целью полу-, чения магнитооптического кварцоидного стекла, оно дополнительно содержит

Fe О> по крайней мере один окисел из группы Се о > Nd<0>, Er О, (Ь О при следующем соотношении компонен"тов, вес,X:

S 10 93 — 96 в о. 2,2"3,5

Ма20 0,05-0,25

А10 1-3

Fe20 5 О, 5-3 по крайней мере один окисел из группы Се20, Nd 0, Er>0, (b203 0,050,5.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

М 534429, кл. С 03 С 3/30, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 63!470, кл. С 03 С 3/06, 1977.