Способ обесцвечивания окрашенных природных кристаллов исландского шпата

Способ обесцвечивания окрашенных природных кристаллов исландского шпата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистнческн«

Респубики (it> 941433 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Ю (22) Заявлено 10 ..11, 80 (21) 3002648/23-26 (51)M. Кл.

С 30 S 33/ОО

С 30 В. 29/22 с присоединением заявки,1Е (23) Приоритет

9вудератвеиивй канитет ь.ь. ВР ао яалан «авйрвтени« и открыт«Я (53) УЙК621 315.

° 592 (088. 8) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень 3425

Дата опубликования описания 07.07.82 . (72) Авторы изобретения

А.В.Скропышев, О.П.Матвеева и E.B.Kàñüÿíåíêo

Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г. В,Плеханова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБЕСЦВЕЧИВАНИЯ ОКРАШЕННЫХ ПРИРОДНЫХ

КРИСТАЛЛОВ ИСЛАНДСКОГО llloATA

Изобретение относится к технологии получения оптически прозрачного исландского шпата из естественно окрашенных кристаллов и может быть использовано в производстве элементов оптических приборов в поляризационной оптике и лазерной технике.

В современном оптическом приборо-. строении широко применяются элементы, изготовленные из исландского шпата. Предпочтительным является использование кристаллов, обладающих максимальной прозрачностью. в различных спектрах, так как несобственное поглощение кристаллов увеличивает потери при прохождении светового лу" ча. Большинство природных кристаллов. исландского шпата обладает окраской, ограничивающей возможность их применения, что делает актуальными по- 2о иски способов обесцвечивания.

Известен способ обесцвечивания окрашенных природных кристаллов исландского шпата нагреванием до высо

2 ких температур в вакууме полем токов высокой или сверхвысокой частоты 1.1), Однако этот способ при изменении температуры различно окрашенных кристаллов не обеспечивает их обесцвечивания .

Наиболее близким к изобретению является способ обесцвечивания окрашенных природных .кристаллов, заключающийся в ультрафиолетовом облучении на воздухе. Для обесцвечивания наиболее эффективно ультрафиолетовое облучение с максимумом энергии излучения в коротковолновой части ультрафиолетовой области спектра. B частности, при использовании бактерицидных увиолевых ламп, энергия излучения которых в ультрафиолетовой области сконцентрирована в линии

253,7 нм, процесс обесцвечивания протекает особенно интенсивно. Действительна, для обесцвечивания желтых кристаллов месторождений Сибир941433

3 ской платформы в ряде случаев этот способ весьма удобен (21.

Однако существующий способ обес" цвечивания не позволяет устранить окраску розовых кристаллов исландского шпата. Более того, использование этого способа приводит к противоположному результату, т.е. к увеличению интенсивности розовой окраски, что демонстрируется увеличением on- 30 тической плотности кристаллов в видимой области спектра.

Цель изобретения - устранение розовой окраски.

Поставленная цель достигается 15 тем, что согласно способу обесцвечивания окрашенных природных кристаллов исландского шпата путем ультрафиолетового облучения кристаллов на воздухе, используют ультрафиоле- > товое облучение в области длин волн

260-400 нм.

На фи г. 1 представлен оптический спектр поглощения (зависимость оптической плотности D от длины волны А )

25 розового кристалла исландского шпа-. та, на фиг. 2 - оптические спектры поглощения кристаллов исландского шпата, где кривая 1 - спектр поглощения розового кристалла в исходном зо состоянии, кривая 2 - .спектр по" глсщения розового кристалла после ультрафиолетового облучения, рекомендуемого в известном способе, кривая 3 - спектр поглощения после ультрафиолетового облучения по предлагаемому способу.

Пример. Проводят ультрафиолетовое облучение кристаллов излучением со спектральным составом, используемым в известном способе и ультрафиолетовое облучение кристаллов излучением со спектральным составом, рекомендуемым согласно предлагаемому способу. Распределение энергии по спектру излучения для оба 45

-их случаев приведено на таблице (получено на спектрометре СДЛ-1, данные приведены в процентах от наи" более мощной линии в ультрафиолете).

При использовании известного способа основная энергия излучения сконцентрирована в линии 253,7 нм.

При использовании предлагаемого способа (в данном конкретном примере использованы пампы ДРШ с фильтром) исключены линии с р<260 нм.

8 качестве фильтра используют часть оптической системы спектрометра СДЛ..

Конкретный вид фильтра не важен, гла вное, чтобы от секалис ь линии с длиной волны, меньшей 260 нм. В частности, подобных результатов можно добиться при использовании стандартного фильтра, выделяющего только линию 312,6 нм.

Обработке подвергают розовые кристаллы исландского шпата одинаковой толщины (10 мм), имеющие одинаковый спектр поглощения в исходном состоянии (фиг. 2, кривая 1) и не обладающие такими дефектами, как трещи" ны, посторонние включения и неоднородность окраски по площади образца.

Облучение ведут на воздухе в течение нескольких часов, кристаллы находятся на расстоянии 40-50 см от источника, температура кристаллов не превышает 50 С. После ультрафиолетового облучения вновь измеряют спектры поглощения. Спектры поглощения в области длин волн 200-800 нм измеpRoT на спектрофотометре Бекман

Акта И-ТУ.

Кристаллы, облученные по известному способу, приобретают более интенсивную окраску. Кристаллы, подвергнутые. облучению по предлагаемомуу способу, обесцвечиваются. Это демонстрируется спектрами поглощения, приведенными на фиг. 2. Кривая

2 относится к кристаллам, подвергнутым ультрафиолетовому облучению по известному способу. Видно, что по сравнению со спектром поглощения в исходном состоянии оптическая плотность увеличивается. Кривая 3 относится к кристаллу, облученному по предлагаемому способу. 8 этом случае оптическая плотность уменьшается в широком диапазоне длин волн по сравнению с исходным состоянием. Достигнутое уменьшение оптической плотности сохраняется после обработки, если только кристалл не подвергать впоследствии воздействию ультрафиолетового облучения с < 260 нм.

Таким образом, продемонстрирована эффективность изменения в спектре ультрафиолетового облучения для достижения обесцвечивания кристаллов.

Настоящее изменение в спектре ультрафиолетового облучения связано с необходимостью устранения линий ультрафиолетового излучения, попадающих в полосу поглощения кристал248,3 со 01

1 с0,01 с0,1

253,7

100,0 с0,1

265,2

РЪ - :о - РЪ + 0 со 1

269,9

<О,l

275, 3

280,4

0,1

0,1

1,0

2,0

9,5

289,4

296,7

0,5

15,0

302,2

0>3, 23,0

43 0

312,6

l,0

63,0

334,1

0,2

100,0

365,0

Формула изобретения

5 9414 ла 240 нм. На спектрах поглощения розовых кристаллов (фиг. 1) можно выделить узкую интенсивную полосу поглощения в области 240 нм (полуширина 20 -30 нм) и широкую полосу в области 500 нм, захватывающую .синюю и зеленую части видимой области спектра, которая и ответственна за розовую окраску. Полоса поглощения

"240 нм вязана с ионами РЬ (перез. ход 5„- Р ), замещающими ион кальция в решетке исландского шпата. широкая полоса в спектре поглощения кристалла в видимой области 500 нм, обуславливающая розовую окраску крис- 1 талла, связана с центрами СО . Об3

Разование центров СО происходит при частичной ионизации примесных ионов

Pb до трехвалентного состояния и при захвате избыточных электронов . радикалами СО по следующей схеме

Подобная перезарядка уровней, при- 2з водящая к появлению центров Окраски, возможна под действием f-èçäó÷åния. В данном случае впервые обнаружено возникновение центров окраски под действием ультрафиолетового излучения, попадающего в полосу поглощения иона Pb +. Показано также, 2.+ что к обесцвечиванию розовых кристаллов приводит более мягкое ультрафиолетовое излучение (Л 260 нм), Ъ 5 разрушающее центры СО . Очевидно, энергия этого более мягкого излучения недостаточна для осуществле2.+ ния ионизации примесных ионов Pb и перехода электрона от ионов свинца на уровень центра окраски.

Таким образом, при ультрафиолетовом облучении в области длин волн

200-400 нм, по-видимому, происходят два кОнкурирующих процесса: Обра- и зование центров окраски под действием жесткого ультрафиолета, попадающего в полосу поглощения ионов свинца, и разрушение этих центров под действием более мягкого ультрафиоле50 та. Следовательно, изменение спектрального состава ультрафиолетового облучения кристаллов, рекомендуемое согласно изобретению исключает не»

У желательный процесс окрашивания кристаллов при облучении, что и составляет принципиальное отличие от известного способа.

33 6

Использование предлагаемого способа обесцвечивания кристаллов поэво ляет повышать их качество путем понижения оптической плотности розовых кристаллов исландского шпата,. что расширяет сырьевую базу при производстве изделий из исландскрго шпата.

Способ обесцвечивания Окрашенных природных кристалллов исландского шпата путем ультрафиолетового облучения кристаллов на воздухе, о тл и ч а ю шийся тем, что,,с целью устранения розовой окраски кристаллов, их подвергают облучению в области длин волн 260-400 нм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 390742, кл. В 01 J 17/00, 1970.

2. Скропышев А.В., Кукуй А.Л.

Исландский шлат. Л., Недра", 1973, с. 139-141 (прототип).

941433 Ю0 с 00 500 600 700

4 Фг. 1

ЛЮ 400 570 Юд 7М фссг. Z

Составитель H.ßðìîïþê

Техред д. Ац Корректор Е.Рошко

Редактор Л.Алексеенко

Заказ 7 7! 10 Тираж 371 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, .Москва, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5

Филнал ППП "Патент", г; Ужгород, ул. Проектнал,