Способ получения стекла, прозрачного для ультрафиолетовых лучей

Класс 32 Ь, 3>q

11370

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ способа получения стекла, прозрачного для ультрафиолетовых лучей.

К патенту ин-ной фирмы «Стекольные заводы Корнннг" (COI IIitIg GlaSS WOrkS), в г. Корнинге, Соед. штаты Америки, заявленному 28 июля 1926 года (заяв. свид. № 23217).

О выдаче патента опубликовано 30 сентября 1929 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 30 сентября 1929 года.

Предлагаемое изобретение касается способа получения стекла. прозрачного qëÿ ультра-фиолетовых лу 1ей. li0 cel o»pe; мени существовало убеждение, что только некоторые избранные вещества, кal напр. кварц, кварцевое стекло н др. прозрачны для ультра-фиолетовых лучей. В некоторых стеклах спецналы1ого состав11 было

TBIc1l10 обнаругжеllo cBOIIcTBo пропускае110сти, которое .приписывали зависимости от основного состава стекол. Однакo. опыты показывают, что ультра-фиолетовая передача — свойство многих стекол и с некоторыми воз11ожнь1ми исключениями не зависит оТ OOH081IOIO состава, зависпмосдь устанавливается только от отсутствия в стекле солей 01 иси я елеза, и, В меньше11

< г eTIiNIIIli СОЛЕИ TIFli1,1И, 11 ITO Ч РЕЗВЫчмню 19ичтэ1кные количества Tdковых служат причиной тому, что стекло, при других обстоятельствах прозрачное E ультра-фиолетовым луча и. становится г

11им поглоща101цти. Исс.гедощн1ня в этом направлч111и исход11ли из тоф, что образч11к некоторого фосфатпо-,ка 1ы1иеоого счмк IA ИМ Е,1 11Ыоокук) У,1ьтрагфнй1ЕТОВу10 liege да I, IT0 объяснял11 прина дчежностыо фосфача-калы111я к веплоствам обтадающ11а1 ультра-фиолетовой передачей. Прп изготовлении большего количества стекла было найдено. что новый сплав имел более высокое ультра-фиолетовое поглощение, «чем образец. Объяснялось зто тем, что первый образец сплавлялся в графптовом

I III;Ie, а новы11 с в гл11няном.

Изучение условиИ.1при которых исполнялись новые пла вки. выполненные в графите. нривег1п к убежден1ию. ччо причиной IIoглощения было IlpllcyTcTIIIIe следов солей окиси железа, т. и.. когда стекло было надлежа1щ11м обра|зом обработано восстановительным агентом. напр. Водородом или соединением углерола. оно стало прозрачным

1ля ультра-фиолетовых лучей. В дальнейших плавках была снова обнаружена поглощаемость Hel OTopllx образцов, несмотря на полное отсутствие солей окиси железа и исследование многих других изготовленных образцов показало, что благодаря легкому разъе;1ашпо фарфоровых горшков в стеклах присутс|пвовала окись титана, которая обусловливала второй источник непрозрачности.

Тогда стада ясна мысль, что поглощение ультра-фиолетовых лучей во многих типах стекол вызывае|гся оквеью тпгап|а и окисью железа, и это отк рытпю было подт вернпдепо многими пробными плавками, сделанными с различныии типами стекол. Была. предпринята работа для выяснения возмопкностп получения стекол, достаточпо свободных от таких солей, в виде коммерческого продуп та, а пе как лабораторного опыта.

Было установлено, что присутствие в известных стеклах солей окиси железа. (изменяющееся в составном стекле) в количествах от 0,020% до 0,055% плп, в некоторых стеклах 0,050% одпюй пз солей титайа,препятствовало передаче лучей. ценимых короче Iem 300 мпллвп|икпронов в стеклах, вмеющмх толщину 4.1ь|| и что большее или меныпее количество железа обыкновенно содерж|пся в примепгяе|мых загрузках материалов и что титановые и железные соли всегда присутствуют в огнеупорных, вместилищах вз глины. в которых плавится стекло; фарфоровые тпгли содержат около 0,6% окиси титана и 0,1% окиси железа. Этп огнеупорные вместилища разъедаются расптавленным стеклом, которое поэтому загрязняется.

Обыппнав|епные глиняные тигли, в котор ьих происходит плавка. бесполеэ|1ы, T. к., если даже разъедание, фасфатного стекла незначительно, вводятся достигочные количества. окиси титана н железа чтобы вызвать поглощение. Восстановление окиси титана довольно затруднительно. Фарфоровые тигли могут применяться для пебольших. плавок, если приняты меры к контролю температуры сплава, которая должна быть cgíîoáðàeía для уменьшения наименьшего выпгучивания и |не должна повьппаться выше необходимой.

Графитовые,вместилища могут применяться только для очень маленьких плавок, благодаря черезмерному восстановлению. После известного пер|юла соприкосновения между фосфатпы11 стеклом и графитом, восстанавливается пятиокпсь фосфора, улетучивающаяся в виде свобод1|ой окиси фосфора и сгорающая снова в атмосферы н вятлоипсп фосфора. Увеличепие содержания извести благодаря этой погори вызывает |обраэовлпкче опал|наго стекла пли проэра|ного стекла, с опаловыми„белыми, желтоватыми или даже оранжевымп полосам|г. Наилучшие результаты были получены в титлях из плавленного кварца. Излишнего соприкосновения с воздухом сплавленного восстановленного стекла следует избегать, благодаря обратному окислению закиси железа. Время, необходимое для обыкновенного процесса отливки, однако не вызывает споров.

Для производства фо сфатпого стек;|а предпочт|пельно приготовить загрузку, гистоящую пз 98,5% хгмнческп чистого монофосфата кальция 1I 1,5% сахара и сплавить таковую в опнеупорно1| ш|естилище„ действ1|тельно свободном от окисей титана и железа, подобно плавленному кварцу, при

1225о С., предпочтительно в покрытом тигле. Сахар действует как восстановительный агент„но было пай1ено, что больше чем 2% илп 3% сахара 1гмеют склонность вызывать Опалесценцп|о. Сппавленное степ то мажет формоваться и закаливаться либо. прокаткой и непосредственным. про|ьуском в печь, либо отливкой в форму, предпочтительно графитовую, предварительно нагретую qo 375 С п переводом в печь, температура. которой около

440о С, по затвердевании отливки. Если форма назарета выше 500о С, может произойти приставание, в то время как в случае температуры ее ниже 300 С стекло может быть закалено слишком быстро. В некоторых случаях предпочитают применять электрпчеспвом папреваемупо нзолировапппую форму н давать возможность стеклу,в пей медлеппно охла|кдаться до достижения |гм около 125о С, после чего стекло вынимается и охлаждается на воздухе.

В етекле. п|згиговленном таким образом, содержание окиси железа qолжпо быть

0,020% плп меньше п содержание окиси титана. должно быть 0,050% |гни меньше

qëH получения передачп при 300 миллимикронэх, и 0,015% и 0,004% для получения передачи прн 250 миллимнкронах.

При прибавлении. окиси бора к вышеописанному,стеклу в количествах сверх до

10% от всега стекла, стойкость сильно увеличивавгся без каких-либо вредных влияний на ультра-фиолетовую передачу или видимый |фут.

Количество окиси .железа и титана, которые могут присутствовать без вредного воздействия па ультра-фиолетовую передачу, увеличивается с содержаииегм кремнезема этик стекол. Как специальный случай следует отметить, что известное боро-силикатное стекло с высоким содержаипгем т реапгзгя арозрачно прп 300 зиг1,мгзгггкроггах, еслг содержан fc окиси железа не превышает 0,055%, по эта прозрачность не достигается в известном стекле, если содержание окиси железа пе превышает 0,025% или окись титана, не превышает от 0.,1 до 0.,2%.

Борная кислота, обьвкновегггго применяемая как материал для смеси, без обработщ непрогопгга, для стекол ультра.фгголетоной передачи, ю надлеакапге восстанавливая железо в тш:Ог нгатерггагге быжи ггзготовлены простые боро-окпсные стекла. и боратньге стекла,. содержащие до 30% соды, и прозрачные 1ля волн g.IIIHîé в 217

МГГЛЛИ1ГГГГ РОНОГ.

Плавленный кварц, который давно известен lf3il; обладагощгпг в высокой сте,пени ультра-фиолетовой передачей трудно гглавок и соответственно дорог. Прибавлегпге едких щелочей д,тя уменьшения ого температуры плавления протггводействует его ультра-фиолетовой передаче, так как ще,точи сами поглощают ультра-фиолетовые. Наоборот, как показано вышеприведеппыми прггиерамгг, стекла,, содержащие щелочи могут быть сделаны прозрачнымн для ультра.-фиолетовых, и прозрачность плавленного кварца первоначально объяснялась фактом, что он сплавлялся прп высокой температуре, обьпсновеп в графитовых формах. Эти условия обыкновенно благоприятны во всех стеклах для восстановлег|ия того железа., которое может присутствЪать в сыро» материале в состоянии гакисгг железа.

Из цифр,,раже пргведенных можно видеть, что окись железа менее способствует ггерегаче длгги, близюггх к. 30 зьпллимикронов и титан для передачи более коротких

jt,òlfí. Если обе, окись железа и окись титана препяшствуют в том я е стекле, максмзгуог допусгсаемого процеггтггого содержания., обозначенный выше, для каждого из этих загрязненчгйг отдельгго должен быть соответственно q»elll,lllell в целях получеиич той же передачи.

Предмет патента.

1. Сносоо получешгя стекла, прозрачного для ультра-фиолетовых лучей, кото,рое при тол1цпне в 4 лл, пропускает световые волны короче. чем 300 миллимикронов. отличающийся тем, что с целью обезврежения железных и тптаггггстьгх приме.— сей, как одной пз причин ультра;фиотетовой ггепрозрачггостп, плавку шихты производят в резко восстановительных условиях, например, с пропусканием в рас,плавленную массу водорода. для уменьшения содержания жечезных окислоов до возможно крайних пределов, предпочтительно меньшего чегм 0,055%, с последующей обработкой и плавкой материала в неокислительных условиях в вместгглпцах илп тиглях, свободных от окисей железа или титана.

2. Прием выполнения означгппгого в п. 1 способа. специально для получения фосфатного, и фосфато-ка1ьггггеваго стекла, отличающийся nylmelfelflfelf в качестве восстановительного агента. сахара или порошкообраэпого карборуггда. р;Ггвауявтельгго освобожденного от содержания железа.

Тии. «Коминтерн» Центриздата Народов СССР. Ленинград, Красная, 1.