Фотохромное стекло
Использование: для изготовления светофильтров с переменным светопропусканием для защиты от излучений различного типа. Сущность изобретения: фотохромное стекло содержит, мас. %: оксид кремния 48,45 - 55,09 БФ SiO2; оксид бора 20,42 - 26,0 БФ B2O3; оксид алюминия 0,2 - 3,0 БФ Al2O3; оксид натрия 8,0 - 9,8 БФ Na2O; оксид калия 0,5 - 5,0 БФ K2O; оксид меди 0,62 - 1,19 БФ СuО; хлор 0,87 - 1,67 БФ Cl; фтор 0,49 - 1,0 БФ F; оксид сурьмы 0,1 - 1,0 БФ Sb2O3, оксид циркония 0,2 - 5,90 БФ ZrO2; оксид фосфора 0,54 - 1,0 БФ P2O5; оксид олова 3,0 - 7,0 БФ SnO2; оксид серебра 0,01 - 0,05 БФ Ag2O. Оптическая плотность стекол в конце импульса через 1000 мс - 1,06, через 150 мс - 0,57, пропускание образца после 90 с активации на ИФС-3 - 37 %. 3 табл.
Изобретение относится к получению галоидомедных фотохромных стекол, обладающих высокой светочувствительностью и большой скоростью термического обесцвечивания при воздействии как импульсного, так и стационарного (солнечного) излучений. Эти стекла могут быть использованы для изготовления светофильтров с переменным светопропусканием для защиты от излучений различного типа.
В настоящее время для защиты от импульсного излучения используются галоидосеребряные фотохромные стекла [1] Известно галоидосеребряное фотохромное стекло [2] включающее, мас. SiO2 46 76 B2О3 4 28 R2O 2 25 Al2O3 4 26 F 0,5 1,4 Cl, Br 0,6 CuO 0,05 0,18 Ag 0,7, где R2O- сумма оксидов щелочных металлов. Тонкий слой фотохромного стекла (0,7 мм) имеет следующие характеристики: пропускание в исходном состоянии То 90 95 пропускание через 600 с УФ-облучения Т600 20 40 время просветления стекла до уровня 0,5 Do приблизительно 20-30 с. Однако высокое содержание дорогостоящего и дефицитного серебра (0,7 мас. ) в галоидосеребряных фотохромных стеклах ограничивает возможности их широкого промышленного выпуска. Наиболее близким к изобретению является галоидомедное фотохромное стекло [3] включающее, мас. SiO2 46 60 B2O3 21 26Al2O3 0,1 3
Na2O 8 12
CuO 0,5 1,2
Cl 0,9-1,7
F 0,4 1,5
Sb2O3 1 5
ZrO2 0,1 7
P2O5 0,3 1,2
Ag2O 0,005 0,1
SnO2 0,1 2
Стекло имеет следующие характеристики в стационарных условиях обличения: исходное пропускание То 72 пропускание образца через 90 с активации на установке ИФС-3 Т90 37 пропускание образца после 90 с релаксации Т'90 50
Указанные галоидомедные фотохромные стекла в условиях стационарного облучения достаточно быстро темнеют (за 90 с активации от Тo 72 до Т90 37), однако, скорость термической релаксации их недостаточно высока. Кроме того, указанные стекла не могут быть использованы для работы в импульсном режиме облучения по причине их низких релаксационных свойств. Задача настоящего изобретения получение быстродействующих галоидомедных фотохромных стекол, обладающих высокой светочувствительностью и большой скоростью термического обесцвечивания при воздействии как импульсного, так и стационарного излучений. Задача достигается тем, что фотохромное стекло, включающее SiO2, B2O3, Al2O3, Na2O, ZrO2, F, Cl, P2O5, CuO, Ag2O, SnO2, Sb2O3, отличается тем, что оно дополнительно содержит K2O в пределах 0,5 5 мас. а компоненты SnO2 и Sb2O3 содержатся в следующем соотношении, мас. SnO2 3 7
Sb2O3 0,1 1
Дополнительное содержание в указанных стеклах K2O в количестве 0,5 5 мас. уменьшение содержания Sb2O3 до 0,1 1 мас. увеличение содержания SnO2 до 3 7 мас. в совокупности влияют на процессы выделения и роста светочувствительной фазы, а также на снижение активационного барьера процесса релаксации. Это позволяет реализовать в данных галоидомедных фотохромных стеклах наряду с высокими значениями степени потемнения большие скорости термического обесцвечивания при воздействии на стекло как импульсного, так и стационарного излучений. Сравнительный анализ данных, полученных на стеклах, относящихся к изобретению и прототипы (табл. 1) позволяет заключить, что в условиях импульсного облучения величина параметра t улучшается в 10 раз (от 100 до 10 с) при сохранении остальных характеристик на одинаковом уровне. Таким образом, релаксационные свойства предлагаемого стекла (параметр t) на порядок выше, чем у прототипа. Предлагаемое изобретение позволяет получить галоидомедные фотохромные стекла, обладающие высокой чувствительностью к импульсному излучению, большими величинами скоростей термического обесцвечивания при сохранении фотохромных характеристик при стационарном облучении. Толщина образцов соответствовала 6 мм. Сравнительный анализ составов предлагаемого стекла и прототипа показывает, что предлагаемый состав отличается тем, что дополнительно содержит K2O в количестве 0,5 5 мас. содержание Sb2O3 соответствует 0,1 1 мас. SnO2 3 7 мас. Галоидомедные фотохромные стекла с указанным содержанием K2O при данном соотношении Sb2O3 и SnO2 не известны из уровня техники. Таким образом, предлагаемый состав галоидомедного фотохромного стекла соответствует критерию "новизна". Решение технической задачи с предлагаемым изобретением отличительными признаками не следует явным образом из соответствующего уровня техники, что соответствует требованиям критерия "изобретательского уровня". Предлагаемое галоидомедное фотохромное стекло может быть изготовлено с использованием известных материалов и технологии, поэтому оно соответствует критерию "промышленная применимость". Стекла варят из обычных шихтных материалов марки "хч" при 1400 - 1450oC в течение 3 ч. Для придания им фотохромных свойств стекла подвергают дополнительной термической обработке в течение 2 48 ч в интервале температур 530 640oС. В табл. 2 приведены составы предлагаемых стекол. В табл. 3 приведены свойства образцов, полученных согласно предлагаемому изобретению. Толщина образцов соответствует 6 мм. Предлагаемые стекла могут быть использованы для изготовления светофильтров с переменным пропусканием для защиты от излучений различного типа. ЛИТЕРАТУРА. 1. Барачевский В.А. Лашков Г.И. Цехомский В.А. Фотохромизм и его применение. М. Химия, 1977, с.162. 2. Патент США N 3656923, кл.65 30, 1976. 3. Патент России N 1838260, 1991. ТТТ1
Формула изобретения
B2O3 20,42 26,0
Al2O3 0,2 3,0
Na2O 8,0 9,8
CuO 0,62 1,19
Cl 0,87 1,67
F 0,49 1,0
Sb2O3 0,1 1,0
ZrO2 0,2 5,90
P2O5 0,54 1,0
SnO2 3,0 7,0
Ag2O 0,01 0,05
K2O 0,5 5,0
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3