SU1089067A1

SU1089067A1 - Method for making high-silica photochrome glass

Info

Publication number: SU1089067A1
Application number: SU833536018A
Authority: SU
Inventors: Надежда Ивановна Ананич; Ирина Павловна Иванова; Ольга Степановна Македонцева; Владимир Федорович Солинов
Original assignee: Предприятие П/Я А-7727
Priority date: 1983-01-07
Filing date: 1983-01-07
Publication date: 1984-04-30

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКРЕМНЕЗЕМНОГО ФОТОХРОМНОГО СТЕКЛА путем пропитки растворами, содержащими ионы хлора и серебра, при 20-100, сушки после каждой пропитки и последующей термообработки до спекани и охлаждени , отличающ.ийс тем, что, с целью увеличени наведенной оптической плотности и снижени расхода серебра, пропитку осуществл ют последовательно 0,050 ,5%-ным раствором CuCl, 0,4-0,5%ным раствором CdCl, 0,1-2,0%-нь1м раствором ApNO, после чего провод т термообработку со скоростью подъема температуры 60-200 0/4 с выдержкой при 100-200 С в течение 1-3 ч и при 350-400&deg;С в течение 1-3 ч, а спекание - при 700-850 С в течение 0,2-4 ч.A METHOD FOR OBTAINING A HIGH-TEMPERATURE PHOTOCHROME GLASS by impregnation with solutions containing chlorine and silver ions at 20-100, drying after each impregnation and subsequent heat treatment prior to sintering and cooling, which, in order to increase the induced optical density and reduce the flow rate, impregnation is carried out successively with a 0.050, 5% CuCl solution, a 0.4-0.5% CdCl solution, a 0.1-2.0% solution of ApNO, after which the heat treatment is carried out at a temperature rise rate of 60-200 0/4 with an exposure at 100-200 C for 1-3 hours and p Pu 350-400 ° C for 1-3 h, and sintering at 700-850 C for 0.2-4 h.

Description

00 со00 with

оabout

OiOi

Изобретение относитс к технологи производства оптических стекол, в частности фотохромных высококремнеземных , измен ющих светопропускание при воздействии УФ-излучени и примен емых в устройствах длительного хранени информации. Известен способ получени фотохромных высококремнеземных стекол путем обработки пористого стекла в расплавах одной или нескольких солей серебра, а также соли щелочного металла . Концентраци ионов серебра в расплаве составл ет более 50 мае 7, В)эдержку в расплаве осуществл ют в течение определенного времени при 200-700 С. После этого стекло обраба тыают в интервале температур 400-800 в течение 40-120 мин. В результате получают стекло с измен ющейс интен сивностью окраски fij . Однако в процессе термообработки при наличии высокой концентрации ионов (50 мас.%) серебра происходит значительное пересыщение микропор/ пропитывающими растворами, что приводит к кристаллизации стекол. Кроме того, обработка пористого стекла в расплаве солей серебра вл етс более дорогосто щей, чем обработка в растворе. Наиболее близок к предлагаемому п технической сущности способ получени высококремнеземного фотохромного сте ла (ФВКС) путем пропитки пористого стекла раствором, содержащим смес солей 5-20% AgNO и 0,5-1,51 Си(N02), при соотношении концентраций : : Cu 5;3, сушки при 20С в тече ние 15 мин, последующей пропитки 430%-ным раствором и термообработки при 950-1050°С (2). Полученные таким способом стекла имеют следуювщ характеристики: коэффициент линейного термического расширени (КЛТР) 5-610 град, коэффициент пропускани до облучени 86-90%, после облучени 10-40% 2. Данна технологи обеспечивает по лучение ФВКС, однако относительно высока концентраци серебра в растворе (5-20%) приводит к технологичес ким потер м и значительному расходу дефицитного сьфь ; высока температу ра термообработки (950-1050 С) приводит к увеличению энергоемкости про цесса; стекла, полученные по этой технологии, имеют добавочную оптичес кую плотность не более 0,5-1,0, что ограничивает их возможности при использовании в системах хранени информации . Цель изобретени - увеличение наведенной оптической плотности и снижение расхода серебра. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени высококремнеземного фотохромного стекла путем пропитки пористого стекла растворами , содержащими ионы хлора и серебра , при 20-100°С, сушки после каждой пропитки, последующей термообработки до спекани и охлаждени , пропитку осуществл ют последовательно 0,050 ,5%-ным раствором CuCl2, 0,4-5,0%ным раствором CdClo,0,1-2,0%-ным раствором AgNO, после чего провод т термообработку со скоростью подъема температуры 60-200 С/ч с выдержкой при 100-200 с в тевение 1-3 ч и при 350-400с в течение 1-3 ч, а спекание - при 700-850с в течение 0,2-4 ч . Введение ионов кадми в светочувствительную фазу и пропитка образцов непосредственно растворами хлоридов металлов позвол ет увеличить степень потемнени полученных ФВКС и снизить скорость их релаксации до нул . Введение ионов хлора через CuClo и CdCl2 исключает вли ние балластных добавок, ухудшающих фотохромные свойства стекол. Пропитывание образцов пористого стекла растворами CuClj, CdCl2, AgNoJ с концентрацией больше, чем 0,5; 5,0 и 2% соответственно нецелесообразно, так как не увеличивает наведенной оптической плотности и может привести к кристаллизации образцов за счет пересыщени матрицы активными компонентами . Использование растворов меньшей концентрации, чем 0, раствор AgNO 0,4%-ный раствор CdCl2 и 0,05%-ный раствор CuClg приводит к ослабленшо или полному исчезновению фотохромного Эффекта. Выбор ступенчатого режима спекани определ етс необходимостью более полного удалени влаги при 100-200 С и разложени соли AgNO при 350-400 С. Спекание при температурах 700850 .С в указанном временном интервале вл етс достаточным дл полного закрыти - пор и обеспечени фотохромныхThe invention relates to technology for producing optical glasses, in particular, high-silica photochromic, which change light transmission when exposed to UV radiation and are used in long-term information storage devices. A known method for producing photochromic high-silica glass by treating porous glass in melts of one or more silver salts, as well as an alkali metal salt. The concentration of silver ions in the melt is more than 50 May 7, B) melt support is carried out for a certain time at 200-700 ° C. Thereafter, the glass is processed in the temperature range 400-800 for 40-120 minutes. The result is a glass with a varying color intensity fij. However, in the process of heat treatment in the presence of a high concentration of ions (50 wt.%) Silver, there is a significant supersaturation of micropores / impregnating solutions, which leads to crystallization of the glasses. In addition, the treatment of porous glass in a molten silver salt is more expensive than treatment in solution. Closest to the proposed technical essence is the method of obtaining high-silica photochromic steels (FVCS) by impregnating porous glass with a solution containing a mixture of 5-20% AgNO and 0.5-1.51 Cu salts (N02), with a concentration ratio: Cu 5 3, drying at 20 ° C for 15 minutes, followed by impregnation with 430% solution and heat treatment at 950-1050 ° С (2). The glasses obtained in this way have the following characteristics: linear thermal expansion coefficient (CTE) 5–610 degrees, transmittance before irradiation 86–90%, after irradiation 10–40% 2. This technology provides PVCEC, but relatively high silver concentration in the solution (5–20%) leads to technological losses and a significant consumption of the deficit; high heat treatment temperature (950-1050 C) leads to an increase in the energy intensity of the process; Glasses obtained by this technology have an additional optical density of not more than 0.5-1.0, which limits their capabilities when used in information storage systems. The purpose of the invention is to increase the induced optical density and reduce silver consumption. The goal is achieved by the fact that according to the method of obtaining high-silica photochromic glass by impregnating porous glass with solutions containing chlorine and silver ions at 20-100 ° C, drying after each impregnation, subsequent heat treatment before sintering and cooling, the impregnation is carried out successively 0.050, 5 % CuCl2 solution, 0.4-5.0% CdClo solution, 0.1-2.0% AgNO solution, after which heat treatment is carried out at a rate of temperature rise of 60-200 C / h with an exposure at 100 -200 s per tevenia 1-3 h and at 350-400s for 1-3 h, and sintering at 70 0-850s for 0.2-4 hours The introduction of cadmium ions into the photosensitive phase and the impregnation of the samples directly with metal chloride solutions allows increasing the degree of darkening of the PWCs obtained and reducing their relaxation rate to zero. The introduction of chlorine ions through CuClo and CdCl2 eliminates the effect of ballast additives that impair the photochromic properties of glasses. Impregnation of porous glass samples with solutions of CuClj, CdCl2, AgNoJ with a concentration of more than 0.5; 5.0 and 2%, respectively, is inexpedient, since it does not increase the induced optical density and can lead to crystallization of samples due to matrix supersaturation with active components. The use of solutions of a lower concentration than 0, AgNO solution 0.4% CdCl2 solution and 0.05% CuClg solution leads to a weakened or complete disappearance of the photochromic effect. The choice of the stepwise sintering mode is determined by the need for more complete removal of moisture at 100–200 ° C and decomposition of the AgNO salt at 350–400 ° C. Sintering at 700850 ° C at a specified time interval is sufficient to completely close the pores and provide photochromic

Claims

METHOD FOR PRODUCING HIGH-SILICA PHOTOCHROME GLASS by impregnation with solutions containing chlorine and silver ions at 20-100, drying after each impregnation and subsequent heat treatment before sintering and cooling, characterized in that, in order to increase the induced optical density and reduce consumption silver, the impregnation is carried out sequentially with a 0.050.5% solution of CuCl ^, a 0.4-0.5% solution of CdCL temperature 60-200 ° С / h with holding at 100-200 ° С for 1-3 hours and at 3 50-400 ° C for 1-3 hours, and sintering at 700-850 ° C for 0.2-4