Патент на изобретение №2249567
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ТЕЛЛУРГАЛОГЕНИДНОЕ СТЕКЛО
(57) Реферат:
Изобретение относится к теллургалогенидным стеклам, прозрачным в инфракрасной области спектра. Технической задачей изобретения является расширение области пропускания в ИК-диапазоне длин волн, повышение термической устойчивости, уменьшение коэффициента термического расширения стекла. Стекло включает Те, I, Cu при следующем соотношении компонентов, мол.%: Те 33-80, Cu 10-35, I 5-50. Стекло прозрачно в области длин волн от 2-25 мкм, имеет температуру размягчения 385-435К и коэффициент объемного термического расширения (90-56)10-6К-1. Предлагаемые составы стекол могут быть использованы как волноводные и регистрирующие среды для записи, обработки и передачи информации. 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к оптике, а именно к оптическим материалам, прозрачным в инфракрасной области спектра, и может быть использовано для изготовления элементов оптических систем. В современной ИК-оптике для изготовления деталей оптически связанных систем применяются согласованные по коэффициенту термического расширения, диапазону прозрачности с материалом источника и приемника излучения передающие и иммерсионные среды с высоким показателем преломления на основе теллургалогенидных стекол. Известные в настоящее время теллургалогенидные стекла имеют незначительные области пропускания в ИК-диапазоне длин волн и большой коэффициент объемного термического расширения, что ограничивает их практическое использование. Известно теллургалогенидное стекло [Игнатюк В., Ставнистый Н.Н., Минаев Е.Н. Стеклообразование и параметры ближнего порядка в системе I-Те – Структура, физико-химические свойства и применение некристаллических полупроводников. Кишинев, 1980. С.117-118], прозрачное в инфракрасной области спектра, содержащее Те и I при следующем соотношении компонентов, мол.%: Те 45-60 I 40-55 Стекло имеет большую область прозрачности (1-20 мкм) в ИК-диапазоне длин волн. Однако коэффициент объемного термического расширения стекла велик ( Стекло гигроскопично, медленно разрушается в воде и на воздухе. Известно теллургалогенидное стекло, прозрачное в ИК-области спектра, устойчивое к действию кислорода и влаги воздуха, содержащее S, Те и I при следующем соотношении компонентов, мол.%: Те 45-60 I 40-55 S 0-15 выбранное нами за прототип [Zhang Х.Н., Fonteneau G., Lucas J. Tellurium halide glasses. New materials for transmission in the 8-12 К существенным недостаткам этого стекла следует отнести относительно незначительную область пропускания (1-13 мкм) в ИК-диапазоне длин волн, высокий коэффициент объемного термического расширения, Задачей изобретения является расширение области пропускания в ИК-диапазоне длин волн, уменьшение коэффициента объемного термического расширения и повышение термической устойчивости стекла. Поставленная цель достигается тем, что теллургалогенидное стекло, включающее Те и I, дополнительно содержит Сu при следующем соотношении компонентов, мол.%: Те 33-80 Сu 10-35 I 5-50 Выбранное соотношение компонентов ограничено областью стеклообразования в системе Cu-Te-I. При концентрации теллура меньше 33 и больше 80 мол.%, йода меньше 5 и больше 50 мол.% и меди меньше 10 и больше 35 мол.% в стекле появляются зародыши кристаллической фазы, нарушается его однородность и уменьшается прозрачность в инфракрасном диапазоне частот. Введение в состав стекла Сu в указанных количествах при заданном соотношении Те и I приводит к трехкомпонентному взаимодействию с образованием устойчивых стеклообразующих соединений, увеличению содержания в стекле тяжелых элементов, которое приводит к значительному сдвигу края поглощения в длинноволновую область (чертеж). При концентрации меди меньше 10 мол.% происходит снижение термической устойчивости и увеличение коэффициента термического расширения (см. таблицу). При концентрации меди больше 35 мол.% в стекле появляются зародыши кристаллической фазы. Трехкомпонентное взаимодействие с образованием в стекле устойчивых группировок атомов состава химических соединений CuTeI и СиТе2I приводит к увеличению жесткости стеклообразуюшего каркаса, уменьшению ангармоничности колебаний атомов и, как следствие, уменьшению коэффициента объемного термического расширения стекла (таблица). Таким образом, в результате введения в состав стекла 10-35 мол.% Сu при содержании 33-80 мол.% Те и 5-50 мол.% I образуется новое термически устойчивое стекло с широкой областью пропускания, низким коэффициентом термического расширения и более высокой температурой размягчения. Навески компонентов шихты загружали в реакционную камеру, вакуумировали, герметизировали, помещали в печь и нагревали до 800-850°С с последующим охлаждением в выключенной печи. Составы некоторых стекол и их свойства представлены в таблице. Контроль над качеством стекла осуществляли методом дифференциально-термического и рентгенофазового анализов. ИК-спектры пропускания снимали на спектрофотометре UR-20. Коэффициент объемного термического расширения измеряли на устройстве [A.C. № 987487, кл. G 01 N 25/16, 1983]. Как видно из таблицы, предлагаемое стекло обладает меньшим коэффициентом объемного термического расширения, большим диапазоном пропускания и более высокой термической устойчивостью за счет повышения температуры размягчения.
Формула изобретения
Теллургалогенидное стекло, включающее Те и I, отличающееся тем, что дополнительно содержит Сu при следующем соотношении компонентов, мол.%: Те 33-80 Сu 10-35 I 5-50
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 16.07.2009
Извещение опубликовано: 27.11.2010 БИ: 33/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
v=97×10-6К-1). Кроме того, из-за низкой температуры размягчения стекло неустойчиво и при незначительном нагревании кристаллизуется.
