Фотохромне скло

Изобретение относится к области производства фотохромных стекол. Подобные стекла могут быть использованы для создания очковых солнцезащитных линз, для создания светофильтров, используемых для защиты глаз при проведении сварочных работ, а также как- среда для записи и хранения информации. Известны фотохромные стекла, активированные кристаллами галоидной меди - эти стекла содержат в своем составе: SiO2, В 2О3 . AI 2O 3, Na2O, SnO 2, CuO и галогены. Известно техническое решение по авт.св. СССР №1586077. Кроме вышеуказанных компонентов, в рецептуре стекла содержится KJ, повышающий светочувствительность фотохромного стекла на несколько процентов. Однако отсутствие в этом стекле Аg2О является причиной все-таки сравнительно низкой светочувствительности, что ограничивает возможности использования этого стекла в очковой оптике, а также для решения других прикладных задач. Наиболее близким данному изобретению по технической сущности являются составы стекол, приведенных в патентах США №4076544 кл. 106-47, №4222781, кл. 106-47. В патенте США №4222781 дан состав фотохромного стекла, активированного кристаллами галоидной меди и содержащий SiO2, В2О 3, AI2O3, Na 2O, SnO2 , CuO, галогены и дополнительно для увеличения светочувствительности введены окислы вольфрама и молибдена. Однако светочувствительность возросла незначительно и сильно уступает све точувствительности серебросодержащих стекол. В патенте США №4076544 для увеличения светочувствительности фотохромных стекол, активированных кристаллами СuСІ2. CdCl2. использовано серебро в количестве 0,03-0,7 мас.%. При этом прежде всего необходимо отметить, что соотношение CuO/ Аg 2О в этих стеклах равно или значительно меньше 1, так как заявленное содержание Аg2О лежит в пределах 0,03-0,07. Следовательно, такие стекла правильнее рассматривать как стекла, активированные кристаллами галоидного серебра. Известно, что использование малых концентраций Аg2О в фо тохромных стеклах, активированных фазой СuСІ2/СdCl2, приводит к эффекту десенсибилизации. В основу изобретения поставлена задача увеличения светочувствительности фотохромного стекла путем введения в стекло, содержащее SiO2, В2О 3з, AI2 O3, Na2 O, Sb2O 3, CuO, F, Cl, дополнительно ZrO2, P2 O5, SnO 2, и сенсибилизатора Аg2О при следующем соотношении вводимых компонентов, мас.%: SiO2 46-60; В2О3 21-26; AI 2O 3 0,1-3; Na2O 8-12; CuO 0,5-1.2; СІ 0,9-1,7; F 0,4-1,5; Sb2O3 1-5;ZrO2 0,1-7; P2O5 0,3-1,2;SnO2 0,1-2; Аg2О 0,005-0,1. Меняя зависимость между весовой концентрацией Аg2О и (SnO2+ Sb2O3) при соотношении CuO/ Аg2О равном 10-100, можно получить стекла бесцветные и окрашенные: для получения бесцветных стекол (Sb2O3+SnO2)4,8-70 (Аg2О) при соотношении CuO/ Аg2 О=10-100. Как известно, составы галоидомедных фото хромных стекол содержат мягкие высокотемпературные восстановители, такие как SnO2 и Sb2O3, которые способствуют смещению равновесия вправо, что необходимо для увеличения объемной концентрации фазы СuСІ2, выделяющийся в процессе термической обработки. Однако следует отметить, что серебро в подобных составах восстанавливается до металлического, что приводит к образованию коллоидной окраски (от желтой до ярко-красной) (смотри Варгин В.В. Производство цветного стекла. - М.: Гиэлегпром, 1940). Поэтому при использовании Аg2О в качестве сенсибилизатора галоидомедных фото хромных стекол необходимо регулировать содержание восстановителей в составе стекла. Сравнительно узкие пределы концентрации Аg2О, использованные в данных составах, определяются несколькими причинами: введение Аg2О менее 0,005% фактически не оказывает влияния на светочувствительность галоидомедных фотохромных стекол. При введении более 0,1 мас.% Аg2О суммарное содержание галоидных солей серебра и меди достигает предельного значения, что приводит к спонтанному выделению светочувствительной фазы в процессе отжига стекла, к неоднородности фотохромных свойств и потере исходной прозрачности. Использование в изобретении соотношений СuО/ Аg2О=10-100 объясняется стремлением сохранить в качестве основной светочувствительной фазы кристаллы СuСІ2. Ионы серебра обладают очень большим сродством с ионами галогена, поэтому при уменьшении- предложенного соотношения наблюдается уменьшение пересыщения стекла по СuСІ2 что, в конечном итоге, приводит к потере фотохромных свойств. Только при значительном уменьшении этого соотношения наблюдается рост светочувствительности. Варку стекла проводят при температуре 1400-1500°С в сосудах, изготовленных из кварцевого огнеупора. Варку осуществляют в нейтральных или слабо окислительных условиях, продолжительность варки 4-6 часов, термообработка - наводка заготовок из стекла ведется в интервале температур 550-650°С в течение 0,5-20 часов. Конкретные составы стекол и их свойства приведены в таблице. Фотохромные свойства стекла, приведенные в таблице, измеряются на стандартной установке ИФС-2. Освещенность (нефильтрованным светом ксеноновой лампы) на образце составляет 60000 лк. При этом исходная оптическая плотность колеблется в пределах 0,08-0,25, фотоиндуцированная на 3 минуты облучения оптическая плотность DД3 0,65-1,25, а критерий релаксации для трехминутного интервала Кр 3060%. Дополнительно в таблице приведены относительные характеристики окраски описанных в изобретении стекол. Стекло целесообразно использовать в качестве светофильтров с переменным светопропусканием в оптических приборах, а также для изготовления солнцезащитных очковых линз, в устройства х, предназначенных для защиты глаз при сварочных работах.