Застосування танталатів рідкісноземельних елементів як матеріалу для оптичних покриттів

Застосування танталатів рідкісноземельних елементів формули RTaО4, де R = La, Nd, Sm, Gd, Ho, Lu, Sc, як матеріалу для оптичних покриттів. (19) (21) u200508146 (22) 19.08.2005 (24) 15.02.2006 (46) 15.02.2006, Бюл. № 2, 2006 р. (72) Школьнікова Тамара Михайлівна, Зінченко Віктор Федосійович, Садковська Людмила Василівна 3 12614 4 Але цей матеріал не забезпечує досягнення 120°С; далі шихту розтирали зі спиртом та прожазаявленого технічного результату з таких причин: рювали на повітрі при 1100°С протягом 4-х годин. - обмеженість області прозорості (0,3-10мкм), Потім шихту повторно розтирали зі спиртом та - важко одержати плівки стехіометричного таблетували. Готові таблетки відпалювали при складу, 1500 С протягом 4-х годин на повітрі. Склад одер- при товщині плівки 1мкм і більше довгохвижаних матеріалів контролювали методами хімічнольова межа пропускання стає меншою за 10мкм, го та рентгенофазового аналізів. Всі матеріали є - показник заломлення є нестабільним, ортотанталатами загальної формули RTaO4, де - неоднорідність оптичних параметрів плівок у R=La, Nd, Sm, Gd, Ho, Lu, Sc. Їх структура та власшарі та не відтворюваність їх від шару до шару, тивості наведені у таблиці 1. погана відтворюваність оптикоПриклад 1. експлуатаційних характеристик тонкоплівкових Одержали 100г оптичного матеріалу формули покриттів, LaTaО4. Для цього 232мл LaCl2 з концентрацією за - великі втрати на поглинання, La2O3=183,27г/л злили з 133,2мл ТаСl5 з концент- великі втрати на світлорозсіювання, рацією за Та2O5=432г/л, розвели дистильованою - низька стійкість до термоудару, водою до 5л, ретельно перемішали. До одержано- низька стійкість до дії He-Ne плазми, го розчину при перемішуванні додали 25%-ий вод- плівки з Та2O5 є перспективними для викориний розчин амоніаку до рН 9. Одержаний осад стання в області спектру 0,4-0,5мкм як шари з виперемішували протягом 1 години. Потім осад відссоким показником заломлення. При довжині хвилі тоювали протягом 24-х годин для кращого формупонад 1,5мкм ці матеріали у інтерференційних вання і перевіряли на повноту осадження. Відстопокриттях практично не використовуються. яний осад фільтрували на нутч-фільтрі і В основу корисної моделі поставлено задачу промивали дистильованою водою для видалення створити матеріал для оптичних покриттів, які іонів NE4+ і Сl-. Осад висушували при 120 С, роззнайдуть застосування в оптико-механічній, оптотирали зі спиртом і прожарювали при 1100°С 4 електронній та інших галузях промисловості. години; прожарену шихту перетирали повторно зі Поставлена задача вирішена використанням спиртом і таблетували. Таблетки прожарювали танталатів рідкісноземельних елементів формули при 150°С протягом 4-х годин. Отриманий матеріRTaO4, де R=La, Nd, Sm, Gd, Ho, Lu, Sc в якості ал представляє собою сполуку LaTaO4. матеріалу для оптичних покриттів. Приклади 2-4 ілюструють одержання танталаСполуки типу RTaO4 є відомими для систем тів з різними R. Дані наведені в таблиці №1. R2О3-Та2О5. Їх фізико-хімічні властивості наведені Одержані плівкоутворювальні матеріали виков різних джерелах науково-технічної інформації ристовували для одержання оптичних покриттів [див., наприклад. Портной К.И., Тимофеева Н.И. різного призначення. Нанесення покриттів здійсКислородные соединения редкоземельных элеменювали на установці А 700 виробництва фірми нтов. Справочник. М.: "МЕТАЛЛУРГИЯ". - 1986. Leybold-Heraeus або на установці ВАК 710 виробС.267-281]. Як відомо, системи R2О3-Та2О5 утвоництва фірми Balzers методом ЕПВ (електроннорюють сполуки декількох типів, наприклад, променевого випаровування) при наступних умоR3ТаО7, RTaO4, RТа3O9, RTa7O19 тощо. Але нами вах. Підкладки були нагріті до температури 200°С; виявлено, що саме сполуки формули RTaO4 дають матеріалом підкладок слугувало кварцеве скло найкращі показники при використанні їх як матеріабо скло К-8 (пластини діаметром 20мм, завтовшалів для оптичних покриттів. Це можна пояснити ки 2мм). Попередньо їх було оброблено методом тим, що в сполуках формули RTaO4 відбувається глибокого полірування з 2-х боків до високого кланайсильніша стабілізація валентних станів металів су чистоти (не менш як 2-го класу). Умови випаро(Sc-Ta, La-Ta, Lu-Ta тощо). Це, в свою чергу, призвування наведені у таблиці №2. водить до зміцнення зв'язків Ме-O і, як наслідок, Контроль оптичних параметрів покриттів просприяє покращенню технологічних показників, таводили на спектрофотометрі UV-5270 виробництких як механічна міцність, кліматична стійкість, ва фірми Beckmann. Результати наведені в таблипідвищена адгезія, а також оптичних параметрів. ці №3. Перевірка експлуатаційних властивостей Заявлені танталати рідкісноземельних елеменового матеріалу проводилася шляхом виготовнтів формули RTaO4 синтезовано методом спільлення багатошарового дзеркала. Дзеркало відпоного осадження з хлоридних розчинів RCl3 і ТаСl5. відає 0 групі механічної міцності та тривалої дії В якості осаджувача використовували 25%-ий воциклічної зміни температур від -50 С до +70°С при дний розчин амоніаку. Осад фільтрували, відмивологості 98%, добре витримує дію He-Ne плазми. вали від іонів NH4+, Сl- та піддавали сушці при Таблиця 1 Структура та властивості заявлених матеріалів Склад матеріалу Структура за даними РФА Межі області прозорості, мкм 1 ScTaО4 LaTaО4 NdTaО4 Моноклінна, ізоструктурна до вольфраміту Моноклінна, не ізоструктурна до фергусоніту Моноклінна, типу фергусоніту 0,245 2 11,2 11,2 5 12614 6 Продовження таблиці 1 Моноклінна, типу фергусоніту Моноклінна, типу фергусоніту Моноклінна, типу фергусоніту Моноклінна, типу фергусоніту SmTaО4 GdTaО4 HoTaО4 LuTaО4 0,244 0,247 0,266 11,1 11,1 11,1 Таблиця 2 Умови випаровування матеріалів у вакуумній камері №№ прикладів 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Танталат РЗЕ LaTaО4 NdTaО4 SmTaО4 GdTaО4 HoTaО4 LuTaО4 ScTaО4 Сила струму електронного променя, мА 80-200 170-230 120-160 120-160 140-180 120-180 170-230 Час випаровування, хв. Примітка ~30 ~15 ~17 ~24 ~17 ~18 ~15 p=2 10-3Пa Таблиця 3 Оптичні параметри тонкоплівкових покриттів з матеріалів при різних довжинах хвиль №№ прикладів Танталат в РЗЕ 1 LaTaО4 2 NdTaО4 3 SmTaО4 4 GdTaО4 5 НоТаО4 6 LuTaО4 7 ScTaО4 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков n 0,643 0,442 0,344 0,290 0,499 0,385 0,319 0,542 0,415 0,343 0,298 0,580 0,444 0,366 0,314 0,626 0,477 0,391 0,337 0,301 0,594 0,408 0,324 0,530 0,410 0,341 2,0 2,07 2,09 2,25 2,03 2,05 2,11 2,02 2,07 2,12 2,25 2,04 2,05 2,14 2,23 2,07 2,09 2,12 2,18 2,39 2,1 2,17 2,21 2.09 2,15 2,23 Підписне Коефіцієнт поглинання, (k 104) 23,2 23,3 40,8 49,1 19,8 19,8 26,8 8,2 6,2 10,9 13,4 29,4 57,7 61,7 71,0 33,9 86,4 99,0 105,2 117,2 53,0 54,0 53,5 98,6 142,7 136,7 Товщина плівки (d), мкм 0,32 0,31 0,32 0,32 0,36 0,37 0,37 0,4 0,4 0,4 0,39 0,42 0,43 0,42 0,42 0,45 0,45 0,45 ...... ...... 0,28 0,28 0,28 0,47 0,38 0,38 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601