Термостійке скло

Изобретение относится к области стеклоделия и может быть использовано при изготовлении бесцветных термостойких светотехнических изделий (оболочек ламп накаливания, линз френеля, колпаков). Заявляемое изобретение может быть также применено при производстве крупногабаритных изделий, работающих в условия х резких перепадов окружающей среды, - стекол для указателей уровня жидкости и смотровых стекол для высокотемпературных установок. Известно термостойкое стекло, включающее (1), мас.%: SlO2 74,0-79,0; В2O3 6,0-12.0; Аl2О3 0.1-6.0; Na2O + K2O 4.0 - 8 ,0; CaO + MgO + SrO 3.0 - 7.0; F 0,3-2,0: Sb 2 O3 0.5-3,0. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является термостойкое стекло (2), включающее, мас.%: SlO2 74.0-78.0; В2O3 11,0-15,0 Аl2О 3 2,0-4,0 ВаО 0,5-2,5 CaO 0.2-1,5 MgO 0,5-5.0 F 0,3-1.0 Сl 0,1-0,5 ZnO 1.1-5.0 Аs 2Оз 0,2-1,0 ZrO2 0,1-3,0 Na2O 1,0-5,0 K2O 0.5-2.0 LI2O 0.1-1.5. Составы стекол (1, 2) используются для изготовления защитных приспособлений различных световых приборов от внешних температурных и механических воздействий. В качестве источников освещения в этих приборах используются, как правило, электрические вольфрамовые лампы накаливания, имеющие максимальную светоотдачу в видимой и инфракрасной областях спектра. Вместе с тем, высокая светопрозрачность стекол составов (1, 2) в ультрафиолетовой области спектра (до 88%) существенно снижает эффективность применения ламп накаливания в качестве источников освещения. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка состава термостойкого стекла, обеспечивающего повышение эффективности его применения в световых приборах за счет снижения светопропускания в ультрафиолетовой части спектра, повышения фотоселективности и светопрозрачности в видимой и ближней инфракрасной областях спектра путем смещения края полосы поглощения в длинноволновую область спектра. Поставленная задача решается тем, что в состав секла, включающий оксиды кремния, бора, алюминия, бария, кальция, магния, цинка, натрия, калия, а также соединения хлора, согласно изобретению дополнительно вводят оксиды церия, олова, железа и серы при следующем соотношении компонентов, мас.%: SlO2 73.44-76,41; В2O3 11.0-18,0; Аl2 О3 1.40-3,23; СаО 0,09-0,50; MgO 0.05 – 0,50; ZnO 0,01-0,05; Na2O 3,96-8,01; K2O 1,12-2.06; Сl 0,07 – 0,15; СеО2 0,05-0.35; SnO 0,02-0.20; Fе2О3 0,02-0.04; SOa 0.04-0,24. Введение в состав в комплексе указанных оксидов позволяет сместить край полосы поглощения в сторону более длинных волн, снизить прозрачность в ультрафиолетовой области спектра, увеличить светопрозрачность в видимой и ближней инфракрасной областях, тем самым улучшить фо тоселективность заявляемых составов. Кроме того, приведенные добавки в указанных концентрациях, вводимые совместно, способствуют улучшению осветления стекломассы, снижают ее кристаллизационные характеристики. В заявляемом составе полностью отсутствуют токсичные соединения фтора, мышьяка, лития, а также оксид циркония, что положительно влияет на экологию. Для экспериментальной проверки заявляемого стекла был подготовлен ряд конкретных составов стекол (табл.1). В качестве сырьевых материалов для приготовления шихт использованы: песок кварцевый, борная кислота, глинозем, барий, углекислый газ, доломит, сода, мел. белила цинковые, соль поваренная, оксид церия, оксид олова. Компоненты шихты смешивали в лопастном смесителе в течение 0.5 часа. Синтез стекол проводили в периодической ванной печи прямого нагрева при температуре 1550-1580°С. Среду в печи поддерживали слабоокислительную (СO2 5-9 об.%, O2 - до 3,5 об.%). Стекла хорошо проваривались и осветлялись. Выработку изделий осуществляли методом прессования на ручном и полуавтоматическом прессах при температуре 1340-1460°С Температура верхнего предела кристаллизации стекол находится в пределах 1320-1350°С, безопасный интервал формования составляет 20-100°С. Термостойкость стекол находится в пределах 240-260°С. Отжиг изделий проводили .в электрических печах при температуре 460-520°С в течение 1-2 часов. Физико-химические характеристики стекол заявляемого состава а также аналогичные свойства составов прототипа приведены в таблице 2. Как видно из приведенных таблиц, полученные стекла имеют ряд преимуществ по сравнению с известными составами. Они обладают повышенной фотоселективностью в видимой и инфракрасной областях спектра. что позволит повысить световую отдачу источников света, применяемых в световых приборах. Отсутствие в составах оксидов лития и соединений фтора понижает агрессивность расплава по отношению к огнеупорам ванной печи, способствует продлению срока эксплуатации печи. Дополнительным преимуществом является отсутствие в состава х стекол 'токсических соединений фтора и мышьяка, что позволяет решить комплекс проблем, связанных с о храной окружающей среды.