Свойства и разработка новых оптических стекол - Царевский Е.Н.
Скачать (прямая ссылка):
2. Генрих М. С., Игнатьева J1. И. Диаграммы стеклообразования некоторых боратных систем.—«Труды ГОИ», 1963, т. 31, вып. 160, с. 153—166.
3. Гуткина Н. Г. и др. Стеклообразование, фазовые равновесия и свойства стекол в двойных и тройных германатных системах. — Тезисы докладов Всесоюзного совещания «Исследования стеклообразных систем и синтез новых стекол на их основе». Минск, 1971, с. 21—25.
4. Кракау К- А. Влияние добавки двуокиси германия на оптические свойства стекла.—ОМП, 1939, № 4, с. 15—17.
5. Полухин В. Н. Новые кадмиевые, германиевые и таллиевые оптические стекла. — В кн.: Стеклообразные системы и новые стекла на их основе. М., 1971, с. 172—177.
В. Д. Халилев ФТОРФОСФАТНЫЕ СТЕКЛА
К настоящему времени уже вошли в технику два семейства несиликатных фторсодержащих стекол — фторфосфатные и фтор-бериллатные. Их техническая ценность определяется рядом уникальных свойств, обусловленных присутствием в их составе больших концентраций фтора. Среди таких свойств следует отметить:
62
1) широкий интервал спектральной прозрачности (160—5000 нм для фторбериллатных и 240—4000 нм для фторфосфатных стекол);
2) минимальную дисперсию (v = 70100) при особых значениях относительных частных дисперсий, что делает фторсодержащие стекла перспективными для создания апохроматов;
3) особые спектроскопические свойства, делающие такие стекла интересными для разработки новых типов активных элементов ОКГ;
4) повышенную химическую устойчивость к действию фторсодержащих реагентов.
Фторбериллатные, фторфосфатные и другие фтор содержащие стекла представляют особый интерес для исследования природы стеклообразного состояния, так как структурно-химически отличаются от чистокислородных стекол.
Константин Сергеевич Евстропьев уделял серьезное внимание развитию работ в области химии и технологии фторсодержащих стекол и являлся идейным вдохновителем этих исследований до последних дней своей деятельности на посту заведующего кафедрой технологии стекла и ситаллов ЛТИ им. Ленсовета. В разработке этой проблемы участвовали В. Д. Халилев, Г. П. Николина, В. А. Бырдина, М. П. Петровская, Т. М. Розанова, Р. А. Лейд-торп, Б. А. Борисов, В. С. Шашкин, Б. Г. Федорушков, Л. А. Голубцов. На базе работ ЛТИ по исследованию фторсодержащих стекол было подготовлено 10 кандидатских и 2 докторские диссертации.
Ниже дается краткий обзор работ кафедры в данной области.
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ СИНТЕЗА ФТОРБЕРИЛЛАТНЫХ И ФТОРФОСФАТНЫХ СТЕКОЛ
Необходимыми предпосылками исследования фтор содержащих стекол явились: разработка оптимальных рецептур шихты для варки высокопрозрачных стекол; изучение химических взаимодействий в шихтах, летучести их компонентов в процессе стекло-образования, а также оценка влияния атмосферы печи, материала варочного сосуда и других технологических факторов.
Летучесть расплавов простых фторфосфатных систем. Шихта для варки фторфосфатных стекол. Значительные потери при стеклообразовании за счет высокой летучести фторидных расплавов, уже отмечавшиеся в литературе, осложняли получение в лабораторных опытах стекол с воспроизводимыми свойствами. Опытами по варке * стекол системы Ва(РОэ)2—RFX (где R—А1, Mg, Са, Sr, Ва) было установлено [2]:
1) летучесть метафосфата бария незначительна;
* Условия варки были постоянными: тигель из стеклоуглерода, атмосфера аргона, масса стекла 30—40 г, продолжительность варки 1 ч, температура 1200° С.
63
2) добавление любого фторида к Ва (Р03)2 приводит к резкому возрастанию летучести, последовательно усиливающейся в ряду фторидов Ва -> Sr - > Са - * Mg -» А1;
3) основные потери от улетучивания происходят в первый период нагрева шихты, до образования расплава.
ИК-спектроскопичесКие исследования газов, образующихся при варке, показали, что основными летучими продуктами являются фторидные соединения фосфора.
Потери массы расплавов системы Ва (Р03)2—RFV ПРИ содержании фторида составляют*:
Фторид . . . Ba(P03).2 BaF,j SrF2 CaF2 MgF2 A1F3 Потери массы,
%..........1,0 + 0,1 6,3 + 0,2 8,5+0,2 10,5+0,2 10,9+0,2 11,0 + 0,2
При рассмотрении взаимодействия фторидов магния, кальция, стронция и бария с метафосфатом алюминия было сделано предположение, что в указанных системах распад метафосфата алюминия в присутствии BaF2 сопровождается образованием моно-фторфосфат-аниона [3, с. 262—264]. На возможность образования монофторфосфатов в системах RP03—RF и R(P03)2—RF2, где R представляют собой крупные катионы, например Na+, К+, Ba2f, Pb2f уже прежде указывали другие авторы [10, с.124—130], которые подчеркивали устойчивость таких соединений. Однако одновременно имеет место термическая диссоциация метафосфатов с возможным переходов в пирофосфаты и взаимодействием Р205 с RF2 и образованием летучих POF3 и PF5 по схеме:
1) Ва (Р03)2 + RF2 ^ BaR (P03F)3;
2) 2Ва (Р03)2 - Ва2Р207 + Р205;
3) РА + 3RF2 -> 2POF3^ + 3RO;
4) Р205 + 5RF2 2PFf + 5RO.
Из рис. 1 можно видеть, что полоса поглощения 1035 см-1, соответствующая PF5, для системы с MgF2 проявляется сильнее, чем для других систем (полосы поглощения 740 и 480 см"1 обусловлены продуктами взаимодействия газа с КВч — материалом окна кюветы спектрографа 4—5.
