Способ обесцвечивания природных окрашенных кристаллов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиггРеспублик гг 958509(и) м,кп.С 30 В 33/00 С 30 В 29 Г 34 с присоединением заявки Ио -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 1509.82. Бюллетень Мо 34 Дата опубликования описания 15,09.82(7 тел Революции и ордена Трудового Красного горный институт им. Г.В, Плеханова намени СЦВЕЧИВАНИЯ ПРИРОДНЫХНЫХКРИСТАЛЛОВ 4) СПОСОБОКРАШЕ- устранениесталлов мусковит Изобретение относится к технологии получения оптически прозрачнойслюды мусковита из естественно окрашенных кристаллов и может найти применение в производстве оптическихэлементов приборов в поляризационнойоптике и телевизионной технике.Известен способ обесцвечиванияокрашенных природных кристаллов путемультрафиолетового облучения 1.1),Однако указанный способ связан сультрафиолетовым облучением и невсегда приводит к положительным результатам при облучении кристалловс различной природой оптического поглощения. Так, обработка ультрафиолетом не приводит к улучшению светопропускания кристаллов мусковита.Известен также способ обесцвечивания .окрашенных природных кристал-лов исландского шпата, заключающий:ся в термической обработке на воздухе. Способ включает нагрев кристаллов до 300-350 С и их отжиг навоздухе при этой температуре в тече.ние 10 ч 21,Однако данный способ не позволяет улучшать светопропускание кристал- .лов мусковита, Более того, обработ-.ка по указанному, способу приводит к противоположному результату, т.е. кувеличению интенсивности рубиновойокраски и к увеличению поглощенияв ближней ультрафиолетовой и видимойобластях спектра.Естественные кристаллы мусковитаобычно бывают риродноокрашенными, дляних характерно несобственное поглощение в ультрафиолетовой и видимойобластях спектра, связанное с наличием в кристаллической решетке хими-.ческих элементов примесей (в частности ионов Ге 3+ и Геф 4) и примеснодефектных центров. Примерно 80 15 природных кристаллов мусковита отечественных месторождений имеют рубиновую окраску. При производстве оптических элементов приборов из слюды мусковит, например Фазовых пластинок, линейных поляризаторов подлокек для светофильтров, фотокатодовя люглинесцентных экранов, предпочтительным является использование кристаллов, обладающих максимальной проэ рачностью в различных областяхспектра, так как несобственное пог. лощение увеличивает потери при прохождении света.Цель изобретения30 рубиновой окраски криЯПоставленная цель достигается тем, что согласно способу обесцвечивания природных: окрашенных кристаллов путем нагрева с пв ледуищим изотермическим отжигом на воздухе, нагрев производят до 400-500 С и 5 отжиг ведут в течение 1-22 чП р и м е р. Проводится термическая обработка естественных кристаллов мусковита рубиновой окраски по известному и предлагаемому способам. Для эксперимента подбирают пять природных кристаллов мусковита рубиновой окраски. Выбирают оптически ,однородные кристаллы, т.е. кристаллы, не содержащие трещин, включений, неоднородностей окраски. Из каждого кристалла изготавливают три пластинки одинаковой толщины (0,25 мм), В результате получены три группй по пять кристаллов, по одной пластинке от каждого кристалла. Кристаллы пер- вой группы подвергают. термической обработке по известному способу - с изотермическим отжигОм при 300-350 фС, кристаллы;второй и третьей групп .по предлагаемому способу с изотермическим отжигом при 400 и 500 С, Термическую обработку производят на воздухе в муФельной печи. Средняя сйорость нагрева составляет 9 С в минуту. Для установления временной зависимости процесса на каждой Фиксированной температуре проводят серию последовательных изотермических отжигов общей продолжительностью до25, ч. Для контроля характера изменения светопропускания при термообработке. снимают спектры оптического поглощения кристаллов в исходномсостоянии и после каждогс изотерми. -ческого. отжига. Спектры поглощения 40снимают на спектроФотометре ФирмыВес)аап марки 4 сФа-М-У в интерваледлин волн 300-800 нм.В результате экспериментов устанавливают, что термическая обработ.ка по известному способу, включавшаянагрев до 300-350 фС и изотермический отжиг продолжительностью 1-25 чгприводит к увеличении рубиновой окраски а терминусская обработка, включавшая изотермический отжиг при 400 и 500 ц С, приводи. к устранению рубиновой окраски. Вышесказанное иллюстрируется Фиг, 1, где приведены типичные спектры поглощения: кривая 1 - исходного кристалла 55 рубиновой окраски; кривая- того же кристалла после обработкйпо известному способу; кривая- того же кристалла после обработки по предлагаемому способу. Увеличение оптичес кой плотности в области длин волн 450-800 нм (кривая в результатетерМообработки при 300-350 С способствует увеличению интенсивностй рубиновой окраски, В результате термообработки при 400 и 500 С (кривая )происходит существенное уменьшениеоптической плотности в неширокомдиапазоне длин волн и исчезновениерубиновой окраски. Кроме того, вйявлена зависимость степени уменьшенияинтенсивности рубиновой окраски отпродолжительности изотермическогоотжига. Так, при 400 С процесс ослабления рубиновой окраски до ееисчезновения протекает за 22 ч приОФ500 С обесцвечивание происходит за1 час, В качестве примера на фиг. 2и 3 приведены зависимости измененияоптической плотности (0(Л на длине волны 510 нм от времени иэотедмического отжига (с) в часах. (фиг.2при температуре отжига 400 С, Фиг,3 -при температуре отжига 5(О С),Таким образом, термообработкаприродноокрашенных кристаллов мусковита при температуре изотермическогоотжига 400-500 С и его продолжительности 1 -22 ч соответственно приводитк устранению рубиновой окраски кристаллов и к улучшению их светопропускания в широком диапазоне длин волк,причем установлено, что рубиноваяокраска кристаллов мусковита обусловлена. деФектно-примесными центрами.По-видимому, термообработка кристаллов при 300-350 С способствует обра-.зованию этих центров окраски, увеличению их концентрации, повышение жетемпературы вызывает их разрушенйе.Использование предлагаемого способа позволяет повысить качество природного сырья.Обработанные по этому способу кристаллы приобретают новое положительное качество (значительно более высокую (до 50) прозрачность в видимойи ближней ультрафиолетовой областяхспектра) по сравнению с исходнымикристаллами рубиновой окраски,формула изобретенияСпособ обесцвечивания природныхокрашенных кристаллов путем нагревас последующим изотермическим отжигомна воздухе, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью устранения рубиновой окраски кристаллов мусковита,нагрев производят до 400-500 С иотжиг ведут в течение 1-22 ч.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Козловский В.Х, и др. Исследование природы желтой окраски кристаллов исландского шпата и механизмаих обесдвечивания, Труды ВНИИСИМС,1969, т. Х, с. 118-129.2. Скропышев А.В., Кукуй Л,Л. Исландский шпат. Л., "Недра", 1973,с. 141 (прототип).