Способ получения люминесцирующего стекла

СОВЕТСНИХ ЯО. 3 88 А Х Эаз С ГО СУДЮТ ТВЕНОО ДИДАМ ИЗОБ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯаейй:.сдйси(5 Ц (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛОИРУЮЩЕГО СТЕКЛА, аюючаеций вев жидкий силикат гелеобразова,ванне раствора и деФормацие,чаащийая тем, что, сускоренна и упрощения процессФоризщий осущесталйютВ моменобразования раствора с рй В ду . 56".350 кгс/см при комнатноййЬу туре в течение 5-16 мин.5 е а,и А.И. ВыборовД 1) ФеиФилиал АИ СССРИзобретение относится к технологии изготовления стекла с люминес"цирующими свойствами при низких температурах и давлениях через гелеобразование.5Известен способ изготовлений Флуоресцирующего стекла, согг;сно которо"му 70 ч. порошка %10 с размеромчастиц 70 мкм смешивают с 25 ч. ЙаСОк полученной смеси добавляют 20 ч. по-рошка СаСО с размером частиц 100 мкм,по отношению к 100 ч. всей смеси добавляют 100 ч. сульФида Са, 6 г илиСб и подмешивают .порошок Со . Приго"товленную таким образом шихту нагрева" 15ют до 500-800 фС, 8 результате получаютфлуоресцирующее стекло желтого цвета Г 1,Недостатком известного способа является высокая температуравлияющая 20на стехиометричность, привоаюая к об"разованию зерен, отличающихся по раз"мерам и степени деФектности поверхности, В результате этого образуютсянеравномерно распределенные области, 25содержащие восстановленную термодина"мическую малоустойчивую Форму креи".незеиа ЫО. роме того, при такойтемпературе люминесцирующие примесиулетучиваются, поэтому невозможно по- з 0лучить стекло с люиинесцирующими свойствами.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ получения стекла ,З 5 через гелеобразование при высоких температурах и давлениях, согласно ко" торому раствор жидких силикатов смеши" вают с гелеобразователем, в качест- ве которого .используют этиловый 40 спирт, размешивают в течение 4 ч при 60 оС,оставляют для гелеобразо" аания на 36 ч. После гелеобразования проводят дегидратацию для получения ксерогвля по стадиям: сушка при 40 С а течение 2 дн.; нагрев до 150 С при помощи инФракрасных нагревате" лей; медленный и равномерный нагрев до 500 фС; выдержка геля 12 ч при 500 ОС и доведение температуры до 800 ОС в течение 2 ч, Весь процесс дегидратации занимает. от 10 до 30 дн, в зависимости от концентрации геле- образующего раствора. Полученный ксерогель подвергают высокотемпературному нагреву и деФормации при вы.соком давлении. Температура достигает 1400 С, а давление - более килобаора 23 Недостатками данного способа являются большие длительность и сложность процесса. Чувствительность процесса дегидратации гелей к изменяю"щимся внешним параметрам (температу"ре, давлению ) требует особой тщательности проведения этой части технологии. Иначе продукты дегидратации по"лучают бурую окраску, т.е. становятся некондиционными, и дальнейшая обработка становится бесполезной, Высокие дааление и температура требуютсложной, уникальной, дорогостоящейаппаратуры.Цель изобретения - ускорение иупрощение процесса,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения люминесцирующего стекла, включающему введение в жидкий силикат гвлеобразова"теля и"люминесцирующих примесей, перемеаиааняе и деФормацие, деФормациюосуществляют в момент гелеобразова"ния раствора с рН 8 давлением 50350 кгс/смпри нормальной температу"ре а течение 5-10 мин.Таким образом, значительно сокращается время проведения процесса, таккак отсутствует длительная операцияпревращения геля а ксерогель. Гелеобразнве состояние вещества более чувствительно деФормации давлением, чемксерогеля, Экспериментальное и теоретическое изучение гелеобразованияпоказывает, что этот процесс связанс образованием специФических водородных связей. Спектроскопическое изучение процесса гелеобразоаания свидетельствует.об изменении коэФФициентапоглощения смеси в отдельных областяхспектра, что можно объяснить упорядочением химических связей при перехо-,де смеси в более стабильное энергетическое состояние. Интенсивностьизменения полос пропускания меняется.именно в процессе гелеобразования,поэтому этот момент является самымподходящим для эФФективного воздействия на процесс давлением. С помощьюдовольно низких давлений и при обычной температуре изменяется структураполучаемого продукта. Поэтому отпадает также необходимость в специаль"ной, дорогостоящей аппаратуре дляпроведения процесса при высоких тем."пературе и давлении.Сацественнцм при получении стеклакак твердого тела из гелей являетсяосуществление. деФормации в момент ге"леобразования. Образование силикаге"(фиг. 7), при,ВО 0 кгс/см -. (Фиг. 8),Кривые получены при помощи, регист.рирующего спектрофотометра. о осиабсцисс отложены длины волн, по осиординат - относительные единицы ийтенсивности люминесценции.Из .сравнения графиковФиг. 1 и 2следует, что.внешнее давление до0 30 кгс/см .незначительно возрейству"ет на процесс гелеобразовайия и получение люминесцирующего.стекла,Иаксимум интенсивности пиков 640и 710 нм достигаетс при внешнем давленин 50".150 кгс/см . Дальнейшее уве"личение давления приводит к уменьшению люминесценции. Йридавлении350 кгс/см еще.обнаруживается влияние давления на выход люминесценции(фиг. 1-7). Йри давлении 400 кгс/смлюмщФесцещия образца практическистановитсй иЗФВВОйеСпйббб ОюуеествлйеГся следующимобра зом еП р и и е р 1. К раствору ИафО9 НО. (марки ЧДА а еэцемтрациейот 617 до 6,23 1 врмбавляет растворгевеобразова тела, . в качестве которого испаяъзует НС 1 (1 ч. концентри"рованной ЙО; 3 ч. Я,О). Затеи добавляют лайинесцмрующйе примеси ИеС 12 .в количестве 0,6 й. Йри взаииодействий растворов рН смеси изменяется до .8. Раствор тщательна ееремеаиеавт ичерез -В мин происходит гелеобра-.зование. Температура помнатная. 8 момент гелеобр 43 ования даеленйем до0 кгс/см .продукт. подвергают дефориацйи в камере давления. Образуетсястекловидный продукт., лвиинеацирую 4 О щий в видимой области. Спектр люми". несценции показан на фиг. 3. Он.от"личается от снекца люминесценциипродукта, полученного без .виеанего,давления, наличием двух четко выра 45 женных максимумов на дЛинах волн630 и 710 нм.3П р и и е р. 2. Х раствору М.афОЭНОмарки ЧДА) с концентрацией от0,17 до 0,23 И прибавляет, раствор НС 1ф (1 ч. койцентрированной НС 1: 1 ч,Н О, В качестве люминесцирующей. примеси добавенот ИМС 1 в количестве0,013. При взаимодействии:растворов: рН смеси изменяется до. 8. Раствор%5 тщательно перемеаивают и через 5" .10 мин происхолит гелеобразование.,Температура комнатная. В момент гелеобразования давлением до 160 кгс/см 31.626ля рассматривается как.химическая ре-акция из простых 1 раствор.йафО.98 О и раствор НС 1) и по физическимзаконам несЬимаеиых растворов, причемгелеобразование определяется величинойрй, С момента образования силикагелягель сразу приобретает свойства твер"дого тела: сохраняет форму, т.е. теряет текучесть, упругость, прочностьпластичность (" эластичность), вязкостьи подчиняется закону Гука. Вследствиемеханического воздействия происходит.сжатие геля с одновременным выделе". ниеи из него диснерсионной среды,содержавшейся в петлях геля. В дальнейшем .при увеличении градиента дав".лений можно ожидать различия е плот"ностях геля до распада полимерной мат.рицы, .обусловленных изменением креинекислородного или межядерного рас"етояния, которое, в свое очередь, ведет к .изменению в порядках связей доновой структурной локализации, кото-рФй, е свае очередь,вызывает. изме",нейе Расстояния катиона кремнийкрааФий и переустройство электроннойструктуры .16,Исследования оптических свойствкеэФФициента преломления) и электронно-микроскопические исследованиявозиущенных образцов покавьаает, чтесиямкагель в зависимости от иеханическа о воадействйя представляет слв.бо енйзотропное стекло И = 1,486ще обнаруживается одноосное образовфмие Мо= 1,501 и сФеролиты ф,Ие 1,М 1,Скорость к началу процесса гелеобразования зависит от рй смеси, Лро"1 цесс гелеобравования происходит в те". чение 5-10 мин, т.е. при рН 8. В слу"чае иепользования более сильных кис .лот. или е больвем количестве НС 3:11 ч. концентрированной НС 1 и 1 ч.ИО гелеобразование происходит мо -ментально, т.е, рн смеси приближается к 7 или даже к. 6, В данном случаетрудно провести процесс деформации,т,е. момент гелеобразов 4 ею происходит раиьве, чем иожно вести операцию.илиа Составитель Т. Буклейлинская Техре 8 И.ГергельТираж ЩИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытийМосква Х. Раув:кая наб,323 Ав ее Ае е е в е е в е е а е е м е ЬППП "Патент", г. Ужгород, ул. П Корр.кторВ. ГирнякПодписноеР8 , 4/ роектная,Ю ЮИ Е