автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Высокопреломляющие оптические стекла

РГб С/|

На правах рукописи

Недоспасова Татьяна Александровна Высокопреломляющие оптические стекла

05.17.11 - Технология керамических, силикатных и тугоплавких неметаллических материалов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -1997

Работа выполнена в РХГУ им Д.И.Менделеева и на Лыткаринском заводе оптического стекла ОАО «ЛЗОС».

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Кожеваткин Сергей Геннадьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Панкова Нина Александровна; кандидат технических наук, Кожевников Александр Анатольевич

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт ■ - технического стекла

Защита диссертации состоится _______ 1997 г.

в___час. в ауд. _ на заседании диссертационного совета

Д053.34.01 в РХТУ им. Д.И.Менделеева по адресу: 125047, Москва, А-47; Миусская пл., дом 9

. С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре Российского химико-технологического университета им Д.И.Менделеева.

Автореферат разослан "_"___1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.В.Беляков

Общая характеристика работы.

Актуальность темы

В настоящее время наибольшее практическое значение для дальнейшего развития технической оптики приобретает разработка новых стекол с высокими оптическими характеристиками. Использование таких стекол открывает широкие возможности создания универсальных кино- и фотообъективов экстракласса, объективов для фотолитографии, специальных объективов с широким полем зрения и высокой разрешающей способностью и других оптических систем, где требуются высокопреломляющие материалы с высоким пропусканием в видимой и УФ- областях спектра.

Одной из актуальных задач оптического стеклоделия является создание высокопреломляющих облегченных очковых стекол для линз с высокими рефракциями. Разработка высокопреломляющих стекол с уменьшенной плотностью имеет существенное значение в приборах с лимитированной массой.

Цель работы состояла в создании высокопреломляющих оптических стекол ■ в сочетании с невысокой плотностью и высокопреломляющих стекол с повышенном светопропусканием в видимом и УФ- диапазонах спектра, а также в разработке опытно-промышленной технологии этих стекол.

Научная новизна полученных в диссертации результатов исследований заключается в следующем: в фосфатной системе Р2О5-РЮ- ВаО-АЬОз, при фиксированном содержании АЬОз, выявлена область оптимальных составов стекол с заданными оптическими и спектральными характеристиками, масс. %: 39,70-43,57 Р2О5; 48,18-55,23 РЬО; 5,19-7,27 ВаО; 1,93 АЬОз, которая позволила получить новые фосфатные флинты с ш= 1,6850ч-1,6970; \'е-38,5-40; ^<330 нм (прит,=0,5 для стекла толщиной 10 мм).

Исследовано влияние добавок оксидов, обладающих высокими значениями парциального показателя преломления: ОеОг, УгОз, ТЮг, МЬгОз, СсЮ, БпОг, ггОг, Ьа:Оз, ТпгОз. Установлено, что в системе Рг05-РЬ0-Ва0-АЬ0з для получения высокого показателя преломления могут быть использованы ЬагОз, №205 и ТЮг (пе= 1,7-1,78), а стекла с высокими спектральными характеристиками могут быть получены с помощью введения в состав добавок ОеОг и 1пгОз (Я.1р=324-328 нм) в концентрациях 2,5-10 масс.%.

Впервые на основе статистической обработки отечественных и зарубежных патентных источников создан банк данных о влиянии компонентов на показатель преломления высокопреломляющих силикатных оптических сгекол. Установлены корреляционные связи показателя преломления и концентраций компонентов (814+; В3+; ТИ+; РЬ2+; Ьа3+; К[Ь5+и др.) в силикатных стеклах, что позволило осуществить направленный синтез стекол с заданными оптическими свойствами. Показана возможность получения оптических легковесных стекол (с!<3,6 г/см3) с экстремально высокими значениями показателя преломления (пе до 1,81) на основе систем: БЮгВгОзТЮо, БЮг В'Оз-ТЮг-РЬО-ЬазОэ; БЮг-ВгОз-ТЮг-ЬагОз-МЬгОз-СаО; БЮг-ВгОз-ГЮг-ЬагОз-МЬгСЬ с добавками щелочных и щелочноземельных оксидов.

Практическая значимость состоит в разработке составов оптических флинтовых стекол на фосфатной и силикатной основах с высоким показателем преломления и повышенным пропусканием в видимой и УФ- областях спектра, которые можно отнести к стеклам типа тяжелые баритовые флинты (ТБФ).

Впервые отработана технология и проведены опытно-промышленные варки высокопреломляющих свинцовофосфатного ФФ 6968 и облегченного очкового кальцийбарийтитаносиликагного СФ 181 стекол на высокочастотных установках типа «Кристалл» и «УНВС-7» Лыткарннского завода оптического стекла ОАО «ЛЗОС». Полученные варки показали высокую технологичность и хорошую воспроизводимость свойств разработанных стекол.

Защищаемые положения:

1.Составы флинтовых сгекол ФФ 6968 и СФ 181 с высокими оптическими параметрами.

2. Основы промышленной технологии производства новых разработанных стекол.

3.Принцип проектирования высокопреломляющих оптических стекол на основе статистической обработки патентной литературы, который включает корреляционную связь показателя преломления и концентрации компонентов.

4.3акономерности изменения свойств от состава в исследованных системах.

Апробация работы. Основные положения диссертации изложены в 3 статьях и 2 тезисах докладов.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из 4 глав и включает введение, обзор литературы, описание методики эксперимента, две экспериментальные главы и список литературы. Работа изложена на 227 страницах машинописного текста, в том числе 36 рисунков, 22 таблицы. Библиография содержит 143 наименования.

Содержание работы.

В главе 1 приведен аналитический обзор литературы, характеризующий современное состояние по таким вопросам, как связь химического состава стекла с: 1) показателем преломления, 2) высокой прозрачностью в видимой и УФ-областях спектра, 3) значением плотности стекол; сделан выбор направлений исследований и перспективных стеклообразующих материалов.

Анализ литературных данных, содержащихся в работах отечественных и зарубежных авторов: Щавелева О.С., Щегловой З.Н., Молева В.И., Урусовской JT.H., Бремера X., Хубера Б., Майнерта Н. и др. показывает, что для создания оптических систем с высоким качеством изображения необходимы стекла типа флинтов с повышенным пропусканием в видимой и УФ-областях спектра и высоким показателем преломления в сочетании с небольшой плотностью.

Показано, что перспективной основой для создания оптических флинтов с высоким пропусканием в ближнем УФ диапазоне спектра является свинцовофосфатная, а для получения высокопреломляющих стекол с малой плотностью наиболее перспективной основой является титаносиликатная.

Глава 2 посвящена описанию экспериментальных методов, использованных в работе, которые включали условия синтеза стекол, определение их оптических, физико-химических, спектральных, кристаллизационных свойств; а также разработки методики проектирования новых составов оптических стекол.

На поисковом этапе работы, стекла варили в лабораторной электрической печи с силитовыми нагревателями в кварцевых (вместимостью 150 мл) или платиновых (вместимостью 70 мл) тиглях с размешиванием лопастной мешалкой. Режим варки стекла включал: нагревание тигля, засыпки шихты

небольшими порциями (приблизительно в течение 1,0-2,0 часов), осветление в течение 2.5-3,0 часов, студку до температуры отлива, после чего стекломассу отливали в металлические или графитовые формы, предварительно подогретые до температуры отжига.

Опытно-промышленная варка фосфатного стекла ФФ 6968 осуществлялась в платиновом тигле емкостью 2 л на высокочастотной установке с выработкой в донный патрубок. Схема данной установки соответствует конструкциям установок, применяющихся в промышленном оптическом стекловарении с малым объемом производства.

Промышленная варка стекла СФ 181 производилась в трехтигельной платиновой установке непрерывной выработки и прессования заготовок методом налива из стекломассы.

Физико-химические и оптические параметры стекол исследовали по стандартным методикам.

Наличие свилей в образце стекла выявляли по методике теневого снимка на проекционной установке ПРЛ-5 путем фиксации света (ртутная лампа ДРШ-250), прошедшего через образец, на экране. Показатель преломления и среднюю дисперсию образцов стекол измеряли на рефрактометре ИРФ-23 или на гониометре ГС-2. Для исследования спектральных свойств стекол применяли спектрофотометр СФ-26.

Кристаллизационную способность стекол изучали методом ДТА и политермическим методом. Для исследования фазового состава наиболее кристаллизующихся стекол проводили качественный рентгеновский анализ на установке ДРОН-3.

Химическую устойчивость определяли по методу потери массы, а также находили группы химической устойчивости к действию 0,1 Н раствора уксусной кислоты (пятнаемость) и к действию влажной атмосферы.

Для обработки экспериментальных данных и оптимизации стекол широко использовались методы планирования эксперимента и математической статистики.

Разработан прием обобщения патентных данных с использованием уравнений регрессий для получения новых оптических высокопреломлякнцих составов стекол.

В главе 3 представлены результаты комплексных исследований свойств стекол в двух типах стеклообразующих систем: свинцовофосфатной и титаиосиликатной

С целью разработки фосфатного флинта с высоким показателем преломления и высоким пропусканием в видимой и УФ- областях спектра исследованы условия стеклообразовапия и свойства стекол в системе Р2О5- РЬО ВаО-АЬОз при фиксированном содержании АЬОз с использованием симплес-решетчатого метода планирования эксперимента (неполный кубический план).

Полученные результаты исследований влияния отдельных компонентов на физико-химические и спектральные свойства стекол позволили определить область наиболее оптимальных составов стекол с заданными свойствами (рис.1). Показатель преломления стекол находится в пределах пе= 1,68 50-И,6970, коэффициент дисперсии уе=38,5+40,0, коротковолновая граница пропускания Хгр<330 нм. Для стекол характерна 0 или I степень кристаллизации. Стекла имеют следующее содержание основных компонентов масс. %:69-74 РЬ(РОз)г; 1014 Ва(Р03)2; 10 А1(РОз)з; 6-10 РЬО.

Было установлено, что при увеличении содержания РЬО и уменьшении содержания Ва(РОз)г, показатель преломления увеличивается, коэффициет дисперсии уменьшается. Следует также отметить, что с увеличением содержания РЬО, введенного через РЬз04, граница пропускания (Ягр. при ъ = 0,5) сдвигается в сторону длинных волн. При снижении содержания РЬ(РОз)г и одновременном увеличении концентрации Ва(РОз)г граница пропускания также смещается в сторону длинных волн. Наилучшим пропусканием отличается стекло с наибольшим соде ржанием РЬ(РОз)г.

В качестве базового состава для подробного исследования был выбран, масс. %: 41,67 Р2О5; 51,21 РЬО; 5,19 ВаО; 1,93 АЬОз, как наиболее выгодный с точки зрения оптических и физико-химических свойств. Стекло базового состава обладает следующими свойствами: пе= 1,6898; ус =39,19; Хгр- 323 нм. Изучено влияние добавок оксидов, обладающих высокими значениями парциального

РЪ(РОз)2

Ва(РО.

Рис.1. Область оптимальных составов.

показателя преломления: ZтO?., "ЛОг, МЬгОг, ЬагОз, БпОг, ОеОг, УгОз, СсЮ, 1пгОз на оптические и спектральные свойства базового состава стекла. Содержание добавок составляло 2,5-10 масс .%.

Показано, что все стекла с добавками имеют более высокие значения показатели преломления относительно стекла базового состава. С наибольшим показателем преломления могут быть получены стекла при использовании добавок ТЮг (пс до 1,78); №205 (пс до 1,75) и Ьа20з (пе до 1,70). Все оксиды, введенные в исходное стекло, вызывают сдвиг коротковолновой границы пропускания л,гр в сторону длинных волн (незначительное в случае применения; ЬагОз, ОеОг, 1щОз и существенное при использовании ТЮз и КЪгСЬ). Введение добавок оксидов позволило значительно улучшить химическую устойчивость стекол. Свойства исследованных стекол приведены в таблице 1.

Свойства опытных фосфатных стекол с добавками

Таблица

№ Не пр-пс Ус Лгр, ИМ а2о-зоо°с, 10-7К' и, °С 1Р,°С

9 1,6898 0,01757 39,19 323 117 380 410

10 1,7250 0,01863 38,85 389 120 410 440

11 1,7360 0,02003 36,69 392 115 425 455

12 1,7800 0,02277 34,22 398 112 475 505

13 1,7240 0,01888 3831 350 110 410 450

14 1.7281 0,01987 36,59 356 106 440 475

15 1.7500 0,02189 34,22 364 92 470 505

16 1,6989 0,01773 39.35 324 102 444 464

17 1,7029 0.01770 39,64 325 92 458 520

18 1,6925 0,01763 39,21 328 114 410 432

19 1,6957 0,01772 39,19 330 107 434 450

20 1,6988 0,01786 39,07 331 112 406 430

21 1,7096 0,01805 39,24 334 101 427 470

22 1,6967 0,01780 3.9,14 328 98 467 492

23 1,7023 0,01801 38,93 330 89 495 523

Стекло с добавками оксида индия отличается наиболее удачным соотношением оптических, спектральных и технологических свойств и рекомендовано к опытно-промышленному внедрению.

С целью поиска составов силикатных высокопреломлягощих оптических стекол с высокими удельными рефракциями использовали созданный, с помощью статистической обработки патентных составов с Пе>1,1 (порядка 100

s

патентов США, ФРГ, Японии, Англии, Франции и России), банк данных о влиянии компонентов на показатель преломления силикатных оптических стекол.

Построены корреляционные графики связи показателя преломления и концентраций компонентов (в атомных %): Si4+; В3+; Si4++B3+: Ti4+; Pb2"1"; Ti4++Pb2+; La3+; Nb5+; Ba2+; Ca2+; Na+; K+; Sr2+; Al3+; Li+ и др. С использованием алгоритмов метода наименьших квадратов выведены корреляционные уравнения, рассчитаны коэффициенты корреляции для каждого компонента и установлены границы предельных значений концентраций. Обращает на себя внимание факт связи процентного соотношения некоторых компонентов и показателя преломления; как бы специфичны ни были индивидуальные условия синтеза и составы, точки на диаграммах образуют поле рассеяния, на котором при достаточно большом числе компонентов вырисовываются общие закономерности деления компонентов на стекдообразователи, модификаторы и промежуточные (рис.2(а-е)).

Следует отмстить, что рассчитанные коэффициенты корреляции для стеклообразователей и модификаторов имеют высокие значения (г»0,9), что подтверждает допустимость использования линейной связи между показателем преломления и концентрацией указанных элементов. А вспомогательные компоненты, такие как Ва2+; Са2+; Na+; К+; Al3+; Li+ занимают особое положение, для них установлены границы предельных значений концентраций.

Полученные графические зависимости и корреляционные уравнения послужили в качестве методологической основы для проектирования новых высокопреломляющих силикатных оптических стекол с заданным показателем преломления. Согласно проведенному анализу были выбраны составы на основе систем Si02-B203-Ti02; S i О 2 -В20з-ТЮ 2-Р b 0-Ьа20 з; SiOi-BzO.i-TiOr-LaiOj Nb205 с добавками щелочных и щелочноземельных оксидов. Задавались значения показателя преломления, равные пе=1,7; 1,75; 1,8 и определялось содержание оксидов в составах.

Получена широкая гамма стекол с различными показателями преломления пе= 1,6760+1,81 б 1 и достаточно высоким пропусканием в видимой и УФ- областях спектра А,ф=360-н417 нм. Благодаря удачному сочетанию высоких показателей

Рис.2. Корреляционные графики связи показателя преломления и концентрации элементов (в атомных %): а).ЕН+, б).ВЗ+, в)'П4+, г).Ьа5+, д).РЬ-+, е).МЫ+

Пе

2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1,5:

../с

0 s' о

о G О

0 _

20 4«

60 80

РЪ'

2+

Д).

Пе

1.95 1.90 1.85 1.80 1,75 1.70 1.65 1.60

О О

/

ов

J Zf^^r. <ь

15 20

Nbí+

е).

преломления и малой плотности <1=2,65^3,6 г/см3, рефракция синтезированных стекол составляет г=0,12^-0,14 см3/г (по Лорентц-Лоренцу). В тоже время, у промышленных стекол типа ТБФ она низка и не превышает 0,10 при тех же показателях преломления и значительно большей плотности (<1=4,0^-6,0 г/см3). Свойства некоторых стекол указаны в таблице 2.

Таблица 2.

Свойства некоторых опытных силикатных стекол.

№ По 1 ПГ-ПС' Уе А.гр> нм <1,г/см3 г, см3/г

61 1,8104 0,02319 34,95 400 3,43 0,1258

62 1,8069 0,02391 33,75 370 3,48 0,1236

63 1,8159 0,02475 32,96 377 3,59 0,1208

64 1,8123. 0,02429 33,44 375 3,57 0,1211

65 1,8176 0,02660 30,74 417 3,50 0,1241

66 1,8076 0,02662 30,34 405 J 3,52 0,1223

67 1,8169 0,02747 29,74 410 3,55 0,1224

68 1,8066 0.02650 30,44 395 3.56 0,1208

69 1,8075 0,02661 30,34 395 3,53 0,1219

70 1,8078 0,02619 30,84 384 3,55 0,1213

Все разработанные стекла на классической диаграмме Аббе в координатах Пе-Уе располагаются в области ТБФ.

Таким образом, в результате комплексных исследований, выполненных в лабораторных условиях, удалось разработать технологичные составы свинцовофосфатных и титаносиликатных стекол с высокими значениями пропускания и показателя преломления.

К опытно-промышленному опробованию представлены два типа стекол: свинцовофосфатное ФФ 6968 и кальцийбарийтитаносилихатное СФ 181.

Глава 4. Опытно-промышленное опробование проводилось на Лыткаринском заводе оптического стекла ОАО «ЛЗОС».

Разработана промышленная технология двух оптических стекол: фосфатного и очкового силикатного, обладающих высокими оптическим параметрами, удовлетворительной химической устойчивостью и кристаллизационной способностью, позволяющей вырабатывать стекломассу традиционными методами. Варку свинцовофосфатного стекла ФФ 6968

осуществляли на высокочастотной установке типа «Кристалл» в платиновом тигле емкостью 2 л и с выработкой стекломассы в донный патрубок. Принципиальная схема ВЧУ представлена на рис.3. В качестве сырьевых материалов служили мегафосфаты квалификации «ч» и «осч», что позволило снизить экологический ущерб от загрязнения окружающей среды.

В таблице 3 представлены свойства разработанного флинта ФФ 6968

Таблица 3.

Физико-химические свойства нового фосфатного стекла ФФ 6968 и промышленных стеколФК 11 и ФК 13.

№ Наименование показателей Марка стекла

ФФ 6968 ФКИ ФК 13

1 Показатель преломления пе 1,696860 1,52176 1,54881

2 Коэффициент дисперсии 39,08 68,92 67,40

3 Средняя дисперсия пр-пе 0,017831 0,007575 0,008172

4 Коротковолновая граница пропускания Лп=0,5 , нм 327 325 330

5 ТКЛР а.1 -107к-' в температурном интервале 20+300° С 98 89 73

6 Гр.хим.устойчивЬсти (ГОСТ 13917-68) к действию 1) вл. атмосферы 2)пятнающих агентов У I У I У I

Новый фосфатный флинт обладает улучшенными оптическими характеристиками по сравнению с промышленными оптическими стеклами, которые при близком значении граничной длины волны (Хгр) имеют более низкий показатель преломления, либо высокий коэффициент дисперсии.

Исследование кристаллизационной способности показало, что стекло данного состава является весьма технологичным и позволяет в опытно-промышленных условиях производить стекло в большом объеме и получат^ практически бессвильные заготовки методом отлива в б и ок.

Высокое пропускание в видимой и Уф-областях спектра в сочетании с высоким показателем преломления позволяет рекомендовать данное стекло к

Рис.! Схема высокочастотной установки. 1 теристорньш преобразователь частоты; 2 верхняя крышка; 3 средняя крышка; 4 нижняя крышка; 5 шток мзшалки ; б тигель платиновый; 7 мешалка; 8 большой индуктор; 9 малый индуктор; 10 вакуумный насос; 11 водоохлаздаемая пробка; 12 платиновые термопары; 13 автоматический регулятор температур.

применению в фотолитографии и также в специальных объективах с высокой разрешающей способностью и большой светосилой.

Синтез очкового стекла СФ 181 производился в трехтигелыюй платиновой установке УНВС-7 непрерывной выработки и прессования стекла. Схема установки приведена на рис.4.

Выбор данного стекла СФ 181 обусловлен оптимальной кристаллизационной способностью и наличием комплекса необходимых свойств: экстремально высокий показатель преломления, хорошее пропускание и низкая плотность.

В таблице 4 представлены свойства разработанного очкового стекла СФ 181 и промышленных классических очковых стекол БОФ 65 и БОФ 60.

Таблица 4.

Физико-химические свойства очковых стекол.

№ Наименование показателей Марка стекла

СФ 181 БОФ 65 БОФ 60

1 Показатель преломления пе 1,81612 1,6530 1,6097

2 Коэффициент дисперсии уе 32,95 43,60 45,80

3 Средняя дисперсия пр-пе 0,024770 0,01497 0,01330

4 Коротковолновая граница пропускания Хт,=о,5, нм 370 - -

5 Плотность <1, г/см3 3,59 3,37 3,16

6 Удельная рефракция г, см3/г (по Л ор енгц-Л ор ен цу) 0,1220 0,1086 0,1097

7 ТКЛР а,-107Юв температурном интервале 20-300°С 101 98 96

8 Гр.хим. устойчивости (ГОСТ 13917-68) к действию 1) вл. атмосферы 2)пятнающих агентов А II А III А II

Результаты измерений оптических свойств разработанного стекла СФ 181

показывают, что новое стекло обладает большим преимуществом по сравнению с промышленными очковыми стеклами в отношении показателя преломления и плотности.

До настоящего времени подобное стекло в нашей стране не выпускалось. Использование нового стекла малой плотности позволит выпускать линзы с

I

Рис.4. Схема автоматической линии непрерывной выработки очковых линз. 1 бункер загрузчика; 2 шток мешалки; 3 выработочный патрубок; 4 стол пресса; 5 втулка; б тормозной цилиндр; 7 прессующий цилиндр; В вакуумо съемник; 9 поперечная лента транспортного устройства. I-позади налива; И-позиция прессования; Ш-газиция съема.

большими отрицательными и положительными диоптриями, уменьшенной массы и меньшей толщины по краю и в центре линз.

Разработанная технология производства стекла СФ 181 позволила получить заготовки достаточно высокого качества.

ВЫВОДЫ.

1.В стеклообразующей системе Р^Оз-РЬО ВаО-АЬОз при фиксированном содержании АЬОз с использованием классического метода симплекс-решетчатого планирования эксперимента (неполный кубический план) выявлена область оптимальных составов стекол с заданными оптическими и спектральными характеристиками, масс. % : 39,70+43,57 Р2О5; 48,18+55,23 "РЬО; 5,19+7,27 ВаО; 1,93 АЬОз и получены новые фосфатные флинты с пе= 1,6850+1,6970; уе=38,5+40; Агр< 330 нм (при т;=0,5для стекла толщиной 10 мм).

2.На основании исследований изменения свойств в зависимости от соотношения основных компонентов в системе РгОз-РЬО-ВаО-ЛЬОз выявлен оптимальный базовый состав стекла, масс.%: 41,67 Р2О5; 51,21 РЬО; 5,19 ВаО; 1,93 АЬОз, обеспечивающий оптимальное сочетание оптических и технологических свойств: пе= 1,6898; \'е=39,19; Лгр =323 нм, IV гидролитический класс химической устойчивости, I степень кристаллизации.

3.На основе исследований влияния добавок оксидов, обладающих высокими значениями парциального значения показателя преломления: ОеО;, У?Оз, БпОг, 2гОг, СсЮ, ТЮг, 1П2О3, МэгОз, ЬагОз на оптические и спектральные свойства оптимального базового состава, установлено, что все стекла с добавками данных оксидов обладают более высокими значениями показателя преломления 1,6925^-1,7800, относительно стекла базового состава. Показано, что с наибольшим показателем преломления могут быть получены стекла при использовании добавок ЬагОз (пе до 1,7), №>205 (пе до 1,75) и ТЮг (пе до 1,78).

4.Установлено, что все оксиды, введенные в исходное базовое стекло, вызывают сдвиг коротковолновой границы пропускания Лгр в видимую область спектра Лгр=324+330 нм (незначительное в случае применения ОеО;, УгОз, 1пгОз, ЬагОз и существенное при использовании N1)205 и ТЮг). Показано, что стекло с

добавками ОеОг (Хгр=324-325 нм) и 1пгОз (^=328-330 нм) имеют самые высокие спектральные характеристики. Установлено, что стекло с добавкой оксида индия отличается наиболее удачным сочетанием оптических, спектральных и технологических свойств (пе= 1,6967; \'е=39,14; Хгр =328 нм). Новые фосфатные флинты занимают особое место на диаграмме Аббе. Промышленные оптические стекла с одинаковыми Агр обладают более низким показателем преломления или более высоким коэффициентом дисперсии уе, т.е. являются кронами. Разработанные составы фосфатных стекол типа тяжелых баритовых флинтов с уникальным сочетанием оптических и спектральных свойств не имеют аналогов в отечественном Каталоге оптического стекла.

5.На основе статистической обработки отечественных и зарубежных патентных источникРВ (более 100) по высокопреломляющим оптическим силикатным стеклам (пе> 1,7) создан банк данных о влиянии: Б'Г^; В3+; Тг"; РЬ2+; Ьа3+; 1\ТЬ5+; Са2+; Ва2+; К+ и др. (в атомных %) на показатель преломления. Выполненные расчеты коэффициентов корреляции с использованием алгоритмов метода наименьших квадратов подтвердили допустимость использования линейной связи между показателем преломления и концентрацией данных элементов. Рассчитанные уравнения регрессии и установленные границы предельных значений концентраций позволили осуществить направленный синтез высокопреломляюхцих оптических силикатных стекол.

6.Показана возможность получения высокопреломляющих оптических титаносиликатных стекол с высокими удельными рефракциями, обладающих удовлетворительными технологическими свойствами (пе=1,7+1,81; <1=2,63+3,59 г/см3; 1^=360+417 нм; г=0,12+14 см3/г; 1-Ш гидролитическая группа химической устойчивости).

7.Установлено, что оптимальным сочетанием оптических, спектральных и эксплуатационных свойств обладает стекло состава масс.%: 22,3 БЮг; 7,0 В2О3; 15,4 ТЮ2; 7,6 ЫЬгО*; 5,0 ЬаЮз; 7,8 ЪтОг\ 22,9 СаО, 12 ВаО с пе=1,8159; №-Пс=0,02475; \<<==32,9; 377 нм; с!=3,59 г/смЗ; г=0,1208см3/г; I степенью кристаллизации и II гидролитическим классом химической устойчивости.

I 9

8.Новые разработанные стекла, типа тяжелых баритовых флинтов, по сочетанию оптических, спектральных и других свойств не имеют аналогов среди промышленных оптических стекол России; универсальные характеристики этих стекол позволят использовать их в приборах с широким полем зрения, к которым предъявляются повышенные требования по качеству изображения, а также позволят существенно уменьшить различного рода аберрации, упростить оптическую систему и уменьшить в конечном итоге массу прибора в целом.

9.Разработанная технология варки двух флинтовых стекол: свинновофосфатного ФФ 6968 (пе= 1,69686; ve=39,07; Хгр=327 нм) и кальцийбарийтитаносиликатного СФ 181 (пе=1,81612; уе=32,95; Ягр=377 нм; d=3,59 г/см3), обладающих удовлетворительными склонностью к кристаллизации и химической устойчивостью, реализованная в опытно-промышленных условиях, подтвердила хорошую воспроизводимость свойств синтезируемых стекол. Предложенные составы стекол ФФ 6968 и СФ 181 рекомендованы научно-технической комиссией ОАО «ЛЗОС» к промышленному внедрению.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1 .Яблучанский O.E., Кожеваткин С.Г., Недоспасова Т.А., Артамонова М.В Оптический флинт с повышенным пропусканием в УФ-области спектра.// Стекло и керамика, 1996, №7,с. 14-17.

2.Недоспасова Т.А., Яблучанский О.Е, Кожеваткин С.Г., Артамонова М.В. Фосфатные стекла с улучшенными оптическими свойствами.// Стекло и керамика, 1997, №2, с.3-5.

3.Недоспасова Т.А., Кожеваткин С.Г., Артамонова М.В., Молев В.И. Эптическое стекло с пе =1,75 и высокой удельной рефракцией для очковой эптики. II Стекло и керамика,1995, J&6, с 14-15.

4.Недоспасова Т.А. Высокопреломляющие фосфатные флинты с ювышенным пропусканием.//Тезисы Всесоюзной конференции молодых ученых га химии и химической технологии-МКХТ-96, Москва, 1996, с. 129.

5.Недоспасова Т.А. Проектирование новых оптических стекол высоких дельных рефракций. // Тезисы Всесоюзной конференции молодых ученых по :имии и химической технологии-МКХТ-96, Москва, 1996, с. 130.

- .) ■ -