Состав стекла для стеклокерамики

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СОСТАВ СТЕКЛА ДЛЯ СТЕКЛОКЕРАМИКИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Бобкова Нинель Мироновна Яцыно Яна Олеговна Трусова Екатерина Евгеньевна(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Состав стекла для стеклокерамики, включающий , 23, 23 и 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит , 23 и 2 при следующем соотношении компонентов, мас. 7,5-15,0 23 7,5-15,0 2 1,5-2,0. Изобретение относится к созданию составов стекла для стеклокерамики со светопреобразующими свойствами, используемой для изготовления высокоэкономичных источников общего освещения на основе светодиодов повышенной мощности 1. Такие светодиоды помещаются в капсулы отдаленного расположения, одним из основных свойств которых является преобразование синего излучения светодиодов в белый свет. В связи с этим капсула представляет собой композиционный материал из стекла и равномерно распределенных в нем наноразмерных частиц люминофора. В качестве люминофора выступает иттриево-алюминиевый гранат , допированный оксидом церия. Одним из путей создания материала для капсулирования является разработка состава стекла для стеклокерамики, содержащего в своем составе 23 и 23 и способного при термообработке превращаться в стеклокристаллический материал с основной кристаллической фазой - иттриево-алюминиевый гранат . Известен состав иттриево-алюминиевой стеклокерамики с белыми люминесцентными характеристиками 2. Ее состав включает 2-23-23 (0,5 мол.23) или 16902 1 2013.02.28 2-23-23-23 (0,5 мол.23). Стекла плавятся в платиновом тигле при температурах 1500-1650 С в течение 5 часов. Вырабатываются методом закалки. Затем образцы толщиной 0,4-0,6 мм подвергаются кристаллизации. Полосы люминесценции полученной стеклокерамики занимают интервал 400-580 нм. Недостатками такой стеклокерамики являются высокие температуры синтеза и неудовлетворительные технологические свойства, не позволяющие получать изделия обычными методами формования. Разработан также состав иттриево-алюминиевой стеклокерамики в системе 23-23-2-2-2-2, допированной 23 3. Стекло варят в платиновом тигле при 1650 С в течение 2 ч и отливают в углеродную форму (очевидно, из стеклоуглерода). Полученное стекло подвергается термообработке. Кристаллическая фаза - иттриевоалюминиевый гранат выделяется в стекле лишь при термообработке в интервале температур 1200-1450 С, но доминирующей и единственной эта фаза формируется при 1350 С. Стекла указанной системы также отличаются очень высокими температурами варки и термообработки и вырабатываются лишь методом отливки. Наиболее близким по достигаемому результату является состав стеклокерамики согласно 4. Предложены следующие составы стекол для стеклокерамики (мол. ) 27,313,1 23 31,8 23 27,3 2 0,5 23 и 34,08,5 23 21,0 23 36,0 2 0,5 23. Температура варки стекол - 1600 С, 1 час в корундовых тиглях. Стекла вырабатываются методом закалки. При термообработкевыделяется в качестве единственной кристаллической фазы. Остаточное стекло содержит в основноми 2. Однако и этим составам стекол присущи те же недостатки, что и указанным ранее. Для решения поставленной задачи предлагается состав стекла для стеклокерамики,включающий , 23, 23, 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит, 23 и 2 при следующем соотношении компонентов, мас. 7,5-15,0 23 7,5-15,0 2 1,5-2,0. Стекло варят в газовой печи при температуре 1460-1500 С. В качестве сырьевых материалов для приготовления шихты рекомендуются обогащенный кварцевый песок марки ООВС-015, химически осажденный мел 3, глинозем марки ч, оксид иттрия, марка Ито-Люм, оксид цинка, марка ч, борная кислота, марка ч, диоксид церия, марка ЦеО-Д. Изобретение поясняется конкретными примерами составов стекол (табл. 1). Таблица 1 Примеры составов стекол Компоненты 16902 1 2013.02.28 Для возможности сопоставления состав прототипа приведен как в мол.(как в первоисточнике), так и в пересчете на мас. . Из сваренных стекол формируются пластины или сферические капсулы. Затем сформированные изделия подвергаются термообработке при 750-760 С в течение 10 часов для формирования в них нанокристаллов . Контроль за процессами кристаллизации ведется по степени изменения микротвердости стекол до и после термообработки. Средний прирост микротвердости после термообработки по сравнению с исходным стеклом составляет 700-800 МПа. Контроль с использованием РФА практически исключается из-за наноразмерности выделяющихся кристаллов (не более 50 нм). Основные физико-химические свойства полученной стеклокерамики по сравнению с прототипом приведены в табл. 2. Таблица 2 Свойства стекол и стеклокерамики на их основе Наименование свойств По сравнению с прототипом стеклокерамика характеризуется более низкими температурами синтеза и термообработки. Полученная стеклокерамика прошла испытания на светопреобразующие свойства и подтвердила способность преобразовывать синее излучение светодиода в белый свет. Область люминесценции полученной стеклокерамики 480-580 нм. Источники информации 1. Лампа светодиодная патент на полезную модель 6440 РБ, МПК (2009)01 17/00 / А.А.Добродей, Е.Н.Подденежный заявитель УО ГГТУ им. П.О.Сухого. -20100016 заявл. 06.01.2010 опубл. 30.08.2010. 2..,.,. . -//.. 2005. - . 5941. - . 594112-1-5. 3..,. ,//. - 2010. - . 32. - . 886-890. 4..,.,.,.,. -- //. - 2004. - . 132. . 19-23 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3