CS232059B1

CS232059B1 - Glass with high ultraviolet light transmission

Info

Publication number: CS232059B1
Application number: CS83268A
Authority: CS
Inventors: Ivan Fanderlik
Original assignee: Ivan Fanderlik
Priority date: 1983-01-14
Filing date: 1983-01-14
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS26883A1

Abstract

Sklo je určeno zejména pro výrobu okének pouzder reprogramovatelnýoh pamětí. Sklo obsahuje, v procentech, 66 až 69 SiOg, 20 až 24 BgOg, 3 až 6 AlgOg, 0,2 až 0,7 CaO, 1 až 3 LigO, 2 až 5 Na20 a 0,1 až .0,3 ASgOg. K výrobě skla je nutné použít suroviny definované čistoty, zejména z hlediska obsahu Fo, Cu a Co.The glass is intended mainly for the production of windows of reprogrammable memory cases. The glass contains, in percentages, 66 to 69 SiO, 20 to 24 BgO, 3 to 6 AlG, 0.2 to 0.7 CaO, 1 to 3 LigO, 2 to 5 Na2O and 0.1 to .0.3 AsgO. For the production of glass it is necessary to use raw materials of defined purity, especially in terms of the content of Fo, Cu and Co.

Description

Vynález se týká skla a vysokým prostupem ultrafialového záření, zejména vlnové délky Λ«253,7 nm, které je stavitelné s kovářem.The invention relates to glass and high ultraviolet radiation transmission, in particular a wavelength of Λ 253.7 nm, which is adjustable with a blacksmith.

Sklo tvoří okénko pouzdra reprograraovatelné paměti, kterou lze programátorem paměti naprogramovat, vymazat ultrafialovým zářením a znovu naprogramovat. Reprogramovatelná paměň se používá k výrobě mikroprocesorů.The glass forms the window of the reprograrable memory housing, which can be programmed by the memory programmer, erased by ultraviolet radiation and reprogrammed. The programmable memory is used to make microprocessors.

Sklo pro tyto účely tedy musí vykazovat co nejvyšší prostup záření v ultrafialové oblasti spektra, a to pro vlnovou délku λ ss 253,7 nm, kterou se mazání, provádí, a současně musí umožňovat stavení s rámem okénka, který se obvykle zhotovuje ze slitiny kovar. Sklo tedy musí mít nižší nebo shodnou délkovou teplotní roztažnost s kovářem.The glass for this purpose must therefore have the highest radiation transmittance in the ultraviolet range of the spectrum, for the wavelength λ ss 253,7 nm by which the lubrication is carried out, and at the same time must allow fitting with a window frame which is usually made of a . The glass must therefore have a lower or equal linear thermal expansion with the blacksmith.

kovaru a zátavové technice sestavil obsáhlou monografii W.Espeí Hmoty pro elektrotechniku (Praha 195θ) a zmiňuje se o nich také M.B.Volf v Technických sklech (Praha 1953, str. 208 - 211). Slitina kovar obsahuje v hmotnostní koncentraci 54 % železa Fe, 28 % niklu Ni a 18 % kobaltu Co. Zátavu s koVarem nejlépe vyhovují tzv. kovarová skla, která mají vyhovující součinitel délkové teplotní roztažnosti, avšak v oblasti ultrafialového spektra mají nízký prostup. Skla stavitelná s kovářem jsou popsána i v patentové literatuře, např. v patentu USA č. 3 420 685, nebo v patentu Francie č. 2 062 777·he produced a comprehensive monograph of W.Espeí Hmoty pro elektrotechniku (Prague 195θ) and is also mentioned by M.B. Wolf in Technicky skly (Prague 1953, pp. 208 - 211). The Kovar alloy contains 54% Fe iron, 28% Ni nickel and 18% cobalt Co in a concentration by weight. The so-called covar glasses, which have a satisfactory coefficient of longitudinal thermal expansion, but which have low transmittance in the ultraviolet spectrum, are best suited for the brewing with the brew. Blacksmith-adjustable glasses are also described in patent literature, e.g., U.S. Patent No. 3,420,685, or France Patent No. 2,062,777.

Vysokým prostupem záření v ultrafialové oblasti spektra se vyznačuje vysotee čisté křemenné sklo, jehož nevýhodou je nevhodná délková teplotní roztažnost a vysoká teplota zátavu. Rovněž skelný oxid boritý BgO^ je z hlediska délkové teplotní roztažnosti nevhodný.High radiation transmission in the ultraviolet range of the spectrum is characterized by high purity quartz glass, the disadvantage of which is the unsuitable longitudinal thermal expansion and high melting temperature. Glass boron oxide BgO4 is also unsuitable in terms of longitudinal thermal expansion.

232 059232 059

- 2 U boritokřemičitých skel je absorpce ultrafialového záření v kvalitativní shodě s intenzitou silového pole modifikujících kationtů a tedy i s obsahem nemůstkových kyslíků ve skle* Katioaty s velkým silovým polem tvoří pevnější vazby, elektrony těchto vazeb jsou pevněji vázány a absorpční hrana skel v ultrafialová oblasti spektra je posunuta směrem ke kratším vlnovým délkám, tj· k větším energiím světelného kvanta· Z hlediska snižujících se hodnot silového pole lze kationty seřadit: Si²**, B^⁺, Al*^⁺, Be²⁺, Mg²*, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Li⁺, Na⁺, K⁺·- 2 In borosilicate glasses, ultraviolet absorption is in qualitative agreement with the strength field of the modifying cations and thus the unabsorbed oxygen content in the glass. is shifted towards shorter wavelengths, ie · to higher energies of light quantum · From the point of view of decreasing values of force field, cations can be ordered: Si ² **, B ^ ⁺ , Al * ^ ⁺ , Be ²⁺ , Mg ² *, Ca ²⁺ , Sr ⁺ , Ba ⁺ , Li ⁺ , Na ⁺ , K ⁺ ·

Jsou známa bořitokřemičitá skla, u nichž prostup v ultrafialové oblasti spektra je dobrý, ale nejsou u nich sladěny požadavky na stavitelnost s kovářem a vysokým prostupem optického záření pro vlnovou délku 253,7 »m, což je nutné pro žádané použití. Např· čs. patentní spis č. 84 731 uvádí složení skla, kde je v hmotnostní koncentraci 40 až 75 % oxidu křemičitého SiOg, až 23 % oxidu boritého BgO^, 0 až 3 % oxidu.hlinitého AlgOj, až 30 % oxidu barnatého BaO nebo vápenatého CaO nebo zinečnatého ZnO, 10 až 20 % oxidu sodného NagO a 0 až 5 % oxidu litného LigO. Toto sklo však má hranici prostupu menší než 200 nm·Borosilicate glasses are known in which the transmission in the ultraviolet region of the spectrum is good, but they do not match the adjustability requirements with the blacksmith and the high optical transmission for the wavelength of 253.7 »m, which is necessary for the desired application. Eg. U.S. Patent No. 84,731 discloses a glass composition having a concentration by weight of 40-75% SiO2, up to 23% BgO4, 0-3% AlgO3, up to 30% barium BaO or calcium CaO, or % zinc ZnO, 10-20% sodium oxide NagO and 0-5% lithium oxide LigO. However, this glass has a transmission limit of less than 200 nm ·

Je známo barnatokřemičité sklo s vysokým obsahem alkálií, podle patentu USA č. 3 994 708. Sklo obsahuje v hmotnostní koncentraci 61 až 70 % oxidu křemičitého, 0,5 až 3,5 % oxidu boritého BgO^, 1 až 5 % oxidu hlinitého AlgO^, 0 až 6 % oxidu vápenatého CaO, 8 až 10 % oxidu sodného NagO, 9 až 12 % oxidu draselného KgO, 4 až 15 % oxidu BaO a 0 až 5 % oxidu hořečnatého MgO· Uvedené sklo při tloušťce 1 mm vykazuje pro vlnovou délku 253,7 nm 65 % prostupu· Přesto tento dobrý prostup optického záření neumožňuje dostatečnou rychlost mazáni r©programovatelné paměti· luvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u skla složení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje v hmotnostní kóncentraci 66 až 69 % oxidu křemičitého SiOg, 20 až 24 % oxidu boritého BgO^, 3 až 6 % oxidu hlinitého AlgO^, 0,2 až 0,7 % oxidu vápenatého CaO, 1 až 3 % oxidu litného LigO, 2 až 5 % oxidu sodného NagO a 0,1 až 0,3 % oxidu arzenitého ASgO^· Suroviny, jimiž se uvedené oxidy vnášejí do skla, mohou obsahovat jednotlivě nebo v kombinaci v hmotnostní koncentraci železa Fe, mědi Cu a kobaltu Co maximálně mletý křemen 0,0004 %, kyselina boritá 0,0002 %, hydroxid hlinitý 0,002 %, uhličitan vápenatý 0,005 %,High alkali barium silicate glass is known, according to U.S. Pat. No. 3,994,708. The glass contains 61 to 70% by weight of silica, 0.5 to 3.5% of boron oxide BgO4, 1 to 5% of AlgO ≥ 0 to 6% CaO, 8 to 10% NaO, 9 to 12% KgO, 4 to 15% BaO, and 0 to 5% MgO. length of 253.7 nm 65% transmission · Yet this good transmission of optical radiation does not allow a sufficient erasure rate of the programmable memory. 69% SiOg, 20 to 24% BgO4, 3 to 6% AlgO4, 0.2 to 0.7% CaO, 1 to 3% LigO, 2 to 5% sodium oxide NagO and 0.1 to 0.3% o · The raw materials with which these oxides are introduced into the glass may contain, individually or in combination, a weight concentration of iron Fe, copper Cu and cobalt. %, calcium carbonate 0.005%,

232 059 uhličitan lithný 0,002 %, uhličitan sodný 0,001 %, dusičnan sodný 0,0002 % a oxid arsenitý 0,001 %.232,059 lithium carbonate 0.002%, sodium carbonate 0.001%, sodium nitrate 0.0002%, and arsenic oxide 0.001%.

Sklo podle vynálezu vykazuje spektrální prostup v ultrafialové oblasti pro vlnovou délku A “ 253,7 nm, při tloušťce skla 1 mm minimálně 75 %· Součinitel délkové teplotní roztažností el20-300 °C 3»95.1O~6 K~^X Slitina kovar má součinitel délkové teplotní roztažnosti ^2q_^qqOq ^roven 5,1*10 K ^X. Při zátavu vznikne ve skle slabé tlakové napětí, které je výhodné, protože zátav mezi kovářem a sklem musí být vakuově těsný. Rychlost mazání reprogramovatelné paměti, daná prostupem optického záření „ pro vlnovou délku A= 253,7 nm, je u skla podle vynálezu menší než u dosud známých skel. Tím se zvyšuje funkční i užitná hodno* ta skla, určeného pro mikroelektroniku, jejíž nároky se neustále zvyšují. ’The glass according to the invention has a spectral transmittance in the ultraviolet wavelength A '253.7 nm at a glass thickness of 1 mm at least 75% · Coefficient of linear thermal expansion el20-300 ° C, 3 »6 95.1 ~ K ~ ^X kovar alloy has a coefficient the linear thermal expansion 22q_ ^ qqOq ^equals 5.1 * 10 K ^X. During melting, a slight compressive stress occurs in the glass, which is advantageous because the melting between the blacksmith and the glass must be vacuum-tight. The erasure rate of the reprogrammable memory given by the transmission of optical radiation "for a wavelength λ = 253.7 nm is less in the glass according to the invention than in the prior art glasses. This increases the functional and utility value of glass intended for microelectronics, whose demands are constantly increasing. '

Příkladné provedení skla podle vynálezu je popsáno dále.An exemplary embodiment of a glass according to the invention is described below.

Sklo obsahuje v hmotnostní koncentraci 68,4 % oxidu křemičitého SiOg, 23 % oxidu boritého I^O^» 3,2 % oxidu hlinitého Ál₂0^, 0,5 % oxidu vápenatého CaO, 1,5 % oxidu lithného LigO,The glass comprises, in weight concentration 68.4% silica SiO, 23% boron oxide I ^ O ^ »3.2% alumina Al ₂ ^ 0, 0.5% CaO, 1.5% of lithium oxide League,

3,5 % oxidu sodného Na₂0 a 0,1 % oxidu arsenitého As₂0^. Vzhledem k příznivému vlivu oxidu lithného Li₂0 na spektrální prostup v ultrafialové oblasti, je výhodný poměr 0,45 oxidu lithného Li₂0 a oxidu sodného Na₂0. Spektrální prostup skla v ultrafialo< vé oblasti značně ovlivňují různé nečistoty, tvořící příměsy použitých surovin, zejména barvicí ionty železa Fe, mědi Cu a koft • baltu Co. Proto je nutné ke vnášení oxidů do skla použít surovin, definované čistoty, podle vynálezu. Aby se tyto uvedené nečistoty nedostávaly do skla při přípravě vsázky a tavení, je nutné vyloučit kontaminaci s prachovými nečistotami přítomnými ve vzduchu, míchání kmene provést ve skleněných nebo nekovových konteinerech, k nakládání kmene použít nekovových lopatek apod.3.5% Na ₂ O and 0.1% arsenic trioxide As ₂ O 2. Due to the beneficial effect of Li ₂ O on the spectral transmission in the ultraviolet region, the ratio of 0.45 lithium oxide Li ₂ O to sodium oxide Na ₂ 0 is preferred. The spectral transmission of glass in the ultraviolet region is greatly influenced by the various impurities used raw materials, in particular iron dye ions, copper Cu and koft balt co. Therefore, it is necessary to use raw materials of defined purity according to the invention for the introduction of oxides into the glass. In order to prevent these impurities from getting into the glass during the preparation of the batch and melting, it is necessary to avoid contamination with dust impurities present in the air, mix the batch in glass or non-metallic containers, use non-metallic blades to load the batch.

Sklo je nutné tavit v pánvičce zhotovené z velmi čisté platiny, stejně tak homogenizaci provádět vrtulovým míchadlem, zhotoveným z velmi čisté platiny. Za těchto okolností je sklo taveno při teplotách 1450 až 1500°C.The glass must be melted in a pan made of very pure platinum, as well as homogenized by a propeller stirrer made of very pure platinum. Under these circumstances, the glass is melted at temperatures of 1450 to 1500 ° C.

Sklo podle vynálezu může být použito také pro okénka světelných zdrojů ultrafialového záření, optické prvky, apod.The glass according to the invention can also be used for windows of ultraviolet light sources, optical elements, and the like.

232 059232 059

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Glass with a high transmission of ultraviolet radiation, in particular a wavelength of Λ = 25.3,7 nm, adjustable with a blacksmith, characterized in that it contains 66 to 69% by weight of SiO2, 20 to 24% of BgO4; 6% AlgO 2, 0.2 to 0.7% CaO, 1 to 5% LigO, 2 to 5% NaO, 0.1 to 0.5% arsenic oxide, and the raw materials with which said oxides are introduced into the glass may comprise iron Fe and / or a Gu and / or cobalt Co and / or cobalt Co in a maximum concentration of up to 0,0004% quartz, boric acid up to 0,0002 aluminum hydroxide up to 0,002%, carbonate calcium up to 0,005 lithium carbonate up to 0,002%, sodium carbonate up to 0,001%, sodium nitrate up to 0,0002% and arsenic trioxide up to 0,0001% ·