JPH01182801A - 金属蒸気セル光学フィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 −上の１ 本発明は金属蒸気の吸光作用を利用する金属蒸気セル光
学フィルターに関する。

」ＬへＬＬ 透明な容器に金属蒸気を閉じ込め、金属原子の吸光現象
を利用する光学フィルターが提案されている。例えば、
ガラスの容器に金属ナトリウムの蒸気を閉じ込める構成
の光学フィルターが試作された。

が　゛しようとする 金属ナトリウムを蒸気状態に保つには、約３００℃以上
の高温に保つ必要がある。この時、ガラス容器は、所要
時間のあいだ、透明な状態を維持しなければならない。

しかし、約３００℃でナトリウム蒸気に長時間晒される
と、ガラスの表面部分から結晶化が始まり、ガラスは、
くもり始める。このため、光が直進透過できなくなり、
フィルターとしての機能が損われてしまう。

Ｒ」Ｊと１１ 前述した問題点に鑑みて、長時間にわたって高温の金属
蒸気に晒されても良好に作動する金属蒸気セル光学フィ
ルターを提供することが、この発明の目的である。

１１匹ＬＬ 前述の目的を達成するために、この発明は請求項１に記
載の金属蒸気セル光学フィルターを要旨としている。

口　、を　　するための− 本発明では、光の透過部分に、サファイヤ板を用いる。

サファイヤ板は必要により研摩される。好ましくはサフ
ァイア板の両面を互いに平行にし、かつ表面粗さ０．１
μｍ以下のいわゆるミラーポリッシュ状態にして、ガラ
ス状に透明にする。

サファイヤは、単結晶のアルミナであり、始めから結晶
体であるので、ガラスとはもがって結晶化して変質して
、くもることがない。

サファイヤ板は、筒状の胴体部に封着するが、熱膨張率
の差異の影響をなくすため、表面をＣ軸面に平行な面に
設定することが望ましい。

サファイヤ板は、多結晶アルミナ焼結体の筒状の胴体部
に封着される。

また、例えばナトリウム蒸気フィルターとして用いる場
合には、約３００℃での耐久性が必要とされる。このた
め、封着剤は高温の金属蒸気の化学的侵蝕に耐えるもの
にするのが好ましい。３００℃におけるナトリウム等の
化学的侵蝕に対しては、アルミナ・カルシア・イツトリ
ア・ストロンチアの四成分系の封着用フリットが有効で
あることが知られている。

このフリットを用いてサファイヤ板を胴体部に封着する
。胴体部は、サファイヤ成分と同じ多結晶アルミナセラ
ミックスで形成するとよい。それはサファイヤと熱膨張
率が近いこと、またサファイヤと同じように金属蒸気に
耐えるからである。

また、この円筒状の胴体部には封入金属を入れる作業や
排気作業に都合の良いように枝管を配することもできる
。枝管の形状は特に限定しないが、フィルター全体を加
熱容器に入れて使用する際、容器の大きさが小さく出来
るようにするため、円筒と平行になるように曲げること
が望ましい。

ＩＪＬ二１ 以下、第１図を参照して本発明の詳細な説明する。

平均粒径０．２μｎ＋、純ｒ！１９９．９９％のアルミ
ナ粉１００部にスピネル（Ｍｇ、１１２０４）０．５部
、イオン交換水６５部、ポリアクリル酸アンモニウム２
部をポットに入れ、アルミナボールととしに２昼夜混合
して泥漿とした。

石膏で鋳込用二つ割り型をつくり、胴体部が内径４２．
８１１と高さ７４．０１−を有し、さらに枝管１０とし
て内径１２．１ｍｍを有する割り型を作成した。この型
に泥漿を流し入れ、約１０分後に泥漿を排出した。その
まま室温で乾燥した後、型から成形体をとり出した。

この実施例では第１図に示すように枝管１０の先端部が
円筒部と平行になるように形成　。

されている。

さらに、室温で一昼夜乾燥させた後、９００℃で仮焼し
、水素雰囲気下で１８００℃で焼成し、得られた焼成体
の胴体部１１の円筒部の上部と底部を平行に切断して研
摩した。

円筒部の上端と下端に、アセトンと混合したガラスソル
ダー（またはガラスフリット）１２を塗布し、予め両面
を平行にミラーポリッシュ状態に研摩しておいたサファ
イヤ板１３．１４を取り付けて、約４０ｇの重りをのせ
て、１４５０℃で２時間空気中で加熱して円筒とサファ
イヤ板を封着した。

次に、枝管部１０に高アルミナガラス管を熔着させた。

ナトリウム金属を投入した後、このガラス管を真空系に
接続して系内を真空にした。予め耐アルカリガラスフリ
ット１５を表面に熔着しておいた多結晶アルミナ片１６
をアルミナセラミックス枝管端部上に置き、バーナーで
加熱することにより、枝管を封じた。

これを３００℃に加熱した炉内に設置し、金属ナトリウ
ムを蒸気１７にした。このようにして得られた金属蒸気
セルフイルターを、ナトリウムＤ線スペクトルを吸収す
るフィルターとして１０００時間使用したところ、変質
部は見られず、良好に作動した。第１図では、入射光を
矢印１８で表し、出射光を矢印１９で表している。なお
、加熱用の炉は図示していない。

次に、第２図を参照して本発明の他の実施例について説
明する。

平均粒ｔ！０．５μｏ＋　１純度９９．９５％のアルミ
ナ粉１００部にスピネル（ｌＶＨＩＡＱ２０４）０．３
部、イオン交換水２０部、ポリアクリル酸アンモニウム
０．５部をポット中に入れ、アルミナボールとともに２
昼夜混合して泥漿とした。

石膏を用い、内径が４０１１１ｉ１１高さが５　Ｑ　ｍ
ｍ。

枝管２０の内径が１０ｍ１ｌｌである２つ割り型を製作
し、この型に泥漿を流入し、約５分後に泥漿を排出した
。そのまま室温で乾燥した後、石膏型より成形体を取り
出した。

この実施例では第２図に示すように枝管２０は円筒部に
垂直に終端するように形成されている。

この成形体を一昼夜乾燥させた後、空気中で１７００℃
で焼成して高純度アルミナセラミックス質の焼成体を製
作した。得られたセラミックスの寸法は、外径が３２１
１１１１１．高さが５０１１１Ｉ１１１肉厚が２１１ｍ
であった。

チョクラルスキー法で製作したサファイアインゴットか
らＣ軸に直角に板を切り出し、厚さが２１１ｍｍで外径
が３２１１１１の円板２３．２４を製作した。この円板
の両面をダイヤモンド粉を用いて研摩し、表面粗さを０
．０５８とし　１こ　。

アルミナ円筒の上、下端にＡｌ！２０３．ＣａＯ，Ｙ２
０３　、　Ｓｒ　Ｏ成分の粉体をアセトンで練ったペー
スト２２を塗布した。アルミナセラミックス円筒の上下
端をサファイア板２３．２４ではさみ、これに４０ｇの
アルミナブロックの重りを乗せ、１４５０℃で２時間空
気中で加熱して封着した。

枝管部に高アルミナガラス管を熔着し、カリウム金属片
を投入した後、このガラスを真空系に接続し、系内を真
空にした。その後、予め表面にＡｕ２０３．Ｑａ　ｏ、
Ｙ２０３　、Ｓｒｏを熔着しておいたアルミナセラミッ
クス片２６を枝管端部に置き、バーナーで加熱すること
により、ＡＱ２０３．’Ｃａ’Ｏ，Ｙ２０３　。

ＳｒＯ熔着物２５を再熔融して枝管を封じた。

これを約２００℃に加熱し、カリウム蒸気２７を発生さ
せ、カリウム蒸気の原子吸光による光学フィルターとし
て用いた。

４０４　ｎｍのスペクトル線の吸収は良好であり、かつ
１０００時間での測定においても、何らの変質部も見ら
れず良好に作動した。なお、第２図において、入射光は
矢印２８で示し、カリウム原子によって４０４　ｎｉｌ
のスペクトル線が吸収された出射光を矢印２９で示して
いる。

前述の実施例はいずれも円筒形状のものであるが、本発
明の金属蒸気セル光学フィルタ−は円筒形状のものに限
定されない。例えば、断面が多角形である筒形状のもの
でもよい。

１１些立１ 本発明の金属蒸気セル光学フィルターは、長時間にわた
って高温の金属蒸気に晒されても、光の透過面が透明に
保たれるので、長時間にわたり光学フィルターとして良
好に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属蒸気セル光学フィルターの実施例
を示す断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す断面
図である。 １０．２０・・・枝管部 １１．２１・・・胴体部 １２．２２・・・ガラスフリット（ソルダー）１３．２
３・・・サファイア板 １４．２４・・・サファイヤ板 １５．２５・・・ガラスフリット １６．２６・・・多結晶アルミナ片 １７・・・ナトリウム蒸気 ２７・・・カリウム蒸気 １８．２８・・・入射光 １９．２９・・・出射光 代　理　人　弁理士　１）辺　徹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、両面を研摩した２枚のサファイア板を、多結晶アル
   ミナセラミック焼成体で形成した筒状の胴体部に封着し
   、前記２枚のサファイア板と前記胴体部によって形成さ
   れた空間の中に吸光作用を有する金属蒸気を閉じこめた
   ことを特徴とする金属蒸気セル光学フィルター。