Технологія оптичних кольорових стекол інфрачервоного діапазону спеціального призначення

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (Ph.D) за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019. Дисертація присвячена створенню оптичних кольорових стекол зі спектральними параметрами – коефіцієнтом пропускання на довжині хвилі 1060 τ(λ₁₀₆₀) >65 %, поглинанням у спектральному діапазоні до 950 нм та технологіям їх отримання. На цей час існуючі стекла лише частково виконують ці умови, або технології їх отримання є нерентабельними для масового виробництва, тому було поставлена задача про створення стекол, які б могли задовольняти ці умови з фактором технологічності у виробництві. Вирішення досягнуто завдяки дослідженням поглинальної дії системи барвників Cr₂O₃-Mn₂O₃ у системі R₂O-PbO-SiO₂ та додатковому нанесенню оптичного покриття. Завдяки дослідженням було встановлено механізми забарвлення з урахуванням впливу домішок-барвників (Fe₂O₃/FeO), а також знайдені оптимальні концентрації барвників у склі. При розробці технології отримання оптичного кольорового скла були дослідженні основні технічні операції та методи контролю якості скла, що дозволяє отримувати дане скло у виробничому масштабі. Розроблені параметри контролю протікання процесів гомогенізації та освітлення розплаву скла з метою підвищення якості продукції. Також були розроблені методики обробки деталей зі скла та нанесення оптичних покриттів. Для автоматизації виробництва даної продукції та зменшення впливу людського фактору було розроблено програмне забезпечення автоматичної системи керування технологічними процесами (АСК ТП).Dissertation for the Ph.D. degree in specialty 05.17.11 – "Technology of refractory nonmetallic materials". – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. The dissertation is devoted to the development of infrared optical glasses with next spectral characteristics, as well as the creation of technologies for their production. The spectral characteristics are transmittance at a wavelength of 1060 nm 1060 τ (λ₁₀₆₀)>65% and absorption in the spectral range up to 950 nm. The solution to this problem was achieved due to the addition of the Cr₂O₃-Mn₂O₃ colorant system to the glass matrix of the R₂O-PbO-SiO₂ system, as well as the additional optical thin-film coatings. For production implementation optical color glass a pot regenerator furnace was used. The ceramic vessel with a volume of 500 liters was chosen. The temperature of the production was 1420 ± 20 °С. To improve the quality of optical glass practical studies were carried out. These studies devote to the modes of batch filling, mixing and temperature parameters. Fundamental researches were conducted on the mode of cooling of colored optical glass. For the first time for such glasses the stage of cooling made by inertia cooling of the furnace construction without gas. Due to introduction of the results and improving of the spectral parameters the volume of quality glass yield has increased. The software was developed to control the technological processes of the furnace in automatic mode.