ВКР «Оптические стекла в системе La2O3-Nb2O5-B2O3 с высоким показателем преломления»

1.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева»
Кафедра химической технологии стекла и ситаллов
Выпускная квалификационная работа:
«Оптические стекла в системе La2O3-Nb2O5-B2O3 с высоким показателем
преломления»
Заведующий кафедрой:
д.х.н., профессор В.Н. Сигаев
Руководитель:
д.х.н., профессор В.Н. Сигаев
Студент:
Н.А. Романов
Москва 2019г.

2. Актуальность работы

• На сегодняшний день для оптического стеклоделия можно определить несколько основных
тенденций, которые позволили бы усовершенствовать оптические системы: 1) высокий nd; 2)
высокий νd; 3) высокий nd и высокий νd; 4) высокий nd и низкий νd; и 5) использование стекла с
низким значением Tg.
В настоящий момент одним из стимулов развития оптических стекол является поиск
составов, соответствующих современным экологическим требованиям (без использования
оксидов тяжелых металлов).
Обоснование направления
исследования
• Модифицирование максимально возможным количеством компонентов модификаторов,
способствующих повышению показателя преломления, является перспективным направлением к
расширению класса оптических стекол с уникальными эксплуатационными характеристиками.

3.

Цель работы:
Разработка стекол с высоким показателем преломления на основе системы La2O3–Nb2O5–
B2O3 и определение их применимости в качестве перспективных оптических материалов.
Задачи работы:
1.
2.
3.
Определение области стеклообразования в системе La2O3–Nb2O5–B2O3.
Изучение особенностей физико-химических и технологических свойств стекол в
системе La2O3–Nb2O5–B2O3.
Влияние природы и содержания основных компонентов на структуру и свойства
стекол.

4. Синтез

Расчётная масса – 30г. Варка в платиновом тигле.
Компоненты: H3BO3, оксид лантана La2O3, оксид
ниобия Nb2O5
Печь с SiC
Нагревателями.
Муфельная печь отжига.
График температурного режима.

5. Определение области стеклообразования

6. Анализ стекол с ликвацией

Рентгенограммы непрозрачной фазы.
Рентгенограммы стеклофазы.

7. Анализ стекол с кристаллизацией

Рентгенограммы
закристаллизовавшихся
при выработке стекла.

8. Анализ однородных стекол

Рентгенограммы однородных стекол.

9. ДСК

Кривые ДСК однородных стекол.

10. Дальнейший план работ

1.
2.
3.
4.
Испытания химической стойкости полученных стекол.
Рентгенофлуоресцентный анализ химического состава полученных
стекол и сопоставление его с расчетным составом.
Изучение структуры стекол с помощью ИК и КР спектроскопии.
Получение спектров пропускания и оценка показателя преломления
методом Лодочникова.

11. Анализ результатов

Компоненты, мол %
La2O3
Nb2O5 B2O3
Хар-ка
материала
(nD по
Аппену)
ρ, г/см3
ТКЛР α∙107, град1 (50-500°С)
Tg, °C
12,5L12,5N75B
12,5
12,5
75
Ликвация
1,77
4,42
-
-
10,8L19,2N70B
10,8
19,2
70
Ликвация
1,84
4,55
-
-
21L14N65B
24L16N60B
27L18N55B
20L20N60B
10L10N80B
20L10N70B
10L20N70B
30L10N60B
10L30N60B
35L5N60B
25L5N70B
32,5L5N62,5B
32,5L10N57,5B
21
24
27
20
10
20
10
30
10
35
25
32,5
32,5
14
16
18
20
10
10
20
10
30
5
5
5
10
65
60
55
60
80
70
70
60
60
60
70
62,5
57,5
Ликвация
Однородное
Ликвация
Ликвация
Ликвация
Ликвация
Ликвация
Однородное
Крист-я
Крист-я
Однородное
Крист-я
Крист-я
1,88
1,94
2,00
1,95
1,71
1,82
1,84
1,93
1,98
1,92
1,81
1,89
1,96
4,38
4,46
4,62
4,51
4,36
4,33
4,62
4,51
4,45
4,52
4,15
4,47
4,67
79,7
84,9
84,9
79,6
75,4
84,7
76,2
-
655
658
658
654
629
661
666
-
22,5L5N72,5B
22,5L20N57,5B
22,5
22,5
5
20
72,5
57,5
Ликвация
Однородное
1,82
2,05
4,10
4,34
74,9
-
666
-

12. Спасибо за внимание!