RU1826961C - Способ обработки стекла и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: обработка стекла, получение художественно-декоративных стекл нных изделий. Сущность: одновременно с воздействием сканирующего электронного луча на стекло ведут ионный обмен в ванне соли металла или расплава металла с приложением напр жени  между источником электронного луча и ванной ионного обмена . При этом сканирующий электронный луч модулируют по интенсивности насыщенности элементов изображени . 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к способам обработки стекла и предназначено дл  получени  художественно-декоративных стекл нных изделий.

Целью изобретени   вл етс  получение сложных цветных изображений в стекле.

На фиг.1 представлена упрощенна  эквивалентна  электрическа  схема системы электронный луч - стекло - расплав соли металла; на фиг.2 - блок-схема устройства дл  осуществлени  способа.

На фиг,1 представлены:

EI - источник напр жени ;

Е2 - эквивалентный источнику тока (луча ) источник напр жени  с внутренним сопротивлением Р,

Ял сопротивление электронного луча, эквивалентное обратной проводимости электронного луча;

Rc - сопротивление стекла;

Rp - сопротивление расплава соли металла;

С - эквивалентна  емкость стекла.

Условие протекани  равновесного процесса при последовательном сканировании (кадровой развертке) луча:

Ј

lo U + In + Ip,

0)

где )о установившеес  значение тока через расплав:

1з - ток зар да стекл нной мишени,

In - посто нный ток,

IP - ток разр да стекл нной мишени

1з(Е1+Е2)/(Нл+Яр)1- - (Нл+ВР)/(В - -Рс+Яр)е-1/ Гз ;(2)

ln (Ei+E2)/(Rfl+Rc+RP);(3)

IP - (Ei+E2)/RcHl-(tV-Rp)/(Rn+Rc+Rp)e4/ т Р

(4) где t - период кадровой развертки;

т з врем  зар да стекл нной мишени (образца),

00

ю о о

0

CJ

т р - врем  разр да стекл нной мишени во врем  обратного хода луча,

73 (Ял+Рр).Вс.Сс}/(Рл+Нс+Яр): (5)

г Р RC Сс.

Таким образом, ионы металла внедр ютс  в стекло под действием сил электрического пол , восстанавливаютс  на поверхности стекла, обращенной к электронному лучу, и создают замкнутый контур с тоном массопереноса, пропорциональным величине напр женности пол , созданным источником напр жени  EI, наличие тока источника напр жени  Еа и обратно пропорциональными сопротивлению сред: расплав - стекло - электронный луч.

Концентраци  ионов (насыщенность изображени ) задаетс  временем восстановительной реакции и/или температурой стекла, контактирующего с расплавом соли металла, и/или величиной тока электронного луча и/или величиной напр жени  между источником электронного луча и расплавом соли, поскольку каждый из этих факторов вли ет на величину ионного тока.

Синтез полихромного изображени  осуществл етс  введением в стекло ионов, сообщающих ему различную окраску, причем фоновой окраской  вл етс  окраска обрабатываемого стекла. Дл  этого полихромное изображение раздел ют ео времени последовательно на монохромные фрагменты проецируют эти фрагменты один за другим на стекло с помощью сканирующего электронного луча, формирующего потенциальный рельеф, соответствующий данному монохромному фрагменту. При этом при переходе от получени  изображени  одного фрагмента к дополн ющему изображению другого фрагмента замен ют расплав соли металла на другой, ввод т коррекцию в пространственное распределение интенсивности сканирующего электронного луча, измен ют параметры протекани  процесса: врем  экспозиции процесса и/или температурный режим стекла и расплава соли металла .

Сканирование электронным лучом поверхности стекла - кадрова  развертка изображени  может быть осуществлена tto телевизионным стандартам или стандартам компьютерных мониторов, поскольку посто нные развертки - врем  развертки строки и кадра намного меньше времени протекани  электродиффузионных процессов в стекле,

Устройство дл  осуществлени  способа содержит (фиг.2) установленную в печи 1 с нагревателем 2 ванну 3 с солью металла или металлическим расплавом, размещенную в

5 ней раму 4, контактирующую через уплотнитель 5 со стеклом 6, вакуумную камеру 7, контактирующую через уплотнитель 8 с рамой 4, расположенные в вакуумной камере 7 электронную пушку с катодом 9, модул то 0 ром 10 и ускор ющим 11 и фокусирующим 12 электродами, отклон ющую систему 13, установленную на камере 7, вакуумный пост 14 откачки соединенной посредством вывода 15 с вакуумной камерой 7, датчик 16тем15 пературы, расположенный в ванне 3 и подключенный через регул тор 17 к нагревателю 2, блок 18 задани  программы изображени  и систему управлени  электронным лучом, выполненным в виде

20 источника 19 анодного напр жени , селектора 20 каналов, блока 21 канала изображени , блока 22 цветности, переключател  23 каналов цветоразностных сигналов и блока 24 развертки. Вход системы управлени 

25 электронным лучом соединен с выходом блока 18 задани  программы изображени . Стекл нный образец 6, подлежащий электронно-ионной обработке,  вл етс  одновременно элементом конструкции, замы30 коющим вакуумируемый объем вакуумной камеры 7. Одна его поверхность соприкасаетс  с расплавом соли, а друга  состыкована с вакуумной камерой 7 посредством вакуумных уплотнителей 5, 8 и рамы 4. Ванна 3

35 соединена с положительным выводом источника 19 анодного напр жени , отрицательный вывод которого соединен параллельно с катодом 9 электронной пушки 8 и первым входом блока 21 канала изо40 Сражени , второй вход которого соединен с выходом селектора 20, а выход с входом блока 22 цветности. Выходы блока 22 цветности через переключатель 23 каналов цветоразностных сигналов подключены к

45 модул тору 10 электронной пушки 8. Ускор ющий электрод 11 и фокусирующий электрод подключены к первому и второму входу блока 24 развертки, третий выход которого подключен к отклон ющей системе 13. Вход

50 селектора 20 соединен с выходом блока 18 задани  программы.

Устройство работает следующим образом .

Предварительно создают программу

55 фиксированного изображени  рисунка, ввод т ее в блок 18, который принимает, обрабатывает , хранит и транслирует это изображение в систему управлени  электронным лучом.

С помощью вакуумного поста 14 откачки производ т откачку объема вакуумной камеры 7, ограниченного поверхностью стекл нного образца 6, до степени разрежени  10 -10 Па. Величина степени вакуума определ етс  габаритами вакуумной камеры , размерам-и стекл нного образца 6. При больших габаритах вакуумной камеры 7 и, соответственно, больших рассто ни х пробега электронов, требуетс  более высокий вакуум.

Затем на регул торе 17 температуры устанавливают значение температуры, соответствующее температуре плавлени  соли металла 3, например NaNOa, и достаточной проводимости стекл нного образца 6, производ т нагрев, контролиру  температуру с помощью датчика 16 температуры.

Далее включают систему управлени  электронным лучом. При этом сигнал с выбранного канала блока 22 цветности с помощью переключател  23 каналов цветоразностных сигналов поступает на модул тор 10 электронной пушки 8. Селектор каналов 20 принимает информацию об изображении от блока 18 и после обработки передает на блок 21 канала изображени , который осуществл ет модул цию сигнала изображени . Блок 24 развертки осуществл ет развертку заданного кадра изображени . Таким образом осуществл етс  сканирование электронного луча, созданного электронной пушкой 8 по поверхности стекл нного образца 6. Производ т экспонирование требуемого монохромного изображени  выключают систему управлени  электронным лучом и регул тор 17 температуры , отдел ют ванну 3 от состыкованного с вакуумной камерой 7 стекл нного образца 6, очищают его поверхность от остатков соли металла, замен ют соль в ванне 3 (или ванну с солью) на соль, позвол ющую получить дополн ющий цвет изображени . Переключают выход блока 22 цветности с помощью переключател  23 каналов цветоразностных сигналов 23, подключа  модул тор 10 электронной пушки 8 к выбранному каналу.

Устанавливают значение температуры на регул торе 17 температуры, соответствующее температуре плавлени  новой соли металла и новое врем  экспозиции. Производ т экспонирование нового фрагмента изображени  на ту же поверхность стекла. Таким образом получают полихромное изображение .

Поскольку при требуемых температурах (250-400° С) теплопередача от нагретой поверхности стекла осуществл етс  излучением и теплопроводностью, рама должна

иметь коэффициент теплопроводности ниже , чем стекл нного образца и вакуумной камеры.

При выполнении вакуумной камеры 7 из стекла рамы 4 и вакуумное уплотнение 8 могут не устанавливатьс .

Предлагаемый способ и устройство не накладывают ограничений на форму стекл нного образца 6 при условии соблюдени 

0 вакуумной плотности сочленени  его с вакуумной камерой 7.

Способ обработки стекла дл  получени  цветных изображений и устройство дл  его реализации позвол ют создавать сложные

5 полутоновые цветные изображени  предметов и сюжеты в стекле, объедин   при этом возможности компьютерной графики и телевизионного мониторинга с возможност ми электромеханических методов

0 окрашивани  стекла.

Данное техническое решение позвол ет получать сложные цветные изображени  в стекле и поэтому может найти применение в таких област х художественно-приклзд5 ного искусства как витражное, декоративное , ювелирное.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Способ обработки стекла путем нагрева и воздействи  сканирующим элект0 ронным лучом, отличающийс  тем, что, с целью получени  сложных цветных изображений в стекле, одновременно с воз5 действием сканирующего электронного луча ведут ионный обмен в ванне соли металла или расплава металла с приложением напр жени  между источником электронного

   0 луча и ванной ионного обмена, при этом сканирующий электронный луч модулируют по интенсивности насыщенности элементов изображени , формиру  потенциальный рельеф,

   5
2. 2. Способ по п.1,отличающийс  тем, что, с целью получени  поли тмного изображени , разлагают изображение на фрагменты, число которых равно требуемому числу окрашивающих слоев в стекле, экс0 попируют поочередно эти фрагменты на стекло сканирующим модулированным по интенсивности электронным лучом, формирующим потенциальный рельеф, соответствующий данному монохромному фрагменту,

   5 причем при переходе от получени  фрагмента одного цвета к фрагменту другого цвета замен ют расплав соли металла на другой, измен ют длительность экспозиции и/или температурный режим стекла и расплава соли металла.
3. 3. Устройство дл  обработки стекла, содержащее размещенную в вакуумной камере электронную пушку с катодом,

   модул тором и ускор ющим и фокусирующим электродами, отклон ющую систему, вакуумный пост откачки, соединенный с вакуумной камерой, и датчик температуры, подключенный через регул тор к нагревателю стекла, от л и чаю щеес   тем, что, с целью получени  сложных цветных изображений в стекле, оно снабжено ванной с солью металла или металлическим расплавом , установленной в ней рамой, контактирующей через уплотнители с одной стороны со стеклом, о другой - с вакуумной камерой, источником анодного напр жени , блоком задани  программы изображени , блоком развертки, селектором каналов, блоком канала изображени , блоком цветности, пере- ключателем каналов цветоразностных сигнзлоп, причем положительный вывод источника анодного напр жени  соединен с ванной, отрицательный - с катодом электронной пушки и первым входом блока канала изображени , с вторым входом которого

   через селектор каналов соединен выход блока задани  программы изображени , выходы блока канала изображени  подключены соответственно к входам блока развертки и блока цветности, выходы которого через переключатель каналов цветоразностных сигналов подключены к модул тору электронной пушки, ускор ющий и фокусирующий электроды которой подключены к первому и второму

   выходам блока развертки, третий выход которой соединен с отклон ющей системой , а датчик температуры размещен в ванне.

   Е2

   Ф и г.

   i

   // //