AT215616B - Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus Quarzglas - Google Patents

Description

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  Verfahren zum Herstellen   von Gegenständen   aus Quarzglas 
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Gegenständen aus Quarzglas. 



   Quarzglas wird bekanntlich durch Schmelzen von kristallinem Quarz bei hohen Temperaturen, beispielsweise etwa 20000C erhalten. Sogar die reinsten natürlichen Quarzkristalle enthalten Verunreinigungen, beispielsweise Aluminium, Eisen und Germanium ; infolgedessen erhält man, wenn man von natürli-   chen Werkstoffen ausgeht, stets Quarzglas, das eine Lichtabsorption   mit einem ausgesprochenen Höchstwert bei einer Wellenlänge von etwa 2420       aufweist.

   Diese Absorption ist bei Anwendungen störend, bei denen eine maximale Durchlässigkeit im ultravioletten Bereich erwünscht ist, beispielsweise bei Nieder-   druckquecksilberdampfentladungslampen.   
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 schmelzenden, hochsiliziumhaltigen Boratglasart ausgegangen wird, woraus die löslichen Komponenten herausgelöst werden, das zu fast 100 % aus SiO2 bestehende zurückbleibende Gerüst anschliessend auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes zu erhitzen, wodurch die porige Struktur in eine nicht-porige verwandelt wird, und so die   U.     -Durchlässigkeit   des Glases zu verbessern. Nach der brit. Patentschrift Nr. 622, 530 wird dazu die obgenannte Erhitzung im Vakuum ausgeführt. Vorzugsweise wird das Glas vor dieser Erhitzung auf niedrigere Temperatur in reduzierender Atmosphäre erhitzt. 



   Nach den USA-Patentschriften Nr. 2, 612, 726 bzw. Nr. 2, 612, 727 wird diese Erhitzung im Vakuum ersetzt durch eine Erhitzung in nicht-oxydierender Atmosphäre (Stickstoff, Kohlensäure, Kohlenmonoxyd, Schwefeldioxyd, Helium, Neon oder Argon) bzw. in einer reduzierenden Atmosphäre (Wasserstoff). 



   Das Verfahren nach einer dieser drei Patentschriften beruht auf der Erkenntnis, dass Ferri-Eisen, das für die U. V.-Absorption verantwortlich ist, reduziert wird zu Ferro-Eisen, das eine wesentlich niedrigere U. V.-Absorption besitzt. 



   Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die Absorption, insbesondere im ultravioletten Bereich zwischen 2310 und 2540    ,   von in bekannter Weise durch Schmelzen hergestellten Quarzgegenständen herabzusetzen. 



   Es ist bekannt, dass dies dadurch erzielt werden kann, dass durch Erhitzung von Quarzglas erhaltene Gegenstände der Einwirkung eines Gleichspannungsfeldes bei einer Temperatur von etwa 10000C unterworfen werden, beispielsweise 30 Stunden lang bei 10000C in einem Feld von 1000 V/cm. 



   Nachteile dieser Behandlung sind ihre lange Dauer und die Schwierigkeit der Anbringung der erforderlichen Elektroden. Ausserdem ergibt sich bei dieser Behandlung an der Kathode eine farbige Schicht, die weggeschliffen werden muss. 



   Es hat sich herausgestellt, dass ein gleichwertiges Ergebnis auf viel einfachere Weise erzielbar ist. 



   Gemäss der Erfindung werden zu diesem Zweck die durch Schmelzen hergestellten Gegenstände aus Quarzglas in einer oxydierenden Atmosphäre, beispielsweise Luft, auf eine Temperatur zwischen 10500C und   14000C,   vorzugsweise zwischen 11000C und 1250 C, erhitzt. Die Dauer der Behandlung hängt von der gewählten Temperatur und vom Verunreinigungsgrad ab, der für das Auftreten des Absorptionsbandes zwischen 2310 und 2540       wichtig war. 



   Es ist nach dem aus der obigen USA-Patentschrift bekannten ausserordentlich überraschend, dass eine Erhitzung in oxydierender Atmosphäre das Herabsetzen der   U.   -Absorption mit sich bringt. Überdies wäre an sich nicht zu erwarten, dass die Behandlung von nicht-porigen, kompakten, sich nicht in ge- 

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 schmolzenem Zustand befindenden Gegenständen in einer Gasatmosphäre wirksam sein würde. Man würde höchstens eine oberflächliche Reaktion erwarten. 



   Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Figur ist für Teile ein und desselben Quarzglasstückes in unbehandeltem Zustand und nach Erhitzung auf verschiedene Temperaturen der Lichtabsorptionskoeffizient a in   cm -1 a s   Funktion der Lichtquantenenergie h y in Elektronenvolt gegeben. Die behandelten Quarzglasstücke sind 2 Stunden lang erhitzt. 



   Die Linie 1 stellt den Verlauf eines nicht-behandelten Quarzglases dar. Dieses Glas zeigt einen Höchstwert in der Absorption bei 5, 15 eV, was einer Wellenlänge von 2420       entspricht. Eine hruitzung auf 8500C hat ebenso wie Erhitzung über   14000C   eine Erhöhung der Absorption zur Folge, wie die Linie 2 zeigt. Eine Behandlung bei Temperaturen von   10500C   und von   14000C   ergibt, wie die Linie 3 zeigt, eine klare, wenn auch verhältnismässig geringe Herabsetzung der Absorption. Schliesslich zeigt die Linie 4 das Ergebnis einer Erhitzung auf Temperaturen von 11000C bis 13500C.

   Hieraus ergibt sich, dass insbesondere in diesem Temperaturbereich in einer angemessenen Zeit eine sehr gute Herabsetzung der Absorption, insbesondere der störenden Absorption zwischen 2310 und 2540   Â   erhalten wird. Eine Behandlung bei Temperaturen über   12500C   jedoch hat zur Folge, dass das Quarzglas auskristallisiert ; deshalb wird gemäss der Erfindung eine Behandlung zwischen 11000C und   12500C   bevorzugt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zum Herstellen von Gegenständen aus Quarzglas mit verringerter Lichtabsorption, insbesondere im ultravioletten Bereich zwischen 2310 und 2540 Ä, dadurch gekennzeichnet, dass auf bekannte Weise durch Schmelzen hergestellte Gegenstände aus Quarzglas in einer oxydierenden Atmosphäre einer Erhitzung auf Temperaturen zwischen 1050 und 14000C, vorzugsweise zwischen 1100 und 1250 C, unterworfen werden.