DD216231A1 - Kristallisationsstabiles, verwitterungsbestaendiges optisches lanthanflintglas mit verbesserter homogenitaet - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft optisches Glas erhoehter Kristallisations- und Verwitterungsbestaendigkeit u. verbesserter Homogenitaet mit Brechzahlen n tief e = 1,732 - 1,738 und Abbezahlen v tief e = 45,9 - 46,5. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, optische Glaeser ohne Verwendung von radioaktiven, stark giftigen und extrem teueren Glaskomponenten herzustellen, die wesentlich kristallisationsstabilisiert und mit ausgezeichneter Homogenitaet zu erschmelzen sind und gleichzeitig eine verbesserte Verwitterungsbestaendigkeit besitzen. Sie sollen die Herstellung kostenguenstiger optischer Glaeser nach diskontinuierlichen und kontinuierlichen Technologien mit hohem Gebrauchswert hinsichtlich der Abbildungseigenschaften ermoeglichen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Glaszusammensetzung aus B tief 2 O tief 3 = 12,6-13,5 Masseprozent La tief 2 O tief 3 = 12,4-13,4 Masseprozent Y tief 2 O tief 3 = 11,8-12,5 Masseprozent BaO = 36,6-40,0 Masseprozent SiO tief 2 = 12,5-13,0 Masseprozent PbO = 6,0-7,0 Masseprozent Al tief 2 O tief 3 = 1,8-2,6 Masseprozent ZrO tief 2 = 0,7-1,5 Masseprozent As tief 2 O tief 3 = 0 -1,0 Masseprozent Sb tief 2 O tief 3 = 0-1,0 Masseprozent best. Es wurde gefunden, dass sich durch in sehr engen Grenzen definierte Zusaetze v. SiO tief 2, PbO, Al tief 2 O tief 3 u. ZrO tief 2 zu einem relativ kristallisationsinstabilen Glas d. Systems B tief 2 O tief 3 -La tief 2 O tief 3- Y tief 2 O tief 3- BaO optische Glaeser mit ganz wesentl. erhoehter Kristallisationsbestaendigk. erschmelzen lasse, d. gleichz. eine verbesserte Verwitterungsbestaendigkeit u. ausgezeichnete Homogenitaet besitzen.
Description
Kristallisationsstabiles, verwitterungsbeständiges optisches Lanthanflintglas mit verbesserter Homogenität
Die Erfindung betrifft optisches Lanthanflintglas mit Brechzahlen η = 1,732 - 1,738 und Abbezahlen ν = 45,9 - 46,5 mit erhöhter Kristallisations- und Verwitterungsbeständigkeit und verbesserter Homogenität, das zur Herstellung von optischen Bauteilen für den wissenschaftlichen Gerätebau und der Fotoindustrie geeignet ist.
Optische Lanthanflintgläser mit mittleren Brech- und Abbezahlen basieren bekannterweise auf Lanthanboratsystemen, die sehr vielfältig durch weitere glasbildende Komponenten variiert worden sind. Diese Gläser können neben La2O, und вр°з nachteiligerweise radioaktives ThOp oder die giftige Komponente CdO bzw. die teueren Bestandteile GeO0, Nbo0_, Ta0O1., Gd0O, oder Yb0O enthalten. Weiterhin sind solche Lanthanflinte bekannt,- die WO -, MoO- oder TiO0- Zusätze enthalten, die, wenn diese in größeren Mengen zugesetzt werden, eine Verschlechterung der Licht durchlässigkeit des optischen Glases bewirken.
23Ji)N.1983*O988lG
Weiterhin ist bekannt, daß» dem Glas Fluoride zugesetzt worden sind, was durch Verdampfung zur verstärkten Schlierenbildung und damit verschlechterten Homogenität der Gläser führt. Ein ebenfalls negativer Effekt tritt auf, wenn in das Glas zu große Mengen schwerlöslicher Bestandteile, wie z,B, ZrO2, Al„O SiO2 u.s.w«, eingeführt werden, weil sie den Schmelzprozeß erschweren und die Glasherstellung verteuern,
Lanthanflintgläser, die den Stand der Technik charakterisieren und die oben genannten Nachteile nicht besitzen, wurden z.B. aus dem System BpO -LapO -ZnQ abgeleitet und werden, wenn sie Brech- und Abbezahlen von ungefähr 1,73 - 1,74 und 45 - 46 besitzen,in folgenden Patentschriften beschrieben
DE-OS 27 54 255 : B2O3-La2O3
DP 53 75 210 : B2O3-La2O3222
Weitere Arten der Modifizierung von Lanthanflintgläsern mit der speziellen optischen Lage werden in der Patentschrift
DE-AS 10 11 596 : B2O3-La2O3-PbO-CaO charakterisiert. Alle diese den Stand der Technik charakterisierenden Gläser besitzen jedoch nachteiligerweise eine zu geringe Kristallisationsfestigkeit. In der Tabelle 1 sind Nachschmelzen von Ausführungsbeispielen der genannten Patentschriften aufgeführt, die die große Kristallisationsneigung der Gläser wiedergeben. Damit wird belegt, daß diese Gläser nur in kleinen Mengen, d.h. mit hohem ökonomischen Aufwand,gefertigt werden können.
Zusätzlich wird das den Stand der Technik charakterisierende handelsübliche LaF-Glas, das aus dem System B2O-La2O3-ZnO hergeleitet ist (DD-VVP 28 826), angeführt. Dieses Glas kann, da es im Temperaturbereich von ca. 610 C - 920 C mit einer maximalen Kristallwachstumsgeschwindigkeit KG von ca, 1330 /Jrn/h kristall!·
fuel л *
siert, nur in der unöкоnomischen Größenordnung von einigen
Kilogramm erschmolzen werden. Es besitzt nach TGL 22 149 die Verwitterungsklasse 3 und ist schlierenreich.
Ziel der Erfindung ist es, durch Erhöhung der Kristallisationsstabilität die Voraussetzungen zu schaffen, um durch Schmelzen nach herkömmlichen Tiegelschmelztechnologien bzw. modernen kontinuierlichen Wannentechnologien die Lanthanflintgläser kostengünstiger herzustellen und die Gebrauchswerteigenschaften hinsichtlich Verwitterungsbeständigkeit und Homogenität zu erhöhen.
Aufgabe· der Erfindung ist es, optische Lanthanflintgläser mit Brechzahlen η = 1,732 - 1,738 und Abbezahlen ν = 45,9 - 46,5 herzustellen,
- die keine radioaktiven oder stark giftigen Glasrohstoffe wie Thorium- bzw. Cadmiumverbindungen oder Fluoride, die zusätzliche Schlierenbildung bedingen, enthalten,
- die keine extrem teueren Bestandteile wie GeO0, Nbo0_ , Ta0O1-I GdpO oder YbpO-z erfordern,
- die keine färbenden Glaskomponeten wie ѴЮ-, MoO ode'r TiO0 enthalten,
- die kristallisationsstabilisiert sind,
- die eine erhöhte Verwitterungsbeständigkeit besitzen,
- die sich durch erhöhte Homogenität auszeichnen,
- die sich leicht erschmelzen lassen, obwohl sie einen Anteil schwerlöslicher Komponenten besitzen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Lanthanflintglas folgendermaßen zusammengesetzt ist .·
| B2°3 | 12,6 | - 13,5 | Masseprozent |
| La2O3 = | 12,4 | - 13,4 | Il |
| Y2°3 | 11,8 | - 12,5 | tt |
| BaO | 38,6 | -40,0 | H |
| SiO2 | 12,5 | - 13,0 | 11 |
| PbO | 6,0 | - 7,0 | ' |
| Al2O3 = | 1,8 | - 2,, 6 | It |
| ZrO2 | 0,7 | - 1,5 | * |
Dabei ist es günstig, wenn dem Lanthanflintglas Läutermittel, wie z,B. As2O oder Sb2O , zugesetzt werden.
Es wurde gefunden, daß sich durch in sehr engen Konzentrationen definierte Zu*sätze von SiO?, PbO, Al„O und ZrO„ zu einer günstig gefundenen Glassynthese des Systems B2O^-La2O-Y2O-BaO optische Gläser mit ganz wesentlich erhöhter Kristallisationsbeständigkeit erschmelzen lassen, die gleichzeitig eine verbesserte Verwitterungsbeständigkeit und ausgezeichnete Homogenität besitzen.
Überraschenderweise ist die kristallisationsstabilisierende Wirkung der Zusatzkomponenten auf sehr enge Konzentrationsbereiche und ein spezielles relativ kristallisationsempfindliches B?0 -La^O.,-Y2O-BaO Glas beschränkt. Die ausgewogenen Anteile aller Glasbestandteile ermöglichen eine bessere chemische Beständigkeit, ausgedrückt durch die Verbesserung der Verwitterungsbeständigkeit, Oxide wie SiO2, Y-O0-?* Al^O und ZrO2, die die chemische Beständigkeit verbessern, sind ausreichend im Glas vorhanden. Das Glas ist trotzdem leicht erschmelzbar. Der Anteil der negativ auf die chemische Beständigkeit wirkenden Komponenten dagegen ist minimal.
Durch die Auswahl eines borsäurearmen und yttriumreichen Glases des Systems B2O-La2O-YpO-BaO und von schwerverdampfenden Zusätzen von Al2O , SiO2 und ZrOp ist es möglich, hinsichtlich der Homogenität hohe Ansprüche erfüllende Lanthanflintgläser ohne besonderen technologischen Aufwand zu erschmelzen.
Das erfindungsgemäße Lanthanflintglas zeigt als zusätzlichen vorteilhaften Effekt eine hohe Licht durchlässigkeit, weil färbende Komponenten in der Synthese nicht enthalten sind.
In Tabelle 2 werden Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäßen Gläser mit Brech- und Abbezahlen bzw, Angaben zur Kristallisation und der Verwitterungsklasse wiedergegeben, die sich auf Grund der erfindungsgemäßen Glassynthesen nach diskontinuierlichen und kontinuierlichen Verfahren fehlerfrei, d,h, ohne Kristalle und mit ausgezeichneter Homogenität, erschmelzen lassen und eine verbesserte Verwitterungsklasse besitzen. Der Gemengesatz für ein diskontinuierliches Schmelzverfahren kann mehrere hundert Kilogramm berechnetes Glas betragen. Die Rohstoffe werden in herkömmlicher Weise als Oxide, Karbonate, Nitrate u.s.w, eingesetzt. Als Läutermittel können z,B, ASpO, und/oder Sb2O vorwendet werden. Als Schmelztiegelmaterial dienen Platin bzw. Platinlegierungen,
Das Gemenge wird, nachdem es gut homogenisiert wurde, bei 1250 0C bis 1300 C geschmolzen, gerührt und anschließend z.B, in eine Eisenform gegossen und gekühlt.
Zusammensetzuncjsbeispiele von optischen Gläsern der Patentliteratur Lfd.Nr, Patenschriften Glassynthesen in Masseprozent
n. Bezeichnung
La2°3 Zn0 Y2°3 Ca0 Ba0 Si02 Zr02 Ti0 2 Pb0 Li2°
Bemerkunger
ber. Glas
Schmelzsalz
DE-OS 27 54 255
Tab. 1, Bsp. 1 35,0 40,0 15,0 10,0 Tab. 1, Bsp. 4 31,0 31,0 14,0 15,0 5,0 4,0 3,5 kg 3,5 kg
JP 53 75 210
Tab. 1, Ssp. 5 8,5 13,5 26,0 26,0 18,5 6,0 1,0
0,5 3,0 kg
DE-AS 10 11 596
Tab. 2, Bsp. 38,0 40,9 NR. 104
1, Bsp.l Kristallschleier
Bsp.4 totale Kristallisation
2, Bsp,5 totale Kristallisation
3, Bsp.104 totale Kristallisation
7,5 13,6
Angaben zur Kristallisationsneigung der Zusammensetzungsbeispiele
3,0 kg
Lfd.Nr. Glassynthese in Masseprozent B2O3 La2O3
| Y2 | °3 | BaO | 3 | 12 | O2, | PbO | 7 | Al | 2°3 | ZrO2 | ,2 | As | 2°3 | Sb | 2°3 |
| 11 | ,9 | 39, | 9 | 12 | .7 | 6, | 3 | 2 | ,1 | 1 | ,9 | O | A | - | |
| 12 | ,0 | 38, | 7 | 13 | .7 | 6, | O | 2 | ,6 | O | ,7 | O | A | o, | 2 |
| 12 | Д | 39, | ,0 | 6, | 2 | ,0 | O | O | ,3 | O1 | 2 | ||||
1 13,1 12,6
2 12,8 13,2
3 13,2 - 12,8
Brechzahl Abbezahl Kristallisation Verwitterungsklasse
( Am/h) VK (TGL 22 149)
ITl 3 X
2 2 2
| 1 | η e | V | e | 9 | KG | |
| 1 | 1 | ,735 | 45, | 2 | 16 | |
| 2 | 1 | ,733 | 46, | 5 | 20 | |
| 3 | ,732 | 46, | 28 | |||
Claims (2)
1, Kristallisationsstabiles, verwitterungsbeständiges optisches Lanthanflintglas mit verbesserter Homogenität und mit Brechzahlen η = 1,732 - 1,738 und Abbezahlen ν = 45,9 - 46,5, das zumindest Boroxid, Lanthanoxid, Yttriumoxid und Bariumoxid enthält, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
B2O3 = 12,6 - 13.5 Masse %
La2O, = 12,4-13,4 Masse %
Y2O3 = 11,8 - 12,5 Masse %
BaO = 38,6-40,0 Masse %
SiO2 = 12,5-13,0 Masse %
PbO = 6,0 - 7,0 Masse %
Al2O3 = 1,8 - 2,6 Masse %
ZrO2 ~ 0,7 - 1,5 Masse %
2, Optisches Glas nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Läutermittel im Konzentrationsbereich bis zu 1,5 Masseprozent enthält.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD25229083A DD216231A1 (de) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | Kristallisationsstabiles, verwitterungsbestaendiges optisches lanthanflintglas mit verbesserter homogenitaet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD25229083A DD216231A1 (de) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | Kristallisationsstabiles, verwitterungsbestaendiges optisches lanthanflintglas mit verbesserter homogenitaet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD216231A1 true DD216231A1 (de) | 1984-12-05 |
Family
ID=5548422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD25229083A DD216231A1 (de) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | Kristallisationsstabiles, verwitterungsbestaendiges optisches lanthanflintglas mit verbesserter homogenitaet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD216231A1 (de) |
-
1983
- 1983-06-23 DD DD25229083A patent/DD216231A1/de not_active IP Right Cessation
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