DE1016416B

DE1016416B - Verfahren zur Herstellung von optischem Quarzglas

Info

Publication number: DE1016416B
Application number: DEV6545A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Klaus Kuehne
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1953-11-24
Filing date: 1953-11-24
Publication date: 1957-09-26

Description

Verfahren zur Herstellung von optischem Quarzglas Für die Herstellung von Ouarzglas ist ein Verfahren bekannt, bei dem zunächst ein verhältnismäßig weiches Alkali-Borosilikatglas in der üblichen Weise geschmolzen und dann durch Pressen, Ziehen oder Blasen geformt wird. Hierauf werden die Flußmittel des durch eine Wärmebehandlung in eine leichtlösliche und eine unlösliche Phase aufgespaltenen Glases durch Auslaugen mit heißer Säure entfernt. Die zurückbleibende kieselsäurereiche Struktur wird schließlich durch einen Erwärmungsprozeß verfestigt. Das nach diesem Verfahren hergestellte Glas ist auf Grund seines niedrigen Ausdehnungskoeffizienten und seiner dementsprechend hohen Beständigkeit gegen Wärmestöße, seiner chemischen Widerstandsfähigkeit und seines hohen Erweichungspunktes für die Herstellung von Industrie- und Gerätegläsern hervorragend geeignet. Für die Zwecke der Optik ist es jedoch wegen seiner optischen Inhomogenität nicht verwendbar.
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Glases, das optisch homogen ist und sich infolgedessen besonders für optische Zwecke eignet. Gemäß der Erfindung wird dies durch ein Herstellungsverfahren erreicht, bei dem ein weiterer Reinigungsprozeß auf elektrolytischem Wege mit Hilfe eines das poröse Glas durchdringenden wäßrigen Elektrolyts vorgenommen wird. Diese Maßnahme trägt zur Homogenisierung des Glases bei und bewirkt außerdem die Entfernung aller Komponenten außer Si0- Nachdem die Porosität des Glases durch die an sich bekannte Wärmebehandlung restlos beseitigt ist, besitzt das so behandelte Glas dieEigenschaften reinsten Ouarzglases. Durch dieErfindung wird es also ermöglicht, von der Verwendung des natürlichen Quarzes freizukommen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Grundglas geeigneter Zusammensetzung nach der Formgebung einer mehrere Stunden dauernden Wärmebehandlung bei 500 bis 600° unterworfen, wodurch es möglich wird, alle Komponenten außer Si 02 zu einem gewissen Prozentsatz aus dem Glas zu lösen. Hierdurch entsteht ein Glas mit mikroskopisch feinen Poren, das beispielsweise folgende Zusammensetzung haben kann: 94 bis 981/1o SiO2, 1 bis 0,1/0 A1,03, 1 bis 0,1% Ca0, 1 bis 0,11/u Mg0, 0,1 bis 0,0011/o Fe203, 0,1 bis 0,01% AS203, 2 bis 4% B.,03 und 1 bis 1% Nag O, wobei die Poren einen Radius von etwa 20 bis 60A haben können. Dieses Glas wird dem elektrolytischen Reinigungsprozeß unterzogen, indem es beispielsweise als Diaphragma in eine elektrolytische Zelle eingespannt wird. Als Elektrolyt können auf beiden Seiten des Diaphragmas Mineralsäuren verschiedener oder gleicher Konzentration und als Elektroden beiderseits Platinbleche verwendet werden. Die so gebildete elektrolytische Zelle wird an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen, deren Potential so bemessen ist, daß durch ein Diaphragma mit einer Oberfläche von etwa 30 cm2 ein Strom von 1 bis 3 A fließt. Die Dauer der elektrolytischen Behandlung hängt weitgehend von der Verunreinigung des Glases ab und beträgt 1 bis 26 Stunden.
Der elektrolytische Reinigungsprozeß bewirkt infolge der entstehenden elektrischen Felder eine Orientierung der herauszulösenden Teilchen in der Weise, daß ihre Verbindung zum Molekülverband sehr labil wird, so daß sie sich schließlich ablösen.
Die so behandelten porösen Gläser müsens gründlich ausgewaschen werden, um den Elektrolyt restlos zu entfernen. Hierauf werden sie einer Wärmenachbehandlung bei 800 bis 1100° unterzogen, die zur Folge hat, daß die Porosität vollständig verschwindet. Dabei findet eine Kontraktion statt, durch die sich. die linearen Abmessungen um etwa 5 bis 71/o verringern. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Quarzgläser, beispielsweise Planscheiben oder Linsenpreßlinge beliebiger Radien, hergestellt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von optischem Ouarzglas, bei dem nach dem Schmelzen und Formen eines Alkali-ßorosilikatglases die Flußmittel aus diesem durch einen Auslaugeprozeß entfernt werden und das dadurch entstandene poröse kieselsäurereiche Glas durch eine nachfolgende Wärmebehandlung homogenisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an den bekannten Auslaugeprozeß eine weitere Reinigung des Glases auf elektrolytischem Wege mit Hilfe eines das poröse Glas durchdringenden wäßrigen Elektrolyts vorgenommen wird.
2. Verfahren zur Herstellung von optischem Quarzglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zu reinigende Glaskörper als Diaphragma in eine elektrolytische Zelle eingespannt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 645 128; USA.-Patentschriften Nr. 1785 888, 2 198 733: