DE1033380B - Optisches Glas - Google Patents

Optisches Glas

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DE1033380B
DE1033380B DEJ13258A DEJ0013258A DE1033380B DE 1033380 B DE1033380 B DE 1033380B DE J13258 A DEJ13258 A DE J13258A DE J0013258 A DEJ0013258 A DE J0013258A DE 1033380 B DE1033380 B DE 1033380B
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DE
Germany
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percent
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zno
optical glass
cdo
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DEJ13258A
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English (en)
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Dr Walter Geffcken
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Schott AG
Original Assignee
Jenaer Glaswerk Schott and Gen
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
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    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
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Description

DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf optische Gläser, welche im wesentlichen aus La2O3, ThO2, B2O3, CdO, Ta2O5, ZrO2, WO3, Erdalkalien, ZnO und SiO2 bestehen und sehr hohe Brechwerte bei gleichzeitig sehr hohem ν besitzen.
So sind Gläser folgender Zusammensetzung bekanntgeworden.
Optisches Glas
La, O5, = 19,5 Gewichtsprozent
18,0 Gewichtsprozent
8,0 Gewichtsprozent
19,5 Gewichtsprozent
10,0 Gewichtsprozent
14,0 Gewichtsprozent
11,0 Gewichtsprozent
21.4 Gewichtsprozent
18.5 Gewichtsprozent
20,8 Gewichtsprozent
10.6 Gewichtsprozent 17,0 Gewichtsprozent
11.7 Gewichtsprozent
2\Jn
O
ThO2 =
ZrO2 =
CdO =
BaO =
B2O3 =
SiO2 =
Diese Gläser besitzen Brechwerte von 1,785 bzw. 1,762 bei v-Werten von 46,0 bzw. 48,0. Diese Gläser enthalten in Anbetracht ihrer hervorragend günstigen optischen Lage verhältnismäßig wenig an kostbaren Rohstoffen, sie besitzen jedoch noch den Nachteil, daß ihre Erschmelzung im großen wegen ihrer Kristallisationsneigung erhebliche Schwierigkeiten macht.
Es wurde nun gefunden, daß man die Schwierigkeit der Kristallisationsneigung umgehen kann und hierbei sogar zu noch extremeren optischen Lagen gelangt, wenn man erfindungsgemäß die bisher angegebene untere Grenze von 28 Gewichtsprozent für den Gehalt an den genannten 2wertigen Oxyden erniedrigt und ihn zwischen 10
Anmelder:
Jenaer Glaswerk Schott & Gen., Mainz, Hattenbergstr. 10
Dr. Walter Geffcken, Mainz, ist als Erfinder genannt worden
10 und 18 Gewichtsprozent hält, wovon höchstens 7 Gewichtsprozent der Gruppe der Erdalkalien zugehören sollen und der Rest auf ZnO und CdO sich verteilt. Dafür erhöht sich entsprechend die obere Grenze für La2O3 und ThO3. Der SiO2-Gehalt ist ebenfalls zu erniedrigen und soll 6 Gewichtsprozent nicht übersteigen. Statt dessen erhöht sich die obere Grenze für den Borsäuregehalt auf 30 Gewichtsprozent.
Die erfindungsgemäßen Gläser werden zweckmäßig in zwei Gruppen unterteilt. Die eine Gruppe liegt in der Brechung zwischen 1,770 und 1,805, die zweite oberhalb 1,805.
Die Zusammensetzungen dieser beiden Gruppen lauten erfindungsgemäß wie folgt:
Tabelle
.«s = 1,770 bis 1,805
La2O3
ThO2 = 16,5
B2O3 + SiO2 = 23,5
SiO2 =
2wertige Oxyde = 10
CaO + SrO + BaO =
CdO+ZnO = 3
ZnO = 3
Ta2O6 = 0
WO3
2.n,
= 1,805
= 24 bis 33 Gewichtsprozent = 24 bis 33
25,5 Gewichtsprozent
„ 30 Gewichtsprozent
< 6 Gewichtsprozent
,, 18 Gewichtsprozent
< 7 Gewichtsprozent
„ 15 Gewichtsprozent
,, 10 Gewichtsprozent
„ 8 Gewichtsprozent
Gewichtsprozent
16,5 ,, 25,5 Gewichtsprozent
19,5 „ 30,0 Gewichtsprozent
= < 6 Gewichtsprozent
= 10 „18 Gewichtsprozent
= < 5 Gewichtsprozent
= 9,5 „ 15 Gewichtsprozent
== 0 „10 Gewichtsprozent
= 5 „13 Gewichtsprozent
■= 1 „10 Gewichtsprozent
= < 15 Gewichtsprozent
erreicht. Die oben angegebene
Anteile ThO2 und La2O1
WO3 + Ta2O5
Die Gläser der Gruppe nd > 1,805 haben eine gewisse
Ähnlichkeit mit denen der deutschen Auslegeschrift obere Grenze für den Ta2O5-Gehalt wird bei einer ge-1 003 410, welche sich auf Gläser mit nd = 1,82 bis 1,89 45 eigneten Wahl des ZnO- und CdO-Gehaltes noch gar bezieht. Sie unterscheiden sich von ihnen aber durch den nicht benötigt, sondern man wird sich auch aus Sparsamgeringeren Gehalt an dem sehr teuren Tantaloxyd, der in keitsgründen in der Nähe der unteren Grenze halten, so der angegebenen Schrift zur Stabilisierung notwendig ist, daß etwa für die Gruppe nd = 1,77 bis 1,805 der Tantalwenn als 2wertiger Stoff BaO verwendet wird. Gerade oxydgehalt unter 3,5 Gewichtsprozent, für die Gruppe ein größerer Ta2OB-Gehalt wirkt jedoch bei Gläsern mit 50 nd > 1,805 zweckmäßig unter 10 Gewichtsprozent ge- nd<l,82 ungünstig, indem er den j»-Wert erniedrigt. halten wird. Die zugehörigen Gehalte an ZnO + CdO
Bei den erfindungsgemäßen Gläsern wird die Stabili- betragen dann wenigstens 5 bzw. 9,5 Gewichtsprozent, der
sierung durch die Verwendung des verhältnismäßig hohen Gehalt an Erdalkalien soll unter 6 Gewichtsprozent bleiben.
Gehaltes an ZnO + CdO in Gegenwart etwa gleicher Damit ergibt sich folgende Tabelle:
809 559/174
Q 24 bis 33 1 033 380 2.nä = 1,805 4
O 16,5 „ 25,5 Tabelle 2 Gewichtsprozent = 24 bis 33
1.ηΛ = 1,77 bis 1,805 23,5 „ 30 Gewichtsprozent = 16,5 „ 25 Gewichtsprozent
La2O3 = <6 Gewichtsprozent = 19,5 „ 30,0 Gewichtsprozent
ThO2 = 10 „ 18 Gewichtsprozent = <6 Gewichtsprozent
B2O3 + SiO2 = <6 Gewichtsprozent = 10 „ 18 Gewichtsprozent
SiO2 = 5 „ 15 Gewichtsprozent = <5 Gewichtsprozent
2wertige Oxyde = 3 „ 10 Gewichtsprozent = 9,5 „ 15 Gewichtsprozent
CaO +SrO +BaO = O „ 3,5 Gewichtsprozent = 0 „ 10 Gewichtsprozent
CdO + ZnO = Gewichtsprozent = 5 „ 10 Gewichtsprozent
ZnO = = 1 „ 10 Gewichtsprozent
Ta2O5 = Gewichtsprozent
WO3
Auch bei den niedrigbrechenden Gruppen wirkt ein zweckmäßig nicht unter 49 Gewichtsprozent absinken, Zusatz von WO3 auf die Stabilität günstig, doch ist es 15 wenn man höchste r-Werte erreichen will, zweckmäßig, unter 1,5 Gewichtsprozent zu bleiben, um Die Herstellung der erfindungsgemäßen Gläser erfolgt
den i»-Wert nicht zu senken. Ebenso ist in allen Fällen ein Zusatz von ZrO2 bis zu 6 Gewichtsprozent möglich. WO3 kann wie üblich teilweise durch MO3 ersetzt werden, ebenso Ta2O5 durch Nb2O5.
Bei der niedrigbrechenden Gruppe läßt man zweckmäßig den CdO-Gehalt 5 Gewichtsprozent nicht übersteigen, bei der hochbrechenden soll ZnO nicht unter 3 Gewichtsprozent sinken, wenn man besonders hohes ν
wünscht. Auch kann bis zu 1 Gewichtsprozent Li2O zu- 25 günstige optische Lage bei außerordentlich geringem gesetzt werden. Die Summe von La2O3 + ThO2 läßt man Gehalt an dem teuren Tantaloxyd ausgezeichnet.
in der üblichen Weise im Platintiegel. Die Gläser läutern sehr leicht und vollständig schon unterhalb 1300° C und können gerührt werden, bis sie bei etwa 95O0C zäh sind. 20 Selbst große Einheiten lassen sich ohne Kristallisation schmelzen. Die Gläser sind praktisch farblos.
Tabelle 3 zeigt beispielsweise eine Reihe von Zusammensetzungen. Die nachstehend aufgeführten Zusammensetzungen nach der Erfindung sind durch eine besonders
La2O3 = 27 bis 29 , 23 Gewichtsprozent = 27 bis 29 23 Gewichtsprozent
ThO2 = 20 , 30 Gewichtsprozent = 20 ti 27 Gewichtsprozent
B2O3 =
ά «J		 27 , , 6 Gewichtsprozent = 23,5 It 6 Gewichtsprozent
BaO + SrO + CaO = 4 , , 6,5 Gewichtsprozent = 4 j) 6,5 Gewichtsprozent
ZnO = 4 , , 10 Gewichtsprozent = 4 Il 15 Gewichtsprozent
ZnO + CdO = 8 , , 1,5 Gewichtsprozent = 10 It 1,5 Gewichtsprozent
WO3 0,5 , , 2 Gewichtsprozent = 0,5 ti' 3,5 Gewichtsprozent
Ta2O5 0 , , 5 Gewichtsprozent = 2 ti Gewichtsprozent
ZrO2 3 , Gewichtsprozent
1 2 3 Tabelle 3 Nr. 5 6 7 8 9 10
29,1 29,1 27,3 27,2 27,2 27,8 27,2 27,3 24,8
27,2 27,2 27,8 4 27,7 27,7 28,3 27,7 27,8 27,7
Gewichtsprozent B2O3 21,1 23,0 25,3 27,2 23,3 21,3 21,7 21,3 21,3 21,3
Gewichtsprozent La2Q3 6,3 6,3 6,4 27,7 6,4 6,4 6,6 6,4 6,4 6,4
Gewichtsprozent ThO2 3,9 1,9 — 21,3 3,5 3,5 — 3,5 4,0 5,9
Gewichtsprozent ZnO 3,7 3,7 4,8 8,4 3,8 3,8 3,8 3,8 4,8 3,8
Gewichtsprozent CdO 2,9 2,9 0,5 1,5 1,2 1,2 1,2 1,2 0,5 1,2
Gewichtsprozent BaO — — 7,9 3,8 1,0 3,0 5,1 4,9 7,9 7,9
Gewichtsprozent WO3 — — — 1,2 — — — — — —
Gewichtsprozent Ta2O5 0,9 1,0 — 4,9 1,0 1,0 1,0 1,0 — 1,0
Gewichtsprozent Li2O 4,9 4,9 — — 5,0 5,0 4,5 3,0 — —
Gewichtsprozent CaO 1,769 1,768 1,782 1,0 1,785 1,786 1,784 1,784 1,782 1,796
Gewichtsprozent ZrO2 48,3 48,7 47,5 3,0 47,7 47,2 46,9 47,1 47,4 46,0
«, 1,784
ν 47,3
11 12 13 14 N
15 		r.
16 		17 18 19 20
Gewichtsprozent B2O3 25,0 24,8 23,3 21,3 21,5 21,5 19,6 23,5 23,5 25,0
Gewichtsprozent La2O3 28,0 27,7 30,7 27,7 33,0 28,0 27,4 28,0 24,0 28,0
Gewichtsprozent ThO2 21,5 21,3 18,3 21,3 16,5 21,5 21,2 25,5 25,5 21,5
Gewichtsprozent ZnO 4,5 4,4 4,0 4,9 6,5 6,5 6,4 5,0 5,0 7,0
Gewichtsprozent CdO 8,0 7,9 5,4 5,4 8,5 8,5 8,3 5,0 5,0 8,0
Gewichtsprozent BaO 3,8 3,8 3,7 3,8 1,5 1,5 1,5 — 1,0 2,0
Gewichtsprozent WO3 1,2 1,2 1,2 1,2 1,0 6,0 6,8 3,0 3,0 1,2
Gewichtsprozent Ta2O5 5,0 7,9 12,4 12,4 10,0 5,0 6,8 10,0 10,0 5,5
Gewichtsprozent Li2 O — — 1,0 — — — — — — —
Gewichtsprozent CaO 1,0 1,0 — — — — — — — —
Gewichtsprozent ZrO2 3,0 — — 2,0 1,5 1,5 2,0 — 3,0 1,8
Wj. 1,796 1,799 1,806 1,824 1,805
V 46,0 .46,2 45,3 j- j»-·« j.
43,4		 — — — 45,0 — —

Claims (1)

  1. Patentansprüche.·
    1. Optisches Glas von folgender Zusammensetzung:
    = 24 bis 33 Gewichtsprozent = 16,5 „ 25,5 Gewichtsprozent = 19,5
    La2O3
    ThO2
    B2O3 + SiO2
    wobei
    SiO2
    2wertige Oxyde =10
    wobei
    CaO + SrO + BaO =
    CdO + ZnO = 3
    wobei
    ZnO = O
    Ta2O5 = O
    WO3 = O
    wobei
    Ta2O5 + WO3
    30 Gewichtsprozent
    <6
    „ 18
    <7
    „ 15
    „ 10
    „ 13
    „ 10
    Gewichtsprozent Gewichtsprozent
    Gewichtsprozent Gewichtsprozent
    Gewichtsprozent Gewichtsprozent Gewichtsprozent
    Gewichtsprozent
    2. Optisches Glas nach Anspruch 1 mit einer Brechung von na = 1,77 bis 1,805 von folgender ao Zusammensetzung:
    B2O3 + SiO2
    2wertige Oxyde
    CaO + SrO + BaO ■■
    CdO + ZnO
    3. Optisches Glas
    Brechung von ηΛ~>\
    setzung:
    B2O3 + SiO2
    2wertige Oxyde
    CaO + SrO + BaO
    CdO +ZnO
    WO3 + Ta2O5
    = 24 bis 33 Gewichtsprozent = 16,5 „ 25,5 Gewichtsprozent
    = 23,5 „ 30 Gewichtsprozent
    = <6 Gewichtsprozent
    = 10 „ 18 Gewichtsprozent
    = < 7 Gewichtsprozent
    = 3 „15 Gewichtsprozent
    = 3 „10 Gewichtsprozent
    = O „ 8 Gewichtsprozent
    nach Anspruch 1 mit einer ,805 von folgender Zusammen-
    = 24 bis 33 Gewichtsprozent = 16,5 „ 25,5 Gewichtsprozent , 30,0 Gewichtsprozent < 6 Gewichtsprozent , 18 Gewichtsprozent <5 Gewichtsprozent , 15 Gewichtsprozent , 10 Gewichtsprozent , 13 Gewichtsprozent , 10 Gewichtsprozent < 15 Gewichtsprozent
    = 10
    = 9,5
    = O
    = 5
    = 1
    4. Optisches Glas nach Anspruch 2 mit einer Brechung von nd = 1,77 bis 1,805 von folgender Zusammensetzung:
    B2O3+SiO2
    2wertige Oxyde
    CaO + SrO + BaO =
    — 24 bis 33 Gewichtsprozent = 16,5 „ 25,5 Gewichtsprozent = 23,5 „ 30 Gewichtsprozent = < 6 Gewichtsprozent
    , 18 Gewichtsprozent < 6 Gewichtsprozent
    = 10
    CdO + ZnO
    Ta2O5
    = 5
    = 3
    = 0
    15 Gewichtsprozent
    10 Gewichtsprozent
    3,5 Gewichtsprozent
    5. Optisches Glas nach Anspruch 3 mit einer Brechung von na > 1,805 von folgender Zusammensetzung :
    La2O3
    ThO2
    B2O3 + SiO2
    2wertige Oxyde
    CaO + SrO + BaO
    CdO + ZnO
    Ta2O5
    = 24 bis 33 Gewichtsprozent
    = 16,5 „ 25,5 Gewichtsprozent
    = 19,5 „ 30,0 Gewichtsprozent
    = < 6 Gewichtsprozent
    = 10 „ 18 Gewichtsprozent
    = < 5 Gewichtsprozent
    = 9,5 „ 15 Gewichtsprozent
    = 0 „10 Gewichtsprozent
    = 5 „10 Gewichtsprozent
    = 1 „10 Gewichtsprozent
    6. Optisches Glas nach den Ansprüchen 2 und 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an WO3 bis zu 1,5 Gewichtsprozent.
    7. Optisches Glas nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Gehalt an ZrO2 bis zu 6 Gewichtsprozent.
    8. Optisches Glas nach den Ansprüchen 2 und 4, gekennzeichnet durch einen CdO-Gehalt von unter 5 Gewichtsprozent.
    9. Optisches Glas nach den Ansprüchen 3 und 5, gekennzeichnet durch einen Gehalt von wenigstens 3 Gewichtsprozent ZnO.
    10. Optisches Glas nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe von La2O3 + ThO2 wenigstens 49 Gewichtsprozent beträgt.
    11. Optisches Glas nach Anspruch 7 folgender Zusammensetzung:
    La2O3
    ThO2
    B2O3 = 27
    BaO + SrO + CaO = 4
    ZnO = 4
    ZnO + CdO
    WO3
    Ta2O6
    Zr O,
    = 27 bis 29 Gewichtsprozent = 20 „23 Gewichtsprozent „ 30 Gewichtsprozent „ 6 Gewichtsprozent „ 6,5 Gwwehtsprozent „ 10 GeMaehtsprozent
    = 0,5 „ 1,5 (Ssaröhtsprozent = 0 „2 Gewichtsprozent = 3 „ 5 Gewichtsprozent
    12. Optisches Glas nach Anspruch 6 folgender Zusammensetzung:
    La2O3
    BaO + SrO
    ZnO + CdO
    = 27 bis 29 Gewichtsprozent
    =20 „ 23 Gewichtsprozent
    =23,5 „ 27 Gewichtsprozent
    CaO = 4 „ 6 Gewichtsprozent
    = 4 „ 6,5 Gewichtsprozent
    = 10 „ 15 Gewichtsprozent
    = 0,5 „ 1,5 Gewichtsprozent
    =2 „3,5 Gewichtsprozent
    1 809 559/174 6.58
DEJ13258A 1957-05-23 1957-05-23 Optisches Glas Pending DE1033380B (de)

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