DE1421892B2 - Optisches glas mit brechzahlen n tief e zwischen 1,75 und 1,85 und abbe zahlen ny tief e zwischen 40,3 und 50,0 - Google Patents

Optisches glas mit brechzahlen n tief e zwischen 1,75 und 1,85 und abbe zahlen ny tief e zwischen 40,3 und 50,0

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DE1421892B2
DE1421892B2 DE19621421892 DE1421892A DE1421892B2 DE 1421892 B2 DE1421892 B2 DE 1421892B2 DE 19621421892 DE19621421892 DE 19621421892 DE 1421892 A DE1421892 A DE 1421892A DE 1421892 B2 DE1421892 B2 DE 1421892B2
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Description

1. zu 80 bis 88 Gewichtsprozent aus einem Grundglas besteht, wobei dieses Grundglas die folgenden Komponenten — angegeben in Gewichtsprozent und bezogen auf das Grundglas = 100 Gewichtsprozent — enthält:
31,5 bis 39,0 B2O3+SiO1 (davon O bis 5
SiO,),
55,5 bis 63,6 La1O3,
2,9 bis 7,5 ZnO und/oder CdO:
4. Optisches Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es bis zu insgesamt 5 Gewichtsprozent mindestens eines Oxids der Elemente Magnesium, Kalzium, Strontium, Barium, Aluminium, Titan und Blei enthält.
2. zu 20 bis 12 Gewichtsprozent aus weiteren Komponenten, die dem Grundglas zugefügt sind, besteht, und zwar:
7,5 bis 12,0 Gewichtsprozent ZrO2, 2,0 bis 7,0 Gewichtsprozent Ta2O5, 1,0 bis 7,5 Gewichtsprozent WO3. .
2. Optisches Glas nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent:
SiO, ,--.:... 2.5
B,d"3 '.. 30,0
ZnO 1,0
CdO 1.5
La,O3 50.5
ZrO, 8,5
Ta,Ö5 4,0
WO3 2.0
3. Optisches Glas nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent:
SiO, 2,5
B,o"3 26,5
CdO 4,0
La2O3 49,0
ZrO, 10,0
Ta,Ö5 6,0
WO3 2,0
Gegenstand vorliegender Erfindung sind optische Gläser mit hoher Brechkraft und verhältnismäßig geringer Dispersion. Insbesondere handelt es sich um 892
optische Gläser mit Brechzahlen ne zwischen 1,75 und 1,85 und Abbe-Zahlen ve zwischen 40,3 und 50,0.
Optische Gläser mit den vorgenannten Werten sind für besonders hochwertige Objektive erforderlich. Aus diesem Grund sind auch schon wiederholt Versuche gemacht worden, derartige Gläser zu erschmelzen. Angaben darüber finden sich beispielsweise in der britischen Patentschrift 639 335, der deutschen Patentschrift 1 008 456 und den deutschen Auslegeschriften 1 021 139 und 1 070 794 sowie in einem Ubersichtsartikel in den »Glastechnischen Berichten«, März 1961, S. 91 bis 101. Die in diesen Druckschriften genannten optischen Gläser sind jedoch im allgemeinen nur sehr schwer zu erschmelzen wegen ihrer Kristallisationsneigung. Hinzu kommt, daß sie wegen der zu verwendenden Rohstoffe auch sehr teuer werden. Man fordert daher neuerdings Gläser, die dadurch, daß man sie in kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Schmelz- und Abgußverfahren herstellen kann, zu einem billigeren Gestehungspreis führen.
Die im folgenden angegebenen Gläser bieten diesen Vorteil, da sie fast keine Neigung zur Auskristallisation in dem zur Verarbeitung notwendigen Temperaturbereich zeigen. Ein weiterer Vorteil dieser Gläser ist, daß sie preßbar sind. Außerdem kann darauf hingewiesen werden, daß die Gläser eine hohe chemische Beständigkeit aufweisen. Der Tantalgehalt der Gläser ist verhältnismäßig niedrig, was sich vorteilhaft auf den Preis auswirkt, da das Tantaloxid zu den teuersten Rohstoffen zur Glasherstellung gehört.
In der obengenannten deutschen Auslegeschrift 1 021 139 sind Gläser beschrieben, die im wesentlichen aus Borsäure, Lanthanoxid, Zirkonoxid, Tantaloxid sowie Zink- und/oder Kadmiumoxid bestehen, wobei das Molverhältnis der Borsäure zu Lanthanoxid zwischen 2,5 und 3,6, das Molverhältnis der Oxide der zweiwertigen Elemente zum Lanthanoxid zwischen 0,35 und 0,9 und das Molverhältnis der Summe der Oxide der vier- und fünfwertigen Elemente zum Lanthanoxid zwischen 0,2 und 0,45 liegen soll. Die Summe der angegebenen Verhältniszahlen muß dabei zwischen 3,3 und 4,9 betragen. In Gewichtsprozent ausgedrüc i sollen die Anteile der einzelnen Oxide vorzi ^sweise innerhalb folgender Grenzen liegen:
Gewichtsprozent B2O3 27 bis 33
CdO 7,5 bis 15
La2O3 42 bis 52
ZrO2 2,0 bis 6,5
Ta2O5 3,5 bis 7,0
Bei weiteren Untersuchungen hat sich überraschend gezeigt, daß diese Gläser ganz wesentlich stabiler gegenüber Auskristallisation werden, wenn der Anteil an zweiwertigen Oxiden gesenkt und dafür der Anteil an Zirkonoxid gesteigert wird. Dabei kann die Borsäure bis zu einem Anteil von 5 Gewichtsprozent durch Kieselsäure ersetzt werden, wodurch die Gläser chemisch noch unempfindlicher werden. Außerdem wird dadurch der Viskositätsbereich für kontinuierliche und halbkontinuierliche Schmelzverfahren günstiger.
Die Gläser nach der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß sie bestehen:
1. zu 80 bis 88 Gewichtsprozent aus einem Grundglas, wobei dieses Grundglas die folgenden Kornponenten — angegeben in Gewichtsprozent und bezogen auf das Grundglas = 100 Gewichtsprozent — enthält:
31,5 bis 39,0 B2O3 + SiO, (davon 0 bis 5 SiO,), 55,5 bis 63,6 La2O3, 2,9 bis 7,5 ZnO und/oder CdO, und
2. zu 20 bis 12 Gewichtsprozent aus weiteren Komponenten, die dem Grundglas zugefügt sind, und zwar:
7,5 bis 12,0 Gewichtsprozent ZrO2, 2,0 bis 7,0 Gewichtsprozent Ta2O5, 1,0 bis 7,5 Gewichtsprozent WO3.
20
In der Zeichnung sind die das Grundglas bildenden Hauptbestandteile und der beanspruchte Bereich in einem ternären Diagramm dargestellt.
Der beanspruchte Bereich wird hierin durch die Punkte mit den Glasnummern 1/1 α bis 4/4α festgelegt. Die folgende Aufstellung gibt ihre exakte Lage in dem Diagramm — angegeben in Gewichtsprozent und bezogen auf das Grundglas = 100 Gewichtsprozent
an:
und/oder B2O3 ... 1 la Glasnummer 3 3 a 44a
31.5 2 2a 39,0 37,0
SiO, und/oder CdO ... 61.0 33,5 58,1 55,5
La9O 7,5 63,6 2,9 7,5
ZnO 2,9
Dieses Gebiet liegt sowohl außerhalb des Bereiches, der in der deutschen Auslegeschrift 1 021 139 beansprucht ist, als auch außerhalb des in der USA.-Patentschrift 2 430 540 angegebenen Glasigkeitsbereiche für das Dreistoffsystem CdO-B2O3-La2O3.
In den folgenden Tabellen sind einige Beispiele für Gläser nach der Erfindung mit ihren optischen Daten angegeben.
Die ersten drei Zeilen einer jeden Tabelle geben die Werte für die Grundglaskomponenten an (Grundglas = 100 Gewichtsprozent).
In den Zeilen 4 bis 8 einer jeden Tabelle stehen wiederum die Komponenten des Grundglases, hier aber nun mit ihren Gewichtsprozenten, bezogen auf das Gesamtsystem = 100 Gewichtsprozent (Grundglas + weitere Komponenten). Dies sei am Beispiel der Glasnummer 1 erläutert:
Gesamtsystem = 100 Gewichtsprozent
SiO2
B2O3
2-(SiO2+ B2O3)
ZnO
CdO
Σ (ZnO + CdO)
La2O3
Σ Grundglas
Σ weitere Komponenten Σ Gesamtsystem
5,0 20,8
1,2 5,0
25,8
6,2
50,0
Grundglas = 100 Gewichtsprozent
31,5
7,5 61.0
82,0
18.0
100,0
100,0
Tabelle (Gewichtsprozent) Glasnummer
la 3 a
4 4 a
36,50 37,00
56,00 55,50
7,50 7,50
29,60 32,80
5,00 3,30
1,20 3,30
45,50 48,30
8,00 7,50
4,00 4,00
6,70 1,40
1,8029 1,7883
44,5 47,7
SiO2 + B2O3 .
La2O3
ZnO und/oder
CdO
SiO2
B2O3
ZnO
CdO
La2O3
ZrO2
Ta2O5
WO3
31,50 61,00
7,50
5,00 20,80
1,20
5,00 50,00
7,50
3,00
7,50
1,8327 42,9
31,50 61,00
7,50
2,50 25,00
1,50
5,00 53,20
7,50
4,30
1,00
1,8140 46,3
33,50 63,60
2,90
2,50
25,00
2,40 52.20 12.00
4,90
1.00
1.8283 45,5
33,50 63,60
2,90
5,00
24,20
2,50 55,40
7,50
2,00
3,40
1,8098 46,3 39,00
58,10
2,90
32,00
2,40
47,70
9,90
7,00
1,00
1,8029
46,7
39,00
58,10
2,90
33,90
2,50
50,50
10,00
2,10
1,00
1,7829
48,5
33,70 61,00
5,30
4,53 23,70
2,64
1,80 51,10
9,06
2,64
4,53
1,8122 45,3
Tabelle (Gewichtsprozent)
SiO2 + B2O3 ..
La2O3
ZnO und/oder CdO
SiO,
B2O3
ZnO
CdO
La2O3
ZrO2
Ta2O5
WO3
CaO
PbO
Glasnummer 8 9
6 7 39,00 36.00
36,60 37,00 57,80 59,00
57,00 57,20 3,20 5,00
6,40 5,80 5,00 2,50
2,50 28,50 27.30
29,00 31,70 1,00
1,50 1,00 2,80 3,20
4,00 4,00 49,60 49,00
49,00 48,80 8,10 7,50
9,00 8,80 2,30 2,00
3,50 4,00 2,00 2,50
1,50 1,70 1,70
5,00
1,7897 1,8080
1,7952 1,7957 46,9 44.6
46,8 47,1
Tabelle (Gewichtsprozent) '
SiO2 + B2O3 ..
La2O3
ZnO und/oder CdO
SiO,
B2O3
ZnO
CdO
La2O3
ZrO2
Ta2O5
WO3
MgO
SrO
BaO
Al2O3
TiO2
Glnsiiummer
IO
33,20 61,00
5,80
2,50
25,50
5,00 51,50 7,50 2,00 1,00
5,00 1,8431 40,3
Il " 12
37,30 3-7Γ30
58,60 56.80
4,10 5,90
1,50
31,50 30,00
2,00
3,50 3,00
49,50 48,00
7,50 7,50
2,00 2,00
1,00 1,00
1,50
2,50
2,50
3,50
1,7861 1,7595
48,2 50,0
Die optischen Werte können noch weiter variiert werden, wenn die Gläser Erdalkalioxide — mit Ausnähme von Beryllium- und Radiumoxid — Aluminiumoxid (Al2O3), Titandioxid (TiO2) oder Bleioxid 5 (PbO) enthalten. Der Anteil an derartigen Zusätzen soll jedoch 5 Gewichtsprozent nicht überschreiten. Im folgenden sind noch zwei spezielle Gläser, die bereits bei der Berechnung von Objektiven verwendet worden sind, angegeben. Das Glas Nr. A hat eine ίο Brechzahl von ne1,7919 bei einem Abbe-Wert ve von 47,2; das Glas Nr. B hat eine Brechzahl ne = 1,8150 bei einem Abbe-Wert re = 45,1.
Glas Nr. A
15 Gewichtsprozent SiO2 2,5
B2O3 30,0
20 ZnO 1,0
CdO 1,5
La2O3 50,5
25 ZrO2 8,5
Ta2O5 4,0
- 30 W°3 2,0
Glas Nr. B 13 f Gewichtsprozent
SiO, 2,5
35.30 35
61.80 B2°3 26>5
ZnO —
2-90 CdO 4,0
2-00 40 L ο 49 0
26,80
0.40 ZrO 10
2,00 Ta2O5 6,0
50.50 45 WO3 2,0
10.00
550 Die Gemenge für diese optischen Gläser werden
-) gg vorzugsweise in Platingefäßen bei Temperaturen von
1250 „bis 13000C eingeschmolzen. Die Läuterung
50 erfolgt nach dem Einschmelzen bei einer Temperatur von 1350 bis 14000C. Nach dem Läutern wird die
— Schmelze bis auf die je nach dem Abgußverfahren
erforderliche Abgußviskosität heruntergerührt. Sie kann in halbkontinuierlichen oder kontinuierlichen 55 Verfahren abgegossen werden.
1,8160 Dje Gläser lassen sich nach bekannten Methoden
45.3 einwandfrei tempern und zu Preßlingen verarbeiten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 Patentansprüche:
1. Optisches Glas, das aus Borsäure (B2O3) und Kieselsäure (SiO2) sowie aus Lanthanoxid (La2O3), Zinkoxid (ZnO) und/oder Kadmiumoxid (CdO), Zirkonoxid (ZrO2), Tantaloxid (Ta2O5) und Wolframoxid (WO3) besteht, mit Brechzahlen ne zwischen 1,75 und 1,85 und Abbe-Zahlen ι·, zwischen 40,3 und 50,0, dadurch gekennzeichnet, daß es:
DE19621421892 1962-05-12 1962-05-12 Optisches glas mit brechzahlen n tief e zwischen 1,75 und 1,85 und abbe zahlen ny tief e zwischen 40,3 und 50,0 Pending DE1421892B2 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2653581A1 (de) * 1975-11-25 1977-06-02 Nippon Kogaku Kk Optisches glas

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2653581A1 (de) * 1975-11-25 1977-06-02 Nippon Kogaku Kk Optisches glas

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