DE1496561A1 - Glas,insbesondere als Werkstoff fuer optische,im IR-Bereich durchlaessige Bauelemente - Google Patents

Glas,insbesondere als Werkstoff fuer optische,im IR-Bereich durchlaessige Bauelemente

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DE1496561A1
DE1496561A1 DE19651496561 DE1496561A DE1496561A1 DE 1496561 A1 DE1496561 A1 DE 1496561A1 DE 19651496561 DE19651496561 DE 19651496561 DE 1496561 A DE1496561 A DE 1496561A DE 1496561 A1 DE1496561 A1 DE 1496561A1
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glass
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optical components
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DE1496561B2 (de
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Broemer Dipl-Chem Heinz
Norbert Meinert
Johann Spincic
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Ernst Leitz Wetzlar GmbH
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Ernst Leitz Wetzlar GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
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    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
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Description

Glas, insbesondere als Werkstoff für optische, im IR-Bereich durchlässige Bauelemente
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf ein Glas, insbesondere als Werkstoff für optische, im IR-Bereich durohlässige Bauelemente, das unter Anwendung Üblicher Sohmelzverfahren aus einem Gemengeansatz erschmolzen ist, dessen einzelne Komponenten keine klassischen Glasbildner sind und auch nicht zu den Halb-Glasbildnern gerechnet werden können.
Unter glasbildenden Stoffen sind vor allem solche Stoffe zu verstehen, die im Gemenge mit anderen Stoffen oder für sich allein beim Erstarren aus dem.Schmelzfluß Gläser bilden, wie z.B. Kieselsäure, Borsäure und Phosphorsäure.
Nach V.M.GoldsQhmidt sind nur solche Kationen zur Glas» bildung befähigt, die sowohl kleine Ionenradien als attoh hohe elektrostatische Ladungen haben. Bin kleines Kation, wie z.B. Si , das die hohe Ladung +4 hat, umgibt sich mit so vielen Antonen, daß es mit ihnen ein raumerfülltes Tetraeder bildet. Sin Siv '-Ion paßt gerade in den Hohlraum, den vier Sauerstoffanionen zwischen sich bilden.
Rechnet man die Grenzen aus, die eine Glasbildung wahr« soheinlich maohen, so findet man nach V.M.Goldsohmidt, daß das Verhältnis Kationenradius zu Anionenradius rK t rA zwisohen 0,2 bis O1H liegen darf. Dies ist bei den
klassischen Glasbildnern der Fall. _2- ~
!\-JUe UnterlagtB tW. l § 1 Abi. 2 Nr. l Sofa 5 des Mwungsses. v. 4. 9.1967).
9 09825/1253 -bad qmginal
-Z-
Aktenzeiohens P Ik 96 56I.8
unser Zeichens A 141O 16.5.1968.
Nach Zaohariäaen und Warren 1st Glas ein Raumgebilde, das aus Waben unregelmäßiger Form besteht. Dieses Gebilde verlangt aber folgendes» Das räumliche Aneinanderreihen der SiO^-Tetraeder im Silikatglas und analog der BO„-Dreiecke im Boratglas bedingt eine willkürliche Anordnung der einzelnen Tetraeder zu unregelmäßigen Polyedern. Im Glas
-4
können die Tetraeder nur gemeinsame Ecken, nicht aber ^ Kanten oder Flächen gemeinsam haben, weil in diesem Fall sofort eine Fernordnung entstehen würde.
Sind nur die Ecken im Tetraeder gemeinsam, dann ist der Winkel zwischen den beiden Tetraederkanten zunächst beliebig. Sie sind dann gegeneinander, bezogen auf eine Fernordnung, verschoben. Warren denkt sich die zwischen den Ketten des Netzwerkes befindlichen Hohlräume durch Alkalien und Erdalkalien ausgefüllt.
Die nach den o.a.Glasgrundlagen erschmolzenen Gläser bringen zwar dem Optiker ausgezeichnete Werte und ermöglichen ihm vielseitig· Kombinationeinögliohkeiten, doch zeigen alle Gläser, welche aus einer dieser Glasbasen erschmolzen werden, im nahen IR bereits eine starke Absorption.
Aus der Literatur sind einige Glaszusammensetzungen bekannt, die aus mehreren Oxiden bestehen, die als nicht glasbildend anzusprechen sind und im nahe» IR durchlässig sind. Die angeführten technischen Daten lassen aber nicht erkennen, ob diese Gläser auch in (fs*ößeren Einheiten erschmolzen werden
9 09 8 2 5/1253 bad original
Aktenzeichens P Xk 96 561.8
unser Zeichen« A 141O
16,5.1968.
können, und haben deshalb für den rechnenden Optiker nur theoretischen Wert*.
Es wurde nun gefunden, daß man besonders gute IR-durchlässige Gläser erhält, wenn man sie aus einem Gemengeansatz erschmilzt, der besteht aust
a) einem Grundglasgemenge aus TeO2 sowie MgO und/oder MgF2, bei dem - für sich genommen - der TeOg-Anteil zwischen 77 und 99 Gew.# und der Anteil an MgO und/ oder MgF zwischen 1 und 23 Gew.$ betragen, und
b) einem Zusatz von Oxiden und/oder Fluoriden von jeweils nur einem der Elemente Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Pb, wobei im Gesamtgemenge der Anteil an MgO und/oder MgF2 bis zu 15 Gew.^, der Anteil an TeO2 mindestens 50 Gew,# betragen. '
Bei der Durchführung systematischer Versuche hat es sich gezeigt, daß noch recht stabile Gläser bis zu einem Gewichtsverhältnis von 99*0$ TeO2 und 1,0$ MgO im Pt-Tiegel erschmolzen werden können. Die Oxide von Ca, Sr, Ba, Zn, Cd können mindestens teilweise durch ihre Fluoride ersetzt werden. Bei der Verwendung der vorgenannten Zusätze hat es sich gezeigt, daß man vorteilhafterweise nur jeweils eines der genannten Elemente als Oxid und/oder Fluorid in das Gemenge einsetzt. In der nachfolgenden Tabelle sind einige Beispiele für Gläser nach der Erfindung angegeben.
-;'.' 909825/1253 "^"
Patentabteilung Mei/GG
15
Aktenzeichen» P 14 96. 5.61.8 unser Zeichen: A 141O
16 Tellurschmelzen (IR) MgO BaO MgF2 .5.1968. H96561
TeO2 1,0 _ _
99,0 2,4 *» met PbF2
Schmelze 97,6 5,0 ' BaP2 _
1 95,0 7,5 — _ -
2 92,5 2,0 14,7 - . -
3 83,3 2,7 26,2 -
4 71,1 7,5. -. _ - -
5 77,5 15,0 - "" - -
6 55,0 7,5 - - -
7 77,5 - 30,0 15,0 -
8 70,0 15,0 15,0 30,0 15,0
9 55,0 - -
10 -■ _
11 15,0
Die o.a.Gläser sind gelb gefärbt. Sie haben eine Durchlässigkeit bis zu 80$ bei einer Schichtdicke von 2 m/m im IR-Bereich bis zuA•<"*/ 5/U. Der Fußpunkt der Transmissionskurvert liegt bei 6,3/U.
Für die Durchführung einer Schmelze möge folgendes Beispiel dienen· Schmelze 6. TeO2 1066,5 g
MgO 4O,5 g BaO 393,0 g
Die gut gemischte Einwaage von ca. 1,5 kg wird bei 1000° eingeschmolzen und bei 1050° geläutert. Anschließend wird bei dieser Temperatur dreißig Minuten durch Rühren homogenisiert und dann auf 600° heruntergerührt und in vorgewärmte Kohleformen abgegossen. Voraussetzung für eine gute Durchlässigkeit des so erschmolzenen Glases ist die Ver-Wendung reinster Substanzen.
-5-909825/125 3

Claims (1)

  1. Patentabteilung J4ei/GG
    -5?
    Aktenzeichen* P \k 96 561.8 tinaer Zeichen ι Α
    16.5.1968,
    Patentanspruch
    ; insbesondere als Werkstoff für optische, im IR-Bereich durchlässige Bauelemente,
    dadurch gekennzeichnet, daß es unter Anwendung
    üblicher Schmelzverfahren aus einem Gemengeansatz erschmolzen ist, der besteht aus
    a) einem Grundglasgemenge aus TeO2 sowie MgO und/oder MgF2, bei dem - für sich genommen - der TeO2-Anteil
    . zwischen 77 und 99 Gew.$ und der Anteil an MgO und/ oder MgP2 zwischen 1 und 23 Gew.$ betragen, und
    b) einem Zusatz von Oxiden und/oder Fluoriden von jeweils nur einem der Elemente Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Pb, wobei im Gesamtgemenge der Anteil an MgO und/oder MgF2 bis zu 15 Gew.#, der Anteil an
    mindestens 50 Gew.$ betragen.
    ViB Unterlagen (αλ.τ§ι Abs.2 Nr. ι satz ^ *r.£s",:-r--.t<- v. 4.9. im?
    909825/125 3
DE19651496561 1965-02-15 1965-02-15 Ir-durchlaessiges, tellur-glas Pending DE1496561B2 (de)

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GB (1) GB1122578A (de)

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US3845406A (en) * 1973-06-27 1974-10-29 Owens Illinois Inc Laser glass host compositions comprising teo{11 , bao and pbo
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US3849739A (en) * 1973-06-27 1974-11-19 Owens Illinois Inc LASER GLASS HOST COMPOSITIONS COMPRISING TeO{11 , Pbo AND ZnO
US3855545A (en) * 1973-06-27 1974-12-17 Owens Illinois Inc Laser glass host compositions comprising teo{11 , bao, li{11 o

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