DE1496562C - IR durchlassiges, Arsen enthaltendes Glas mit mittlerem bis hohem Brechungs vermögen und mittlerer bis starker Dis persion - Google Patents
IR durchlassiges, Arsen enthaltendes Glas mit mittlerem bis hohem Brechungs vermögen und mittlerer bis starker Dis persionInfo
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Description
KAsO3, Mg3(AsO4J2, Ba(AsO3J2, Ba(AsO2J2,
Pb(AsO2J2, AlAsO4.
Das As2O3 und/oder As2O5 wird als Verbindung
mit Metalloxiden in der Form der Me-Arsenite und/oder Me-Arsenate in den Schmelzansatz eingebracht.
Damit wird erreicht, daß der beim normalen Einschmelzen von Arsentrioxid bzw. Arscnpentoxid
und Me-Oxiden entstehende unterschiedliche Abbrand wegfällt und die erhaltenen Gläser konstante
Daten aufweisen. Insbesondere haben sich folgende Verbindungen bewährt:
KAsO3, Mg3(AsO4J2, Ba(AsO3J2, Ba(AsO2),,
Pb(AsO2J2, AlAsO4.
In den nachfolgenden Beispielen sind einige Schmelzansätze für derartige Gläser angegeben. Die Bruttozusammensetzung
der angeführten Beispiele ist nicht allein Gegenstand der Erfindung, wohl aber der
Schmelzansatz und die daraus resultierenden Gläser.
Tabelle 1
(in Gewichtsprozent)
(in Gewichtsprozent)
Die Erfindung betrifft farbarme, infrarot-durchlässige, Arsen enthaltende Gläser mit mittlerem bis
hohem Brechungsvermögen und mittlerer bis starker Dispersion, die von den Leichtkronen bis zu den
Schwerflinten reichen.
Diese Gläser werden für den Bau und die Korrektur moderner optischer IR-Systeme benötigt.
Es ist seit langem bekannt, daß das Arsentrioxid bzw. Arsenpentoxid ähnliche glasbildende Eigenschaften
wie das im Periodensystem über ihm stehende Phosphorpentoxid besitzt. Diese Tatsache ist von
verschiedenen Stellen bereits zur Herstellung von Gläsern in Erwägung gezogen worden. Ein wesentlicher
Nachteil des Arsentrioxids bzw. Arsenpentoxids ist jedoch darin zu sehen, daß es bereits bei tiefen
Temperaturen sublimiert. Dies bedingt entweder einen komplizierten technischen Aufwand bei der Schmelze
oder außerordentlich große Streuungen der physikalischen Daten der daraus erschmolzenen Gläser.
Geht man von zwei Substanzen im Molverhältnis 1:1 aus, beispielsweise von Bariumoxid und Arsentrioxid,
so sublimiert bei verhältnismäßig tiefer Temperatur (3200C) bereits das As2O3 weg, während das
eingesetzte BaO noch nicht einmal sintert. Je höher die Einschmelztemperatur gewählt wird, um so schneller
sublimiert das verwendete Arsentrioxid.
Ein weiterer Nachteil der aus Arsentrioxid bestehenden Gläser ist, daß sie sehr hygroskopisch sind und
von den Atmosphärilien sehr stark angegriffen werden. Sie sind außerdem sehr schlecht zu schleifen und
zu polieren. Der aus der Literatur bekannte Vorschlag, As2O3-Gläser mit Arsensulfid zu stabilisieren, bringt
auch keine ausreichende Verbesserung.
Es wurde nun gefunden, daß man fast farblose IR-durchlässige Gläser mit mittlerem bis hohem
Brechungsvennögen und mittlerer bis starker Dispersion auf Arsenoxidbasis aus einem Gemenge erschmelzen
kann, das als Glasbildner Arsenate und/ oder Arsenite der Elemente der I., II. und/oder
III. Gruppe des Periodischen Systems in einem Anteil von 30 bis 85 Gewichtsprozent und ferner bis zu
50 Gewichtsprozent Oxide und/oder bis zu 70 Gewichtsprozent Fluoride der Elemente Mg, Ca, Ba,
B. Al. Si, Sb und/oder Bi enthält.
| Schmelz- Nr. |
KAsO3 | Sb2O3 | CaF2 | BaF2 | AlF3 |
| 1 | 60,0 | 40.0 | — | — | — |
| 2 | 80,0 | 20,0 | — | — | — |
| 3 | 51,7 | — | 3,8 | 21,1 | 23,4 |
| ■4 | 50,0 | — | 4,1 | 22,8 | 23,1 |
Die Gläser mit den Schmelznummern 3 und 4 weisen bei einer Schichtdicke von 2 mm folgende
Durchlässigkeiten im IR-Bereich auf (in %):
| 89 82 |
40 | 46 | m] 49 |
5,1 | 50 | |
| Schmelz-Nr. 3 ..".. . . | 76 78 |
66 69 |
68 66 |
|||
| Schmelz-Nr. 4 | ||||||
Tabelle 2
(in Gewichtsprozent)
(in Gewichtsprozent)
| Schmelz- Nr. |
Pb(AsO2), | PbO | Sb2O3 | Bi2O3 |
| 5 | 85,0 | 15,0 | — | — |
| 6 | 63,8 | 36,2 | — | — |
| 7 | 42,6 | 37,4 | 20,0 | — |
| 8 | 74,4 | 20,6 | — | 5,0 |
Das Glas mit der Schmelznummer 8 weist in Abhängigkeit von der Wellenlänge die folgenden Brechwerte
auf:
/. [ μΐη]
2,146
1.5(K)
2,040
2,025
4.5(X)
2,019
Tabelle 3 (in Gewichtsprozent)
| Schmelz- Nr. |
Ba(AsO2), | Ba(AsO3I2 | BaO | TeO2 | MgF2 |
| 9 10 |
74,5 22,2 |
49,8 | 0,5 10,0 |
10,0 | 15,0 18,0 |
(in Gewichtsprozent)
Das Glas mit der Schmelznummer 9 hat die folgenden optischen Daten: «
ne = 1,6123;
r. = 53,7;
V = 0,4934;
Ar. = +1,7.
Tabelle 4 (in Gewichtsprozent)
| Schmelz- Nr. |
AlAsO4 | MgF2 | BaF2 |
| 14 15 16 |
38,6 36,5 34,7 |
10,0 15,0 14,2 |
51,4 48,5 51,1 |
Die Gläser mit den Schmelznummern 14 und 16 haben die folgenden optischen Daten:
| Schmelz- Nr. |
Mg3(AsO4I2 | AlAsO4 | BaF2 |
| 11 12 13 |
34,0 23,3 , 12,1 |
23,0 33,4 44,4 |
43,0 43,3 43,5 |
| Schmelz- Nr. |
"<■ | n· | •i | '.Ir, |
| 20 J4 16 |
1.5707 1,5518 |
62,71 65,15 |
0,4879 0,4876 |
+ 6,5 + 8,8 |
Sch melzverfahren
Die gut gemischte Einwaage von bis zu 0,5 kg wird bei Temperaturen unter 1000° C eingeschmolzen und
Die Gläser der Tabelle 4 weisen bei einer Schicht- bei 1050° C geläutert. Tritt je nach Zusammensetzung
dicke von 2,8 mm folgende Durchlässigkeiten im IR- 30 der Schmelze starker Abbrand auf, wird besonders
während des Läutern s der Schmelztiegel mit einer Al2O3-PIaUe abgedeckt. Die Schmelzzeit kann wegen
der geringen Viskosität relativ kurz (etwa 10 bis 15 Minuten) gehalten werden. Nach den üblichen
Schmelzverfahren wird auf Abgußtemperatur heruntergerührt und in vorgewärmte Formen abgegossen.
Die Durchlässigkeit der oben angegebenen Gläser ist stark von der Reinheit der eingesetzten Substanzen
abhängig.
| Bereich auf (in %): | 2,7 | /.[μ 3,7 |
m] 4.3 |
4,9 |
| 78 | 77 | 73 | 54 | |
| Schmelz-Nr. 11 | 79 | 75 | 70 | 54 |
| Schmelz-Nr. 12 | 80 | 78 | 72 | 55 |
| Schmelz-Nr. 13 |
Claims (2)
1. IR-durchlässiges, Arsen enthaltendes Glas
mit mittlerem bis hohem Brechungsvermögen und mittlerer bis starker Dispersion, dadurch gekennzeichnet,
daß es aus einem Gemenge erschmolzen ist, das als Glasbildner Arsenate und/oder Arsenite der Elemente der L, II. und/oder
III. Gruppe des Periodischen Systems in einem Anteil von 30 Gewichtsprozent bis 85 Gewichtsprozent
enthält- und das ferner bis zu 50 Gewichtsprozent Oxide und/oder bis zu 70 Gewichtsprozent
Fluoride der Elemente Mg, Ca, Ba, B, Al, Si, Sb und/oder Bi enthält.
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Glasbildner mindestens eine der
folgenden Arsenverbindungen verwendet ist:
Family
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