DE1596985B2

DE1596985B2 - Thoriumfreies optisches boratglas mit einer brechung von n tief d 1,78 bis 1,88 bei v tief d = 38 bis 47 und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE1596985B2
Application number: DE19661596985
Authority: DE
Inventors: Wolfgang χ 6900 Jena Heindorf
Original assignee: Saale-Glas GmbH, χ 6900 Jena
Priority date: 1966-12-12
Filing date: 1966-12-12
Publication date: 1971-10-21
Also published as: DE1596985A1; GB1183996A

Description

1 59G

Die Erfindung richtet sich auf ein thoriumfreies optisches Boratglas mit einer Brechung von n_d = 1,78 bis 1,88 bei v_d = 38 bis 47.

Bei der Entwicklung optischer Gläser besteht zur Zeit die Tendenz, entsprechend den Anforderungen der feinmechanisch-optischen Industrie, vorrangig Gläser mit möglichst hoher Brechung und niedriger Dispersion bzw. möglichst hochbrechender Gläser mit unterschiedlichem Abbe-Faktor bei gleichen Brechwerten zu entwickeln. Speziell im Bereich der Grenzglaser wurden zahlreiche Versuche unternommen, die aber nur dann gute Ergebnisse zeigten, wenn die Gläser Thoriumoxid als Hauptkomponente besaßen. Die durch Thoriumverbindungen bedingte Radioaktivität der Gläser ist jedoch für verschiedene Anwendungszwecke unerwünscht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, gleichwertige thoriumfreie optische Gläser, die an der bisher erreichten Grenze im x₍₁/n_<J-Diagramm liegen, zu entwickeln.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch eine Zusammensetzung von optischen Gläsern ermöglicht, die gemäß der Erfindung aus

17 bis 35 Gewichtsprozent B₂O₃, 2 bis 55 Gewichtsprozent Gd₂O₃,
O bis 50 Gewichtsprozent La₂O₃ und
4 bis 32 Gewichtsprozent Ta₂ O₅

besteht.

Die erfindungsgemäßen Gläser sind also durch den Einbau von Gadoliniumoxid als neue Hauptglaskomponente gekennzeichnet. Es wurde gefunden, daß lanthan- und tantaloxidenthaltende Boratglasschmelzen auch mit großen Gd₂O₃-Anteilen glasig erstarren. Die Ursache hierfür liegt in dem nahezu gleichen chemischen Verhalten von Gd₂O₃ und La₂O₃ begründet. Durch den Zusatz von Gd₂O₃, das den La₂O₃-Gehalt in thoriumfreien Gläsern teilweise oder ganz ersetzen kann, wird dem Glas eine Komponente mit höherem Molekulargewicht zugeführt, wodurch die Gläser nicht nur spezifisch schwerer werden, sondern auch extremere optische Eigenschaften erhalten. Durch den Austausch von Lanthanoxid durch Gadoliniumoxid ist es auch möglich, bei Gläsern mit Brechwerten um 1,85 weitgehend auf eine Reduzierung des brechwerterniedrigend wirkenden Glasbildners zu verzichten. Dadurch weisen diese Gläser eine geringfügige Entmischungs- bzw. Kristallisationstendenz auf.

. Zur Variation der optischen Eigenschaften kann das Grundglas ferner als brechwert- und dispersionsändernde Komponenten

O bis 18 Gewichtsprozent Y₂O₃ und/oder ■
O bis 8 Gewichtsprozent Nb₂O₅ und/oder .
O bis 12 Gewichtsprozent ZrO₂ und/oder
O bis 12 Gewichtsprozent WO₃ und/oder
O bis 10 Gewichtsprozent TiO₂

enthalten.

Darüber hinaus ist es bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Glaszusammensetzungen vorteilhaft, dem Schmelzsatz Fluorverbindungen in geringen Anteilen zuzusetzen. Damit werden Verschiebungen zu günstigeren Teildispersionen erreicht. Außerdem wird durch den Fluorzusatz eine bessere Gesamtlichtdurchlässigkeit erreicht. Die Gläser besitzen jedoch ohnehin bei Verwendung reinster Rohstoffe über den gesamten sichtbaren Bereich eine gute Lichtdurchlässigkeit.

Die erfindungsgemäßen neuen Gläser zeichnen sich ferner durch eine für Boratgläser außergewöhnlich hohe Verwitterungsbeständigkeit und Ritzhärte aus.

Das Erschmelzen der Gläser kann in Platintiegeln in elektrisch beheizten öfen erfolgen. Die Schmelztemperaturen betragen dabei 1150 bis 1400⁰C. Die Läuterung wird bei um jeweils 5O⁰C höher liegenden Temperaturen durchgeführt. Die Schmelze kann vorteilhaft mit aus Platin bestehenden Zentralrührern bis zur Gießtemperatur von etwa 100O⁰C homogenisiert werden. Die Änfangskühltemperaturen betragen etwa 650° C.

Die nachfolgende Tabelle enthält einige Anwendungsbeispiele für gemäß der Erfindung erschmolzene Gläser.

B₂O₃	Gd₂O₃	La₂O₃	Ta₂O₅	Y₂O₃	Nb₂O₅	■	ZrO₂	WO₃	TiO₂	CdF₂	«j	d
25	10	40	25								1,82602	42,8
30	25	25	20								1,81274	46,4
30	50	—	20							1,82863	45,1
20	10	40	25	5						1,86009	41,9
20	10	40	25		5					1,89534	39,8
30	30	20	15			5				1,80497	45,0
20	10	40	25				.5			1,86409	39,5
20	10	40	25					5		1,89741	35,5
20	10	40	25						5	1,86508	41,0
30	5	40	10	5		10				1,79908	45,7
30	10	35	10	10	5					1,79029	44,9
30	17	17	10	17		9				1,78871	47,6
30	17	17	10	17			9			1,76884	45,0
30	17	17	10	17				9		1,82056	37,0
20	10	35	25	5	5				1,87363	40,6
17	10	40	25	2	6				1,87631	34,5
30	25	25	10		10				1,78533	48,4

Fortsetzunc

B₂O₃	Gd₂O₃	La₂O₃	Ta₂O₅	Y₂O₃	Nb₂O₅	ZrO₂	WO₃	TiO₂	CdF₂	1,79213	d
30	25	25	10			5 ⁿ	5			1,80497	ΑΑ,Ι
30	30	20	15			5				1,83258	45,0
30	10	40	10		10					1,85207	40;3
30	10	40	10					10		1,79355	35,1
30	25	25	15			5				1,80497	44,0
30	30	20	15			5				45,0

Claims

Patentansprüche:

1. Thoriumfreies optisches Boratglas mit einer Brechung von n_d = 1,78 bis 1,88 bei v_d = 38 bis 47 und extremen Teildispersionen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus

17 bis 35 Gewichtsprozent B₂O₃,

2 bis 55 Gewichtsprozent Gd₂O₃

0 bis 50 Gewichtsprozent La₂O₃

4 bis 32 Gewichtsprozent Ta₂O₅

und

besteht

2. Thoriumfreies optisches Boratglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundglas als brechwert- und dispersionsändernde Komponenten Zusätze von

0 bis 18 Gewichtsprozent Y₂O₃ und/oder 0 bis 8 Gewichtsprozent Nb₂O₅ und/oder

0 bis 12 Gewichtsprozent ZrO₂ und/oder

0 bis 12 Gewichtsprozent WO₃ und/oder
0 bis 10 Gewichtsprozent TiO₂

enthält.

3. Verfahren zur Herstellung von thoriumfreiem optischem Boratglas nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schmelzsatz als Fluorverbindungen

0 bis 5 Gewichtsprozent CdF₂ und

0 bis 5 Gewichtsprozent ZnF₂

zugesetzt werden.

4. Verfahren zur Herstellung von thoriumfreiem optischem Boratglas nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schmelzsatz übliche Läutermittel zugesetzt werden.