DE1918350C - Optische fluorhaltige Barium silikat oder Banumborosilikat glaser mit abweichender Teildis persion - Google Patents

Description

wobei 0,8 bis 6,1 Gewichtsprozent des Sauerstoffs durch 2 bis 14,5 Gewichtsprozent Fluor ersetzt sind.

2. Optische Gläser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Einstellung einer gewünschten optischen Lage nd, vd im Bereich der Schwer- und Schwerst-Krone und im Bereich der Baritflinte folgende zusätzliche Komponenten enthalten :

Gewichtsprozent Na₂O und/oder K₂Ol ₀ . . -

und/oder Li₂O/ ^{υ D1S z}

BeO und/oder MgO \

und/oder CaO \ O bis 8

und/oder SrO J

ZnO O bis 10

CdO O bis 5

ZnO + CdO O bis 10

PbO O bis 2

Al₂O₃ O bis 5

La₂O₃ O bis 12

Bi₂O₃ O bis 5

ZrO₂ O bis 9

TiO₂ O bis 14

ThO₂ O bis 18

Nb₂O₅ O bis 5

Ta₂O₅ O bis 8

WO₃ O bis 3

As₂O₃ und/oder Sb₂O₃ O bis 2

wobei die Summe dieser Komponenten 25 Gewichtsprozent nicht überschreiten darf und vorzugsweise <15 Gewichtsprozent ist.

3. Optische Gläser nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie bestehen aus

50 Gewichtsprozent

SiO₂ 18 bis 45

B₂O₃ O bis 15

SiO₂ + B₂O₃ 30 bis 45

BaO 38,7 bis 55

Al₂O₃ 4,8 bis 7,3

ZrO₂ O bis 3

TiO₂ O bis 3

wobei 2,2 bis 4,4 Gewichtsprozent Sauerstoff durch 5,4 bis 10,4 Gewichtsprozent Fluor ersetzt sind und die Summe der Hauptkomponenten SiO₂, B₂O₃, BaO, Al₂O₃ > 97 Gewichtsprozent ist.

4. Optische Gläser nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich noch bis zu 3 Gewichtsprozent Fluor eingeführt sind, z. B. als Erdalkalifluorid (CaF₂, BeF₂, MgF₂) oder als Erdalkali-Alkalisilikofluorid.

5. Optisches Glas nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es besteht aus

Gewichtsprozent

SiO₂ 2«

B₂O₃ 5,4

K₂0 0,3

BaO ⁴P

ZnO 08

TiO₂ 3.7

ZrO₂ U

La₂O₃ ⁵-2

Ta₂O₅ U

Al₂O₃: JI

As₂O₃ °-³

wobei 1,9 Gewichtsprozent Sauerstoff durch 4,6 Gewichtsprozent Fluor ersetzt sind und wobei das Glas folgende optische Werte aufweist:

η, = 1,62266,

r_t = 52,28,

ρ _e = 1,0202,

P_cC = 0.5373.

6. Optischen Glas nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es besteht aus

Gewichtsprozent

SiO₂ 26,2

B₂O₃ 8,0

BaO 53,0

Al₂O₃ 6,6

TiO₂ 1,9

ZrO₂ 0,1

wobei 3,1 Gewichtsprozent Sauerstoff durch 7,3 Gewichtsprozent Fluor ersetzt sind und wobei das Glas folgende optische Werte aufweist:

U_- = 1,60244,

V₁₁ = 58,04,

P₁ „ = 1,0106,

P_c;_c = 0,53955.

7. Optisches Glas nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es besieht aus

Gewichtsprozent

SiO₂ 27,0

B₂O₃ 14,3

BaO 44,5

Al₂O₃ 7,2

ThO₂ 0,8

As₂O₃ 0,3

wobei 4,3 Gewichtsprozent Sauerstoff durch 10,2 Gewichtsprozent Fluor ersetzt sind und wobei das Glas folgende optische Werte aufweist:

P\:C

= 1,57329,

= 64,27,

= 0,9955,

= 0,5437.

Gegenstand der Erfindung sind optische fluorhaltige Barium-Silikat-Gläser bzw. Barium-Borosili-

fcat-Gläser mit abweichender Teildispersion. Irisbe- ZnO.

sondere handelt es sich um Gläser im Bereich der CdO

phosphat-Schwer-Krone (PSK). Schwer-Krone (SK), PbO'.

Jchwerst-Krone (SSK) ur^d Barit-Flinte (BaF), bei Ai₂oj

denen der Abbe-Wert ν in bezug auf den 5 La

gröDcr ist als bei den bekannten Silikat- oder Borojjlikatgläsern, die vorzugsweise frei von Phosphorfäure sind.

Bei den Werten P_{g e} und P₁, _c handelt es sich um die relative Teildispersion.

Derartige Gläser sind für den optischen Rechner deswegen wichtig, weil er auf Grund der abweichenden Tciidispersion in der Lage ist, die chromatische Aberration optischer Systeme zu korrigieren.

Gfäser mit abweichender Teildispersion sind bereits bekannt. Dabei handelt es sich um Gläser, die neben Borsäure vor allem Phosphorsäure als Glasbildner ur.ii mindestens ein Erdalkalioxid enthalten und unier Zusatz von Al₂O₃, ZnO, CdO, La₂O₃, PbO, Ai-._; O₃ erschmolzen werden können. Der Phosphorsäiireanteil ist bei diesen Gläsern relativ hoch, so daß sie gegen atmosphärische Einflüsse ziemlich empfindlich sind. Ihre optischen Eigenschaften beschränken sich auf die Glasgruppen der Phosphat-Krone (PK), Phosphat-Schwer-Krone (PSK) und einen Sektor der Scliwer-Kronc (SK). Sie verhalten sich beim Schmelzen zum Teil sehr aggressiv, indem sie die Platin-Schmelzgefälk angreifen, und lassen durch ihre Kristallisaiionstcndenz eine kontinuierliche Herstellung im betrieblichen Maßstab bzw. ein Erschmelzen in großen Schmelzeinheiten nicht zu.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Gläser zu ermitteln, deren Zusammensetzung eine Verwendung als Werkstoff für optische Bauelemente in optischen Systemen ermöglicht, ohne daß diese die genannten schmelztechnischen, verwitterungsmäßigen Nachteile der Phosphatgläser aufweisen und die dennoch mit ihren abweichenden optischen Eigenschaften einen wesentlich erweiterten Glasbereich erfassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für optische fluorhallige Bariumsilikat- oder Bariumborosilikatgläser mit abweichender Teildispersion dadurch gelöst, daß sie bestehen aus

Gewichtsprozent

SiO₂ 15 bis 45

B₂O₃ O bis 15

SiO₂ + B₁O₃ 30 bis 47

BaO....". 25 bis 56

BaF, O bis 10

BaO" + BaF₂ 35 bis 56

AlF, 3 bis 18

Gewichtsprozent

. O bis 10

. O bis 5

. O bis 2

. O bis 5

. O bis 12

. O bis 5

. O bis 9

. O bis 14

. O bis 18

. O bis 5

. O bis 8

. O bis 3

. O bis 2

Nb₂O₅

Ta₁O₅

WO₃

As₂O₃ und/oder Sb₂O₃

wobei die Summe dieser Komponenten 25 Gewichtsprozent nicht überschreiten darf und vorzugsweise kleiner als 15 Gewichtsprozent ist.

Ein zusätzlicher Fluoranteil bis zu 3 Gewichtsprozent kann als Erdalkalifluorid (z. B. BaF₂) oder in

anderer Form (z. B. als Silicofiuorid) der Schmelze zugeführt werden. Die Hj-Werte der erfindungsgemäßen Gläser sind größer als 1,54 und die r_d-Werte kleiner als 66.

Besonders günstig haben sich Gläser erwiesen in

dem Zusammensetzungsbereich

Gewichtsprozent

SiO₂ 18 bis 45

B₂O₃ O bis 15

SiO₂ + B₂O₃ 30 bis 45

BaO + BaF₂ 40 bis 55

AlF₃ 8 bis 12

ZrO₂ O bis 9

TiO₂ O bis 3

wobei die Summe der Hauptkomponenten SiO₂,

■ B₂O₃, BaO, BaF₂, AlF₃ größer als 97 Gewichtsprozent beträgt.

Gläser, deren Zusammensetzungen diesen Angaben entsprechen, lassen sich in den für die Herstellung

optischer Gläser verwendeten großen Platin- bzw. keramischen Häfen und vorzugsweise in kontinuierlichen Schmelzeinheiten in guter optischer Qualität erschmelzen. Ihre chemischen Haltbarkeitseigenschaften sind besser als die der Phosphatgläser. Auf Grund

des Einbaues von TiO₂ + ZrO₂ ist die Säurefestigkeit dieser erfindungsgemäßen Gläser besser als die der bekannten hochbariumhaltigen Silikat- bzw. Borosilikatgläser.

In der Tabelle sind Beispiele der neuen Gläser zusammengestellt, wobei es sich um Synthesewerte handelt. In

F i g. 1 ist die relative Teildispersion

P =

n,. - n_c

Zur Einstellung einer gewünschten optischen Lage im Bereich der Schwer- und Schwerst-Kronc und im Bereich der Barit-Flinte können weiter folgende zusätzliche Komponenten eingeführt werden, ohne daß die abweichende Teildispersion wesentlich gemindert wird:

Gewichtsprozcn t Na₂O und/oder K₂O 1 , O bis 2

und/oder Li₁OJ '

BcO und/oder MgO]

und/oder CaO [ O bis 8

und/oder SrO I

gegen die Abbe-Zahl v_d eingetragen; in F i g. 2 ist die relative Teildispersion

Pe. C =

- 11,-

gegen die Abbe-Zahl r_d eingetragen. In diesen beiden Figuren bedeutet

χ = Gläser gemäß der Erfindung.

O = bekannte Silikat- oder Borosilikaigläser.

SiO₂ ... B₂O₃ ... Li₂O₃ .. Na₂O .. K₂O ... CaO ... SrO .... BaO.... ZnO ... TiO₂ ... ZrO₂ ... ThO₂... La₂O₃ .. WO₃ ... Ta₂O₅ .. AlF₃.... BaF₂ ... As₂O₃ ..

"d

"ί

". - ^Ke »F - "C

"_f - "C "f - "c

3 4 5

(Gewichtsprozent)

27,0 14,3

35,8

0,8

11,8

10,0

0,3

1,57329 64,27

0,9955 0.5437

32,8	28,1
10,7	10,8
45,8	49,2
0,1	0,1
10,4	11,6
0,2	0,2
1,57250	1,58629
63,68	62,84
0,9967	1,0000
0.5438	0,5423

30,0
6,8

51,2

0,6
0,1

11,3

1,58390
61,40

1,0042

0.5415 (Fortsetzung)

32,8
1,9

54,6

0,1

10,4
0,2

1,58901
60,04

1,0060
0.5413

32,6
4,8

52,6

0,1

9,7
0,2

1,59884
60,06

1,0060
0,5406

SiO₂ ... B₂O₃ ... Li₂O₃ .. Na₂O .. K₂O ... CaO ... SrO .... BaO.... ZnO ... TiO₂ ... ZrO₂ ... ThO₂... La₂O₃ .. WO₃ ... Ta₂O₅.. AlF₃.... BaF₂ ... As₂O₃ ..

"i

Vd

n_F - "c n_e - nc n_F- «c

10

1

(Gewichtsprozent)

12

13

36,4

52,4

1,8 0,1

9,1 0,2

1,58970 57,09

1,0125 0,5392

40,2

50,4

0,1

9,1
0,2

1,56702
60,90

1,0032 0,5413

32,5 3,8

52,5

1,8 0,1

9,1 0,2

1,61310 55,99

1,0137 0,5388

25.4
13.5

25,0

14,0

11,8

10,0

0,3

1,58835 61,42

1,0000 0,5428

20.2

15,2

54,0

1,6 0,1

8,9

1,60736 59,19

1,0059 0,5404

23,1
7,6
0,15
0,30
0,15

0,8
49.8

6,9

11,2

1,60727 58,45

1,0067 0,5409

26,2 8,0

53,0

1,9 0,1

10.8

1,60244 58,04

1.0106 0.53955

14

26,8 14.2

44.2

2,6 1,4

10,6 0,2

1,595% 56,65

1,0095 0,5409

SiO₂ ... B₂O₃ ... Li₂O₃ .. Na₂O .. K₂O ... CaO ... SrO .... BaO.... ZnO ... TiO₂ ... ZrO₂ ... ThO₂... La₂O₃ .. WO₃ ... Ta₂O₅ .. AIF₃.... BaF₂ ... As₂O₃ ..

"d _:

"g - "e n,. - n_c

'K- - "r n, - n_c

15

26,1 10,8

1,7

36,5 8,8 1,0 3,0

0,3

11,6

0,2

(Fortsetzung)

16

17 ■ 18

(Gewichtsprozent)

1,60338 56,18

1,0093 0,5410

27,6 9,6

44,3 !,8 2,6 3.3

10,6 0,2

1,60490 54,99

1,0137 0,5400

36,4

45,2 1,8 2,6 3,4

10,3 0,3

1,59519 54,90

1,0148 0,5389

184 11,8

43,1 3,2 2,9 3,6

16,8 0,2

19

1,60609 53,45

1,0176 0,5375

20

1,62266 52,28

1,0202 0,5373

31,9 0,6

0,6

41,9

7,8 0,3

10,2

2,3 4,4

1,66754 45,25

1,0367 0,5340

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Optische fluorhaltige Bariumsüikat- oder Bariumborosilikatgläser mit abweichender Teildispersion, dadurch gekennzeichnet, daß sie bestehen aus

Gewichtsprozent

SiO₂ 15 bis 45

B₂O₃ O bis 15,2

SiO₂ + B₂O₃ 30 bis 47

BaO 33,7 bis 56

Al₂O₃ 2 bis 16