DE2026485B2 - Im ir-bereich durchlaessiges, sichtbares licht scharf ausfilterndes glas - Google Patents

Description

-elgnolon Bereichs liegt, wodurch eine Verdampfung Das ^^ψ

der Färbemittel bewirkt wird. dioxid, Boroxid, ^,^ΑΓ

Zur Beibehaltung der Farbe sind 10 bis 20 Ge- Bariumoxid und Natriumoxid und/oder ^cIa

wlchlsprozent Zinkoxid, bezogen auf die gesamte als Grundginskomponenten. Es enthalt aurau

GdlszuBammonsetzung wirksam 5 mlumsulfld, Selen «nd ™ «r, «° «s orunag.«

i l Fhbsmittel dienen swic

wlchlsprozent Zinkoxid, bezogen au g g

GrundglaszuBammonsetzung, wirksam. 5 mlumsulfld, Selen «nd ™ «r, «° «s oru

Es wurde nun gefunden, daß ein, innige Bezie- komponenten sowie als Fhrbungsmittel dienen

hung zwischen der zugegebenen Menge des Zink- umdioxid sollte vorzugsweise in Mengen von z»ois

oxid» und der Absorptionsgrenzfrequenz nach der 53 Gewichtsprozent «»>ⁿ8Metzt werfen Bel a cha ten

Wärmebehandlung besteht. Das heißt, Zinkoxidge- unterhalb der unteren Grenze_ komm ™^^UJ££

halle bis zu 20 Gewichtsprozent wirken sich haupt- « geeigneten Gasb.ldung,.Oberhalb «^r °οβ«

sächlich darin aus, daß die Verdampfung von Fär- geht die Wirkung auf die Versch ^^u"g ^der

bungsmittcln verhindert wird, wahrend Gehalte von tionsgrenze nach längeren ^w«^llenia"^"

mehr als 20 Gewichtsprozent, sogar von 28 Ge- und die Verdampfung der F^SS»¹^

wichtsprozent oder mehr, unter Ersetzung des SiIi- geregt. Boroxid be wirkt die V erb

ciumdioxidB die Stelle der Absorptionsgrenzfrequenz 15 rungsbestandigkeit des Glases. Es'

zu einer längeren Wellenlänge hin verschieben, vor- in Mengen von 1 bis ¹J P«™?**

ausgesetzt, daß die Gehalte der Färbungsmittel CdS werden. Der Ante 1des Z«ko«dB loUt W

und Se entsprechend wie derjenige des ZnO erhöht 28 bis 48 Gewichteprozent betragen. Wenner zu

werden. Das erfindungsgemäße Glas besteht im we- hoch ist, dann wird die CHastoldimg «^v sentlichcn aus dem ternären SiO_e-ZnO-R_BO-System, ao rend bei einem zu ^f^uj';

worin R für ein Alkalimetall steht. Der herkömm- die Verschiebung der Ab

liehe glasbildende Bereich ist in Fig. 1 durch die längeren Wellenlängen y

gepunktete Linie angegeben. Selbst außerhalb des oxid und/oder Bariumoxid

ilasbildenden Bereichs, beispielsweise beim Punkt A, biles Glas zu erhalten. Sie kann ein stabiles Glas erhalten werden, wenn CdS ,5 Mengen von 1 bis 12 Ge1

und Se in Mengen zugesetzt werden, die 3mal so groß werden. Kaliumoxid und/oder

sind wie diejenigen, die gewöhnlich bei der Her- die Beschleunigung des ^Scl™^_n^_prr^_g

stellung von herkömmlichen, mit CdS-CdSe gefärb- große Zusätze von diesen Stoff en vernng

ten Gläsern verwendet werden. Der glasbildende Be- die chemische Haltbarkeit des Glases, i ° J ^ reich wird somit auf Grund der Zugabe von wesent- 30 Stoffe vorzugsweise "»Mengen von IU bi^uu

lieh höheren Mengen von CdS und Se in der durch wichtsprozent zugesetzt werden f ^en^ Cadm.um

die ausgezogene Linie in Fig. 1 angegebene Weise sulfid macht, wenn es 111 zu ge^»fg^ ₀

ausgedehnt. Es wurde ferner gefunden, daß ein Glas liegt, das Grundglas instabil und ver«Jlechlert cuo

mit diesem ausgedehnten Bereich eine rasche Vari- Durchlässigkeitseigenschaften Di ^ ^D^f ^J_n icrung der Durchlässigkeit mit der Wellenlänge an 35 eigenschaften werden auch bei zu hohen Mengen

der Absorptionsgrenzfrequenz in dem Infrarotbereich verschlechtert. Es sollte «^«,^^,i™.

zeigt, nachdem eine geeignete Wärmebehandlung gen von l.^is 3 5 Gewichtsprozen^cndet wer

durchgeführt worden ist. Das Glas ist als Filterglas den. Der Anteil des Se ^ef ^«"^^^^η

für Infrarotstrahlen ausgezeichnet gut geeignet. Die bis 3,0 Gewichtsprozent betragen daj>ei zu η,edn^en Zu«abe von CdS und Se in vorbestimmten Mengen 4° Gehalten das Grundglas!gegenüber ^{e ner} Entg as ng

»einer Glasmischung im nicht glasbildenden Be- instabil wird und die ^^»^*^S£

reich des SiCvZnO-R^O-Systems ermöglicht es so- verschlechtert werfen Wenn der Seknanteil umge

mit, einen weiteren stabilen, glasbildenden Bereich kehrt zu hoch wird, dann wird in. ahn icher w«se

zu schaffen, aus welchem ein im IR-Bereich durch- das Durchlässigkeitsvermogen verschlechtert Dei Ge lässiges Glas hereestellt werden kann, welches eine 45 halt des Tellurs sollte vorzugswe.se 0 b,s 2üü

rr^ss"^{58 derDurchlässi8keit mh der wel}" ?Siss"sss^sJss^^ssä

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^enSatrS ££

dar, weil der glasbildende Bereich ausgedehnt wird werden.

und durch die Zugabe von CdS und Se ein stabiles

Glas mit einer hohen chemischen Beständigkeit er- B e 1 s ρ 1 e 1 1

^hawin?Sner zu dem mit CdS-CdSe gefärbtem Glas " Es wurde ein im ^^^J^^^.

Tellur gegeben wird, dann verschiebt sich die Ab- unter Verwendung einer Miscllung ™^{l na}?^s™.

sorptionsgrenzfrequenz, wie gut bekannt ist, in Rieh- der Zusammensetzung in Gewichtsprozent neige

tung höherer Wellenlängen. Wenn dieses Element zu stellt:

der Grundglasmischung gemäß der Erfindung züge- 6° _si0o 31,0% K₂O 15,4%

fügt wird, dann wird ein Glas mit einer Durchlässig- _B0" 3,9 % Na.,0 2,9%

keit von R87, bestimmt nach der J. I. S.-B 7113, er- _zj,₀ 40,0% CdS 2,4%

halten. Ein derartiges Glas konnte bisher noch nicht _CaO 2,2% Se 1,2%

hergestellt werden. Die Eigenschaft des Tellurs, die _BaO 1,0% Te 0,8%

SSS£323S£ *

denen neuen glasbildenden Bereich gegeben wird. 2,5 mm den in F1 g. 1 durch die Kurve 1 angegebe

SiO, 29,3Vo

B₂O₃ 3,8%

ZnO 39,7%

CaO 2,0 «/β

BaO 3,7 »/ο

nen Durchlässigkeitsverlauf. Die Absorptionsgrenzfrequenz beträgt 870 nm. Die Schärfe der Grenzfrequenz beträgt 60 nm.

Beispiel 2

Es wurde ein im IR-Bereich durchlässiges Glas aus der folgenden Mischung in Gewichtsprozent hergestellt:

K,O 14,2Vo

Na₂O 1,9Vo

CdS 2,8Vo

Se 2,6Vo

Nach der Wärmebehandlung zeigte das erhaltene, im IR-Bereich durchlässige Glas mit einer Dicke von 2,5 mm den in Kurve 2 durch F i g. 2 angegebenen Durchlässigkeitsverlauf. Die Absorptionsgrenzfrequenz beträgt 760 nm. Die Schärfe der Grenzfrequenz beträgt 50 nm. ao

Beispiele 3 bis 5

Es wurden im IR-Bereich durchlässige Gläser unter Verwendung von Mischungen der nachstehenden Zusammensetzungen in Gewichtsprozent hergestellt:

	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5
SiO,	48,0Vo 2,9Vo 28,3Vo 2,4Vo 13,0% 1,4Vo 2,4Vo 1,2Vo 750 nm 50 nm	36,0Vo 2,4Vo 28,6Vo 1,9Vo 21,9Vo 4,1Vo 2,9o/o 1,1Vo 820 nm 70 nm	28,0Vo 1,4% 43,0% 1,4%
B9O"	19,1Vo 1,9% 3,1% 1,3Vo 870 nm 75 nm
ZnO
BaO
CaO
K2O
Na0O
CdS
Se
Absorptions grenzfrequenz Schärfe der Grenz frequenz

Aus den obigen Beispielen wird ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Glas die sichtbaren Strahlen vollständig ausschaltet, wobei der Durchlässigkeitsverlauf die wirksame Durchlässigkeit für IR-Strahlen anzeigt. Es besitzt im Infrarotbereich eine Durchlässigkeit von 87 % oder mehr. Dies entspricht einem Durchlässigkeitsverhalten von R 87, gemäß der J. I. S.-B 7113.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Hch mit der Wellenlänge zunimmt und in der ein gePatentanspruch: neigter Durchlässigkeitsverlauf vorliegt, d, h„ die

   Scharfe der Grenzfrequenz liegt oberhalb 200 nm.

   Im IR-Bereich durchlassiges, sichtbares Licht Ein derartiges Glas ergibt im Teil des sichtbaren

   scharf ausfilterndes Glas, dadurch gekenn- 5 Bereichs mit längeren WellenlHngen eine uner-

   zeichnet, daß es in Gewichtsprozenten besteht wünschte Durchlässigkeit, so daß dieses Glas für

   aus: Zwecke, wo eine genauere Infrarotdurchlässigkeit er-

   28 bis 53 SiO₂, forderlich ist, nicht geeignet ist. Gläser, welche dem

   1 bis 10 B₂O₃, Erfordernis der strikten Infrarotdurchlässigkeit ge-

   28 bis 48 Znd, io nügen, sind bisher nur sehr schwierig herzustellen

   1,0 bis 12 CaO und/oder BaO₁ gewesen,

   10 bis 30 KoO und/oder Na₂O₁ Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, , , _ ., " ein neues Glas zur Verfugung zu stellen, welches im sowie als Farbkomponenten: IR-Bereich durchlässig ist und das die Absorptions-1,8 bis 3,5 CdS, 15 frequenz bei niedrigerer Wellenlänge, in der Nach-1,0 bis 3,0 Se und barschaft der Absorptionsfrequenz, eine viel gerin-O bis 2,0 Te, gere Breite der Gegend mit einer geneigten Durchlässigkeit und im Infrarotbereich eine hohe Durchlässigkeit hat.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Filterglas, wel- 20 Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein

   ches Infrarotstrahlen durchläßt und sichtbare Strah- im IR-Bereich durchlässiges, sichtbares Licht scharf

   len abscheidet. Insbesondere bezieht sich die Erfin- ausfilterndes Glas gelöst, das dadurch gekennzeich-

   dung auf ein im IR-Bereich durchlässiges Glas, das net ist, das es in Gewichtsprozent besteht aus:

   bei zunehmender Wellenlänge eine scharfe Erhöhung 2g bis 53 SiO

   der Durchlässigkeit zeigt, d. h., welches die sieht- 25 ·, uj_s ·< q r> q'

   baren Strahlen in der Nachbarschaft der Absorptions- 28 bis 48 ZnO³'

   Grenzfrequenz scharf ausschaltet Die Absorptions- _1Q ^ _{u CaO}'_und/oder BaO,

   Grenzfrequenz wird gemäß der J. I. S.-B7113 be- - κ;_ς an K O und/oder Na O

   stimmt. Das Glas der Erfindung läßt Infrarotstrahlen ' ^{bis JU} ^^{υ uncl/ocler m}a^u'

   mit einer Wellenlänge bis zu etwa 3000 nm hinauf 30 sowie als Farbkomponenten:

   fast vollständig durch. 1 8 bis 3 5 CdS

   Die herkömmlichen Gläser, die als Färbungsmittel ₁ '_n ,. -'_{n ς} ' .

   CdS-CdSe besitzen, haben eine gemäß der J. I. S.- 0 bis 2 OTe

   B 7113 bestimmte Durchlässigkeit von höchstens '

   etwa R69-R70. [Gemäß der Japanese Industrial 35 Die Erfindung soll nachstehend an Hand der Zeich-

   Standard-Definition werden die Wellenlänge der Ab- nungen näher erläutert werden,

   sorptionsgrenze und die Schärfe der Grenzfrequenz F i g. 1 stellt ein Phasendiagramm eines ternären

   folgendermaßen bestimmt: SiO_o-ZnO-R„O-Systems dar. ■ orin der glasbildende

   Wellenlänge der Absorptionsgrenze C = (A + B)Il ^Ber^^h g^ei?äß dem Stand echnik durch eine

   Srhnrfe Her firpn7frpnnen7 (A - B\ ⁴° S^eP^{unktete Lmie und del}>' . ^^maß ^der Erfindung

   Schaife der Grenzfrequenz [A B) _{durch dne ausge2Ogene Linie an}g_egeben ist;

   A und B sind die Wellenlängen, wo die Durch- F i g. 2 gibt die Abhängigkeit der Durchlässigkeit

   lässigkeiten 72 und 5 % betragen.] von der Wellenlänge für ein im IR-Bereich durch-

   Bis jetzt ist es schwierig gewesen, ein Glas herzu- lässiges Glas gemäß der Erfindung und für bekannte

   stellen, welches im Bereich von wesentlich längeren 45 Gläser an.

   Wellenlängen eine Absorptionsgrenzfrequenz be- Die Kurve 3 der F i g. 2 zeigt den Durchlässigkeits-

   sitzt. Es ist somit noch kein Glas bekannt, welches verlauf in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei

   eine Durchlässigkeit von mehr als R 75 hat, gemäß herkömmlichem Glas, welches mit CdS-CdSe einge-

   der J. I. S.-B 7113 bestimmt. färbt ist. Die Kurve 4 bezieht sich auf den Verlauf

   Neuerdings werden z. B. bei der Infrarotfotogra- 50 bei einem herkömmlichen, mit Mangan-Chrom ge-

   fie, für Kommunikationszwecke u. dgl. Infrarotstrah- färbtem Glas.

   len in weitem Ausmaß eingesetzt. Gläser, welche ge- Das mit CdS-CdSe gefärbte Glas mit gewünschten maß der J. I. S.-B 7113 eine Durchlässigkeit von R75 Durchlässigkeitseigenschaften kann in bekannter oder weniger besitzen, sind oftmals als Filtergläser, Weise durch Schmelzen, Abkühlen und Wärmebedie nur Infrarotstrahlen durchlassen sollen, nicht ge- 55 handlung bei Temperaturen in der Gegend des Ereignet gewesen, da diese auch einen Teil der sieht- weichungspunkts hergestellt werden. In ähnlicher baren Strahlen durchlassen. Es sind bereits Gläser Weise werden dem Glas gemäß der Erfindung die mit einer Durchlässigkeit im IR-Bereich bekannt, vorbestimmten Durchlässigkeitseigenschaften durch welche mit Mangan-Chrom gefärbt sind und die eine Wärmebehandlung verliehen, welche in der einen Hauptteil der Infrarotstrahlen durchlassen 60 Weise vorgenommen wird, daß das Glas etwa 8 Stunkönnen und einen geringeren Teil der Infrarotstrahlen den bei der Transformationstemperatur gehalten und die sichtbaren Strahlen mit einer Wellenlänge wird und hierauf mit einer Geschwindigkeit von etwa von nicht mehr als 800 mn aussperren. Jedoch be- 5 bis 10° C pro Minute allmählich abgekühlt wird,
   sitzen diese Gläser keinen scharfen Durchlässigkeits- Zinkoxid ist als eine wichtige Komponente für die verlauf in der Nachbarschaft der Absorptionsgrenz- 65 Beibehaltung der Farbe von mit CdS-CdSe gefärbten frequenz. So zeigt beispielsweise ein Glas mit einer Gläsern bekannt. Die Zugabe von Zinkoxid sollte in Dicke von 2,5 mm und einer Grenzfrequenz von genügender Menge erfolgen, weil sein Effekt verloren-900 nm eine Gegend, wo die Durchlässigkeit allmäh- geht, wenn die zugegebene Menge außerhalb des ge-