DE2143370B2

DE2143370B2 - Verfahren zur Herstellung eines optischen Fluorphosphatglases

Info

Publication number: DE2143370B2
Application number: DE2143370A
Authority: DE
Inventors: Nobuya Akishima Tokio Ogita (Japan)
Original assignee: HOYA GLASS WORKS Ltd TOKIO
Current assignee: HOYA GLASS WORKS Ltd TOKIO
Priority date: 1970-08-31
Filing date: 1971-08-30
Publication date: 1975-02-06
Also published as: US3743492A; DE2143370A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Fluorphosphatglases, wobei übliche Rohmaterialien für das optische Fluorpho- »phatglas geschmolzen werden und die auf diese Weise geschmolzenen Rohmaterialien geformt werden.

Bisher wurden die optischen Fluorphosphatgläser praktisch ausschließlich durch Schmelzen der Rohmaterialien für das optische Glas in einem offenen Schmelztiegel hergestellt.

Zum Zweck der Verhinderung der Verflüchtigung flüchtiger Komponenten hat man auch die Größe abgedeckt, wobei es jedoch schwierig wird, durch bloße Abdeckung der Gefäße den Eintritt von Luft wirksam tu verhindern.

Bei diesen Verfahren wurden trotz der Tatsache, daß die Rohmaterialien bei wesentlich höheren Temperaturen als den zur Aufrechterhaltung der Rohmaterialien in der flüssigen Phase erforderlichen Temperaturen geschmolzen wurden, Kristalle innerhalb eines kurzen Zeitraumes abgeschieden, die Entglasung verursachen, und gleichzeitig wurde das hergestellte Glas stark gelb gefärbt, wodurch erheblich die Qualität des Glases verschlechtert wurde. Es ist deshalb bei diesem üblichen Verfahren ziemlich schwierig, optische Fluorphosphatgläser von guter Qualität herzustellen.

Zum Unterschied von der Entglasungserscheinung bei gewöhnlichen Gläsern, welche erfolgt, wenn das 5< > geschmolzene Glas im Flüssigkeitstemperaturbereich gehalten wird, oder wenn die Zusammensetzung des Glases durch Verflüchtigung von Bestandteilen stark variiert wird, tritt die Entglasung bei optischen Fluorphosphatgläsern sogar dann auf, wenn das Glas bei SS ausreichend höheren Temperaturen als der Temperatur der Flüssigkeitsphase geschmolzen wird. Diese Erscheinung ist speziell für Fluorphosphatgläser und dürfte dadurch verursacht werden, daß die in starkem Umfang in der Masse der Fluorphosphatgläser enthaltenen Fluoride in die Oxide überführt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Überwindung der zahlreichen Schwierigkeiten bei der Herstellung von optischen Fluorphosphatgläsern mittels eines Verfahrens zur Verhinderung der Aus- ⁶S scheidung von entglasenden Materialien und zur Verhinderung der Gelbfärbung des gebildeten Glases.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines optischen Fluorphosphatglases, wobei übliche Rohmaterialien für das optische Fluorphosphatglas geschmolzen werden und die auf diese Weise geschmolzenen Rohmaterialien geformt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen des Schmelzens der Rohmaterialien und die Formung der geschmolzenen Rohmaterialien in Gegenwart einer nichtoxydierenden Atmosphäre, welche durch Anwendung von Stickstoffgas zur Aufrechterhaltung der nichtoxydierenden Atmosphäre gebildet wird, durchgeführt werden.

Hierdurch werden das Auftreten der Entglasung und der Verfärbung bemerkenswert verhindert und auch die auf Grund der Verflüchtigung der Bestandteile verursachte Variierung der Zusammensetzung kann verhindert werden. Auf diese Weise werden bessere Ergebnisse erhalten, wenn eine Stickstoffgasatmosphäre als nicht oxydierende Atmosphäre angewandt wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung weiter erläutert, wobei in

F i g. 1 im Querschnitt eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines bei der praktischen Ausführung der Erfindung eingesetzten Glasschmelzofens und in

Fig. 2 ein Querschnitt in Seitenansicht des in F i g. 1 gezeigten Glasschmelzofens gezeigt ist.

Um eine Atmosphäre von Stickstoffgas in dem Schmelzofen auszubilden, wird zunächst die Luft in dem Ofen durch Stickstoffgas ersetzt, und dann wird Stickstoffgas kontinuierlich in den Ofen in solcher Menge zugeführt, daß der Zutritt von Luft verhindert werden kann. Alternativ kann nach dem Schmelzen der Glasrohmaterialien in einem Schmelzofen ein Stickstoffgas kontinuierlich zu dem Ofen zugeführt werden.

Das folgende Beispiel dient zur weiteren Erläuterung der Erfindung an Hand von bevorzugten Arbeitsweisen.

Beispiel

Rohmaterialien für das optische Fluorphosphatglas mit der folgenden Zusammensetzung wurden in einem Ofen, wie in F i g. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt, geschmolzen:

Glaszusammensetzung

VeP₂O₅	AlF₃	MgF₂	BaF₂	CaF₂	VsBA	NaF
25,0	21,6	8,2	15,2	15,0	4,0	11,0

In der vorstehenden Zusammensetzung ist jeder Bestandteil als Kationenprozentsatz angegeben.

Wie in den Figuren gezeigt, bestand der verwendete Ofen aus einem gewöhnlichen würfelförmigen geschlossenen Ofen 1, und das Stickstoffgas wurde in den Ofen durch eine Leitung 2 eingeführt, so daß im Ofen eine Stickstoffgasatmosphäre ausgebildet wurde. Die Temperatur des Ofens wurde mittels eines Thermoelementes gemessen, das durch die Rückwand des Ofens eingesetzt war. Bei der gezeigten Ausführungsform war eine Erhitzungseinrichtung 4 an der inneren Wandseite des Ofens und ein Gasauslaß 9 in der Wand des Ofens ausgebildet. Die Glasrohmaterialien 8 wurden in einem Platin-

schmelztiegel 6 eingebracht und der letztere in einem Tonschmelztiegel S mit Aluminiumoxidpulver zwischen den beiden Schmelztiegeln gebracht. Nachdem die Luft in dem Ofen durch Stickstoffgas ersetzt worden war, wurden die Rohmaterialien für das Glas während 8 Stunden bei 1000⁰C unter Rühren geschmolzen, wobei frisches Stickstoffgas in den Ofen eingeführt wurde. Anschließend wurde das geschmolzene Glas auf 700° C gekühlt und in eine vorerhitzte Metallform gegossen.

Beim Vergleich eines durch Schmelzen der Rohmaterialien in der vorstehenden Weise gebildeten Glases mit einem durch Schmelzen in gewöhnlicher Luftatmosphäre gebildeten Glas bestand ein deutlicher Unterschied zwischen den Gläsern. Wenn die Rohmaterialien bei 1000⁰C in Luftatmosphäre geschmolzen wurden, schieden sich kristalline Materialien in erheblicher Menge nach etwa 16 Stunden ab und verursachten eine Entglasung; auch war das ge-

bildete Glas von gelber Farbe. Wenn die Materialien andererseits bei 1000° C in Stickstoffgasatmosphäre gemäß der Erfindung geschmolzen wurden, trat selbst nach 30 Stunden weder Entglasung noch Verfärbung auf.

Wie vorstehend an Hand des Beispiels gezeigt, ergibt es sich, daß auf Grund der Erfindung bemerkenswert verbesserte Ergebnisse erhalten werden. Dies dürfte dadurch verursacht werden, daß bei der

ίο Durchführung des Schmelzens in einer Stickstoffgasatmosphäre die aus dem Stickstoffgas bestehende Atmosphäre zur Unterdrückung der Ausbildung und des Wachstums der Kristalle beiträgt.
Durch das Schmelzen der Rohmaterialien für opti-

»5 sehe Fluürphosphatgläser nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann somit das Auftreten der Entglasung und der Verfärbung des Glases verhindert werden, und es werden optische Fluorphosphatgläser von sehr guter Qualität gebildet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines optischen Fluorphosphatglases, wobei übliche Rohmaterialien für das optische Fluorphosphatglas geschmolzer werden und die auf diese Weise geschmolzenen Rohmaterialien geformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen des Schmelzens der Rohmaterialien und der Formung der geschmolzenen Rohmaterialien in Gegenwart einer nichtoxydierenden Atmosphäre, welche durch Anwendung von Stickstoffgas zur Aufrechterhaltung der nichtoxydierenden Atmosphäre gebildet wird, durchgeführt werden.