DE2202652B1

DE2202652B1 - Arsenpentoxid-glaeser guter haltbarkeit und mit extremen optischen eigenschaften zur herstellung von gegenstaenden grosser abmessungen

Info

Publication number: DE2202652B1
Application number: DE19722202652
Authority: DE
Inventors: Georg Krolla
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1968-03-30
Filing date: 1972-01-20
Publication date: 1973-07-19
Also published as: DE2202652C2; DE1771080B1

Description

12 Gewichtsprozent In₂O₃,

12 Gewichtsprozent Ga₂O₃,

25 Gewichtsprozent B₂O₃,

15 Gewichtsprozent PbO,

15 Gewichtsprozent Bi₂O₃,

20 Gewichtsprozent WO₃,

25 Gewichtsprozent TeO₂,

10 Gewichtsprozent Tl₂O

35

40

enthalten.

4. Gläser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie höchstens 5 Gewichtsprozent Alkali- und Erdalkalioxide enthalten.

Das deutsche Patent 1 771 080 betrifft Arsenpentoxid-Gläser guter Haltbarkeit und mit extremen optischen Eigenschaften, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie aus Arsenpentoxid und einfachen oder kornplexen anorganischen Fluoriden bestehen.

Diese bekannten Gläser eignen sich vorzüglich zum Bau von Objektiven (Apochromate) und für die Infrarotoptik. Sie besitzen folgende hervorragenden Eigenschaften:

Diese Gläser machen jedoch bei der Herstellung von Artikeln mit großen Abmessungen in einwandfreier optischer Blasen- und Schlierenqualität erhebliche Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten sind bedingt durch den für optische Gläser ungewöhnlich kleinen Temperaturbereich, in dem die Gläser erschmolzen, geläutert und homogenisiert werden müssen. Die Schmelztemperaturen betragen, durch Arsenpentoxid bedingt, maximal 1000^GC und, durch schnelle Zunahme der Viskosität bei abfallender Temperatur sowie durch das Kristallisationsverhalten bedingt, minimal 700^: C.

Es wurde nun gefunden, daß Gläser in großen Abmessungen in einwandfreier optischer Qualität erschmolzen werden können, wenn die in dem deutschen Patent 1 771 080 aufgeführten Gläser mit folgenden Zusätzen erschmolzen werden:

1. Chlor in Form von Chloriden und oder

2. Brom in Form von Bromiden und/oder

3. Schwefel in Form von Sulfaten und/oder

4. andere Oxide als Arsenpentoxid.

Der Gehalt an anderen Oxiden wird so bemessen, daß eine Erhöhung der Schmelztemperatur über 100O⁰C nicht erforderlich ist. Vorzugsweise werden die Oxide von Pb, W, Bi, Te, In, Cd, B eingesetzt. Diese Zusätze bewirken eine Verringerung der Kristallisationsneigung und eine Abflachung des Viskositätsverlaufes, ohne die extremen optischen Eigenschaften wesentlich zu beeinflussen.

Der Einbau von Chlor erfolgt vorzugsweise durch Verwendung einfacher oder komplexer Chloride der Alkalimetalle, der Erdalkalimetalle sowie der einfachen oder komplexen Chloride oder Oxichloride von In, Pb, Bi, Zn. Cd, Y, den Lanthaniden, Nb, Ta, Zr, Th bis zu 55 Gewichtsprozent. Der Anteil der Alkalichloride soll hierbei höchstens 8 Gewichtsprozent betragen.

Der Einbau von Brom erfolgt vorzugsweise durch Zusätze von 0,5 bis 6 Gewichtsprozent LiBr, NaBr, KBr, RbBr, CsBr und/oder durch Zusätze von 1 bis 12 Gewichtsprozent der Bromide von Cer, Lanthan und der anderen seltenen Erden.

Der Einbau von Schwefel erfolgt vorzugsweise durch die Sulfate der Erdalkalimetalle, z. B. in einer Menge bis höchstens 6 Gewichtsprozent durch die Sulfate von Mg, Ca, Sr, Ba, sowie von höchstens 8 Gewichtsprozent durch die Sulfate von Zn, Cd, Al, In, La. der Lanthaniden, Pb, Tl. Die Sulfate der Alkalimetalle sollen in einer Menge von < 5 Gewichtsprozent dem Gemenge zugegeben werden.

Besonders stabile Gläser können durch Zusätze folgender Metalloxide erschmolzen werden: je bis zu

55

60

1. hohe Lichtdurchlässigkeit über einen weiten Spektralbereich,

2. die optischen Lagen erstrecken sich über einen weiten Bereich,

3. extreme Teildispersionswerte,

4. die Gläser können in Platintiegeln erschmolzen werden.

12 Gewichtsprozent In₂O₃,
12 Gewichtsprozent Ga₂O₃,
25 Gewichtsprozent B₂O₃,
15 Gewichtsprozent WO₃,
15 Gewichtsprozent PbO,
15 Gewichtsprozent CdO,
15 Gewichtsprozent Bi₂O₃,
25 Gewichtsprozent TeO₂.

Die Summe der Oxide, einschließlich Arsenpentoxid, der Sulfate und der Bromide soll in den erfindungsgemäßen Gläsern 60 Gewichtsprozent nicht übersteigen. Der Minimalgehalt dieser Summe soll 12 Gewichtsprozent betragen. Wenn das Glas kein Bromid,

ORIGINAL tf4$*

Chlorid oder Sulfat enthält, soll der Gehalt an Metalioxiden mehr als 5.0 Gewichtsprozent betragen.

Der Gehalt an Alkali- und oder Erdalkalioxiden beträgt vorzugsweise höchstens 5 Gewichtsprozent.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Ausführungsbeispiele erläutert:

Aus den folgenden Gemengen wurden Gläser erschmolzen, deren optische Werte gleichfall.«, angegeben sind. Die Mengenangaben sind in Gramm angegeben.

—ι

Beispiel Nr. Beispiel Nr

ZnSO₄
KBr..

6.0

; 2.0

1.5834 : 1.5253

57.7 i 67.1

As₂O₅ BaF₂ . CaF₂ . AlF₃ . LaBr₃ KBr ..

As₂O₅ BaF₂ . CaF₂ . AlF₃ . BaSO₄ PbSO₄

As₂O₅ BaF₂ . CaF₂ . AlF₃ . TeO₂ . La₂O₃ WOj .

PbO . B₂O₃ .

As₂O, BaF₂ . CaF₂ . AIF₃ . In₂O₃ . LaBr₃

32.8 j	25.0
32.3 ^!	25.0
14.2	24.0
14.2 I	24.0
6.5 ;	—
	2.0
1.5839	1.5119
59.5 i	68.7

Beispiel Nr.

25.0 21.0

25.0

4,0

1.5228 68.4

30.0 54,0

6.0

4.0

1.6081 51.8

Beispiel Nr 6

45.0 30.0

7.5

10.0

1.6889 40,19

22.2	23,0
22.2	23.0
22,2	18.5
2"> ~)	18.5
—	1.0
4,5
6,7	1.0
	8.0
	7.0
1,5419	1.5896
62.1	53.2

Beispie! Nr.

31,0

34.0

14,5

14.5

3,0

24.0 18.0 25.0 25,0

Beispiel Nr. IC ί 11

As₂O₅
CaF₂ .
AlF₃" .
BaCl₂
BaF, .

35.0
10.0
10,0
35.0
10.0

1.6403
50.76

34.0 20.0 20.0 26.0

1.5601 63.11

Die Abb. 1 und 2 zeigen die optische Lage der erfindungsgemäßeri Gläser. Die Lage des nach dem folgenden Ausfiihrungsbeispie! erschmolzenen Glases ist mit (x) bezeichnet.

Ausführungsbeispiel Gemenge für 20 kg Glas:

B, O,

La₂O₃

AlF₃"
CaF-BaF,
KBf.

1100g

400 g

3000 g

7000 g

200 g

As₂O, 5100 g

Sch melzvorschrift

Einschmeiztemperatur 900" C

Einschmelzzeit 360 min

Läutertemperatur 880 bis 850 C

Läuterzeit 120 min

Rührtemperatur 850 bis 770° C

Gußtemperatur 770^cC

Kühltemperatur 520'C

Kühlzeit -4500 min

Meßdaten

Dichte 4-15 gern³

α- 10" (20 bis 300' C) 136

n_d 1,5890

r_d 60.60

Relative Teildispersionen — — = 0.3003 ' "

'.;■ - n_r

^ = 0.2383

n, - n_r

ih — η r

-*- --= 1.0148

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

COPY

Claims

Patentansprüche:

1. Arsenpentoxid-Gläser guter Haltbarkeit und mit extremen optischen Eigenschaften, die aus Arsenpentoxid und einfachen oder komplexen anorganischen Fluoriden bestehen, nach dem deutschen Patent 1 771080, mit einer Schmelztemperatur von maximal 1000° C, die sich insbesondere für das Erschmelzen von Glasgegenständen großer Abmessungen eignen, dadurch gekennzeichnet, daß sie Chloride und/oder Bromide und/oder Sulfate und/oder andere Oxide enthalten, wobei der Gehalt an den anderen Oxiden mehr als 5 Gewichtsprozent beträgt, wenn das Glas kein Bromid, Chlorid oder Sulfat enthält.

2. Gläser nach Anspruch 1 mit 8 bis 60 Gewichtsprozent Arsenpentoxid und 92 bis 40 Gewichtsprozent einfachen oder komplexen anorganischen Fluoriden, dadurch gekennzeichnet, daß sie im teilweisen Austausch gegen die Fluoride je bis zu 12 Gewichtsprozent Bromide, 55 Gewichtsprozent Chloride und/oder im teilweisen Austausch gegen Arsenpentoxid je bis zu 8 Gewichtsprozent Sulfate, 25 Gewichtsprozent andere Oxide enthalten, wobei der Gehalt an Bromiden, Chloriden, Sulfaten und Metalloxiden mindestens 0,5 Gewichtsprozent beträgt.

3. Gläser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie im teilweisen Austausch gegen Arsenpentoxid je bis zu