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Verfahren zum Herstellen von Telluritglas Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren zum Herstellen von Telluritglas.
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Ein Tellurit enthaltendes Gemisch kann nicht in einem gewöhnlichen
keramischen Schmelzilegel, z.B. aus Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Magnesiumoxid und
dergleichen geschmolzen werden,
weil Tellurit sehr korrosiv ist,
ein emulgierendes Gemisch bildet und den Schmelztiegel angreift. Demzufolge sind
diese Schmelztiegel zum Schmelzen eines Telluritgemisches ungeeignet. Auf der anderen
Seite ist ein Schmelztiegel aus Siliciumdioxid beim Schmelzen eines Telluritgemisches
ebenfalls nicht sehr lange haltbar.
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Ein Platinbehälter kann leicht zum Herstellen eines homogenen optischen
Glases verwendet werden, weil Platin gegen korrosive Angriffe ziemlich widerstandsfähig
ist. Jedoch wird während des Schmelzens eines Telluritgemisches eine Legierung mit
einem niedrigen Schmelzpunkt gebildet, was dazu führt, dass der Platinbehälter angegriffen
wird und das sich ergebende Glas grau gefärbt ist. Ausserdem wird häufig durch Platinionen
eine tiefe Braunfärbung des Glases verursacht. Demzufolge ist ein Schmelztiegel
aus Platin zum Schmelzen von Telluritglas nicht geeignet.
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Um die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen, wurde ein Goldbehälter
zum Schmelzen von Telluritglas verwendet.
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Zum Beispiel bei der Bestimmung des Temperaturbereiches zum Verglasen
von Telluritglas wird dieses Glas in einem goldenen Behälter geschmolzen, kurzzeitig
auf einer bestimmten Temperatur gehalten, in eine Form gegossen und darin abgekühlt
und der Goldbehälter ist vollständig dauerhaft und wird durch das geschmolzene Telluritglas
nicht korrodiert.
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Ein für optische Zwecke zu verwendendes Telluritglas muss jedoch der
gleichen Schmelzbehandlung unterworfen werden wie gewöhnliches optisches Glas, d.h.
es muss gerührt werden, um den Schaum und die Linien zum Verschwinden zu bringen
und
ein optisch homogenes Glas zu erzielen. Die Beseitigung von Linien und die Homogenisierung
des Glases, die im allgemeinen von der Endbehandlung umfasst werden, werden durch
Rühren des geschmolzenen Glases über einen ziemlich langen Zeitraum in einem Temperaturbereich
durchgeführt, der niedriger als der zur Schmelz- und Klärbehandlung liegt.
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Wenn eine solche Schmelzbehandlung begleitet von der Temperaturänderung
über einen langen Zeitraum mit einem goldenen Schmelziegel und einem goldenen Rührstab
durchgeführt wird, werden viele Kristallkörner mit einem metallischen Goldschimmer
in der Glaszusammensetzung abgeschieden, welche den Streukoeffizienten erhöhen und
die Homogenität verringern. So kann kein optisch verwendbares Telluritglas mit goldenem
Schmelzzubehör erzielt werden.
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Wie oben beschrieben wurde, sind herkömmliche Verfahren zum Herstellen
homogenen und stabilen Telluritglases nicht geeignet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs
genannten Art anzugeben, mit welchem ein homogenes und stabiles Telluritglas hergestellt
werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Tellurit
enthaltendes Glasgemisch in einem goldenen Schmelzbehälter und in einer Sauerstoffgasatmosphäre
geschmolzen wird.
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So ist durch die Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Herstellen
eines stabilen Telluritglases mit hoher Qualität
geschaffen worden,
das auf der Erkenntnis basiert, dass hochtransparentes Telluritglas hoher Qualität
ohne die Ausfällung von Kristallkörnern mit Metallglanz, welche die lichtzerstreuenden
Partikel verursachen, erzeugt werden können, indem in einer Sauerstoffgasatmosphäre
geschmolzen wird, auch wenn ein goldener Schmelz:iegel und ein goldener Rührstab
verwendet werden.
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Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren erzeugte Telluritglas ist
homogen, enthält keine lichtzerstreuenden Partikel und weist eine hohe Lichtdurchlässigkeit
auf.
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Um das Glas in einer Sauerstoffgasatmosphäre zu schmelzen, wird die
Luft in dem Glasschmelzofen zuerst durch Sauerstoff ersetzt und dann wird während
der Schmelzbehandlung Sauerstoff in einer solchen Menge zum Ofen zugeführt, dass
sie ausreicht, ein Hereinlecken von Luft in den Ofen zu verhindern. Auf diese Weise
kann die Bildung von Kristallkörnern, die sich durch die Verwendung von goldenen
Schmelzgeräten ergibt, vermieden werden, und ein homogenes reines und kaum gefärbtes
Telluritglas erzeugt werden.
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Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt eines von vorn gesehenen Glasschmelzofens,
der beim Verfahren gemäss der Erfindung verwendet wird, Fig. 2 einen von der Seite
gesehenen Schnitt des Glasschmelzofens, und
Fig. 3 einen Querschnitt
eines anderenGlasschmelzofens, der mit einer Zuführeinrichtung für Sauerstoffgas
versehen ist.
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Das Telluritglas, das beim erfindungsgemässen Verfahren verwendet
werden kann, ist ein Glas, das mindestens 50 Mol.% TeO2 enthält.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels erläutert.
Ein Glasgemisch aus TeO2 60 Mol.%, WO3 20 Mol.%, Li20 14 Mol.% und PbO 6 Mol.% wurde
in einemrechteckigen Ofen geschmolzen, wie er in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist,
wo Sauerstoffgas von der Rückwand des Ofens über ein Rohr 2 in den Ofen geleitet
wird, um darin eine reine Sauerstoffgasatmosphäre von ungefähr 1 atm aufrechtzuerhalten.
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Die Temperatur im Ofen kann durch ein Thermoelement 3 gemessen werden,
das in die Rückseite des Ofens eingesetzt ist. Die Bezugszahl 4 bezeichnet einen
Heizkörper, die Bezugszahl 5 einen schützenden SchmelzE Sel aus Ton, die Bezugszahl
6 einen goldenen Schmelztitel, die Bezugszahl 7 Aluminiumpulver, die Bezugszahl
8 Telluritglas, die Bezugszahl 9 einen goldenen Rührstab, der angehoben und abgesenkt
werden kann, und die Bezugszahl 10 einen Gasauslass, Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines
Verfahrens, bei welchem Sauerstoff durch das Glas geblasen wird, wobei das Sauerstoffgas
durch ein Rohr 2' in ein geschmolzenes Telluritglas 8' zugeführt wird, um während
des gesamten Schmelzvorganges eine Sauerstoffgasatmosphäre sicherzustellen.
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Das geschmolzene Glas wird auf etwa 750 bis 8000C gehalten und ungefähr
7 bis 8 Stunden gerührt, um das Entschäumen
und Klären durchzuführen.
Dann wird das geschmolzene Glas 0 auf ungefähr 600 C abgekühlt und 1 Stunde lang
weiter gerührt, um jede Linienbildung zu entfernen.Danach wird der Schmelztiegel
aus dem Ofen genommen und das geschmolzene Glas wird in eine vorgewärmte Form gegossen
und darin langsam abgekühlt. Infolge eines solchen Schmelzens und einer solchen
Behandlung kann die Bildung zahlreicher Kristallkerne mit einem Metallglanz vermieden
werden, das sich aus der Verwendung herkömmlicher goldener Schmelzwerkzeuge ergibt
und so kann ein homogenes Telluritglas erzeugt werden. Ausserdem werden die goldenen
Schmelzwerkzeuge auch nach langer Zeit und wiederholter Verwendung nicht geändert
oder chemisch umgewandelt.
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Darüber hinaus wird nicht nur die Ausfällung von Kristallkörnern verhindert,
sondern es kann auch die Färbung des Glases in grossem Ausmass verringert werden,
um ein klares Telluritglas mit hoher Lichtdurchlässigkeit zu erhalten.
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Wie oben im einzelnen beschrieben wurde, werden diese bemerkenswerten
Wirkungen der Erfindung anscheinend dadurch erzielt, dass durch die Sauerstoffgasatmosphäre
eine Reduktion des leicht reduzierbaren Tellurdioxids (TeO2) und die Bildung der
feinen metallischen Kristallkörner verhindert wird, die sonst durch Verwendung goldener
Schmelzwerkzeuge verursacht werden.
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Wenn die Telluritglascharge mit einem Siliciumdioxidschmelztitel in
der Sauerstoffgasatmosphäre mit der Absicht, gleichförmige Schmelzbedingungen und
eine Verringerung des Grades der Färbung zu erzielen, geschmolzen wird, kann ein
Telluritglas
hoher Qualität hergestellt werden, Wenn eine muffelartige
Innenkammer, gross genug für den Schmelziegel, in dem Schmelzofen vorgesehen wird,
um eine Sauerstoffgasatmosphäre in der inneren Ofenkammer zu bilden, wird die oxidierende
Wirkung weiter gesichert. Das Blasen von Sauerstoffgas in das geschmolzene Glas
ist ebenfalls wirksam und der Verbrauch an Sauerstoffgas wird verringert.
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Wie oben insbesondere beschrieben wurde, ist das erfindungsgemässe
Verfahren zum Erzeugen von Telluritglas mit gleichbleibend hoher Qualität unter
Verwendung goldener Schmelzwerkzeuge geeignet, ohne dass Kristallkörner und dass
lichtzerstreuende Partikel gebildet werden. Weil ausserdem die Färbung des Glases
verringert wird und die Lichtdurchlässigkeit verbessert wird, ist das sich ergebende
Telluritglas zur Herstellung optischer Instrumente geeignet.
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Während die Erfindung im einzelnen und unter Bezugnahme auf besondere
Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, versteht es sich für Fachleute, dass verschiedene
Änderungen und Abwandlungen der Erfindung ohne Abweichung vom Anwendungsbereich
und Gedanken derselben möglich sind.