DE2550929A1 - Verfahren zur herstellung von quarzglasgegenstaenden durch ziehen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von quarzglasgegenstaenden durch ziehen

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DE2550929A1 DE19752550929 DE2550929A DE2550929A1 DE 2550929 A1 DE2550929 A1 DE 2550929A1 DE 19752550929 DE19752550929 DE 19752550929 DE 2550929 A DE2550929 A DE 2550929A DE 2550929 A1 DE2550929 A1 DE 2550929A1
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Description

■-. -W! D 2550929 PHN .7817
T-TE 6-1 1-1975
FHT
12. Ιίον. 1975
"Verfahren zur Herstellung von Quarzglasgegenständen durch Ziehen"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Quarzglasgegenständen durch Ziehen aus einer Schmelze.
Aus der schweizerischen Patentschrift
540859 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung langgestreckter Gegenstände a^^s geschmolzenem Quarz bekannt, nach welchem Ausgangsmaterial aus Siliciumdioxid in Form von Teilchen kontinuierlich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in den oberen Teil eines erhitzten Ofens eingeführt wird das Ausgangsmaterial in der oberen erhitzten Zone des Ofens kontinuierlich in einer Gasatmosphäre von Wasserstoff und Helium in~einem Volumenverhältnis von 40 - 65 $> Wasserstoff zu 6O - 35 # Helium nnd bei einer 205O0C nicht unterschreiter den Schmelztemperatur geschmolzen wird, die Erhitzung des
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-2- PHN.7817
6-11-1975
geschmolzenen Materials in der unteren Zone des Ofens mittels einer gesonderten Erhitzungsvorrichtung fortgesetzt wird, wobei eine Temperatur a\if recht erhalten wird, die niedriger als die Temperatur von 205O0C im geschmolzenen Material ist, und das geschmolzene Material kontinuierlich aus der unteren' Zone des Ofens mittels einer Formgebungsvorrichtung beim Vorhandensein einer Wasserstoff in einem nichtoxidierenden Trägergas enthaltenden Atmosphäre gezogen wird.
Der Effekt dieses Verfahrens ist der, dass
ein Quarzglas mit einer erheblich kleineren Anzahl eingeschlossener Gasblasen als durch herkömmliche Verfahren hergestelltes Quarzglas erhalten wird. Eingeschlossene Gasblasen ergeben im gezogenen Erzeugnis Kanäle in der Ziehrichtung, wodurch das Quarzglas zur Anwendung als Umhüllung z.B. von Lampen, die optischen Anforderungen entsprechen " müssen, weniger gut geeignet ist. Der obenbeschriebene Vorgang wird in einer Atmosphäre durchgeführt, die aus Gasen besteht, die leicht durch das geschmolzene Quarzglas hindurch» diffundieren und sich gut darin lösen können. Das erhaltene Erzeugnis enthält daher beträchtlich weniger eingeschlossene Gasblasen und weist ausserdem eine sehr grosse Masshaltigkeit auf.
Die Erfindung bezweckt, auch die verbleidenden Gasblasen aus dem Quarzglas zu eliminieren und auf diese Weise ein völlig blasenfreies Quarzglas zu erhalten. Bas Auftreten dieser Gasblasen wird darauf zurückgeführt, dass sich bei der Schmelztemperatur gelbste Gase infolge der Abkühlung während des Ziehvorgangs abscheiden.
609821/0914
-3- PHN.781T
6-11-1975
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch.
gelöst, dass ein Ausgangsmaterial aus Siliciumdioxid in Fore von Teilchen verwendet wird, dem Oxide, Hydroxide oder bei Erhitzung in Oxide umzuwandelnde Verbindungen von Kalium und/oder Magnesium in einer Menge zwischen 50 und 200 χ TO Molc/i und/oder Calcium, Barium und/oder Strontium in einer
~3 λ Menge zwischen 5 und 200 χ 10 Mol.% zugesetzt sind.
Es sei bemerkt, dassaaus der deutschen Offer.-
legungsschrift 2,205·5^0 ein Verfahren zur Herstellung eines blasen- und OH-freien Quarzglases bekannt ist, nach dem gemahlener Bergkristall einer Vorbehandlung unterworfen vird, bevor er zu Quarzglas verschmolzen wird. Diese Vorbehandlung besteht darin, dass die Bergkristallkörner mit einem Salz, dessen Kation aus IdthJUim, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium Strontium oder Silber besteht, bei einer Temperatur zwischen 800 und 1700°C und einem Dampfdruck von mindestens 5 mm Quecksilbersäule und vorzugsweise mehr als 100 mm Quecksilbersaule, oder mit einem Gemisch solcher Salze in einer mindestens dem vorher bestimmten OH-Gehalt entsprechenden Menge dotiert wird, die dotierten BergkristallkSrner während einer Zeitdauer von mindestens 30 Sekunden in einem Reaktionsraum, der auf eine Temperatur zwischen 800 und 17000C erhitzt wird und dessen Atmosphäre mit Salzdampf angereichert ist, umgewalzt werden, die umgewälzten Bergkristallkorner mit einem wasserdampffreien Gas bei einer Temperatur zwischen 800 und 1700oC gespült und die mit Gas gespülten Bergkristallr korner unter wasserdampffreier Atmosphäre in einem an sich bekannten Schmelzofen geschmolzen werden.
609821/091A
Dieses Yesrf ahrens breschräiHact sich wa£ Atis-
gangsmateatriLaOL, das auss gesnahl eraent Bergkris-ftall bestellt:. Bie genannte Voorfceliamdlung dear Bergfcr^tstallkiasErEEer wi:nä rait einer Menge Salz; Jim dear Gro sseaaserrdming/ Tran 1 biss ΈΟ ppm dnrehge— führt. Ouareä&i dHLe; VorbeifaaHdlung werd'en £.n dem ittisgaitgsmaterial OH-Ioneaa gegeam Kat±on.eiE eines ^er* genannt see Sailzre ausgetauscht, ^si. dient im RaJKTert der Erfindtuig d-uEireÄgeiliEarfeen
-wem eisneia sich. i.rt nicht so grtjsssea fesse AusgangsiEaterial,, wie Sandt ausgegangen, das in eiiffieKir waissers-feoJFfgashaltigen Atmosphäre geschmolzen wird.* Au£ diese Weise wird absichtlich eine grosse Menge Wasserstoff in die Qiiarzglasschnielzie eingeführt, der bei der Schmelztemperatur leicht wieder entweichen kann. Bie Zusätze nach der Erfindung, die viel grosser als nach der genannten deutschen Offenlegungsschrift sind, bewirken denn auch einem ganz anderen Effekt, sie verhindern die Bildung von Wasserstoff in Form von Blasen während der Abkühlung beim Formgebungsvergang.
Im nachstehenden Ausführungsbeispiel wurden
einem aus SiO2 bestehenden Gemenge die.Stoffe in der Tabelle in den dort angegebenen Mengen zugesetzt. Das SiO„-Pulver wurde mit einer Lösung des Nitrats des betreffenden Kations benetzt und dann bei 150°C getrocknet. Das Erzeugnis wurde anschliessend 5 Minuten lang auf eine Temperatur von 100O°C in Sauerstoff oder in J^ift erhitzt und anschliessend bei 195O°C in einer Wasserstoffatmosphäre erschmolzen.
Um die Entwicklung von Blasen sichtbar zu machen, wurden die Erzeugnisse 15 Minuten lang auf
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PHN.7817 6-11-1975 ·
erhitzt, Xn der nachstehenden Tabelle wird das Ergebnis an Hand von Bewertungsnoten gezeigt· Die Ziffern gehen von O bis 100; O bedeutet nahezu keine Blasen, 10 ist das Ergebnis ohne erfindungsgemassen Zusatz und 100 steht für zahlreiche Blasen·
Die Tabelle zeigt auf, dass Zusätze von
Na„0 und I-ip° keinen Effekt haben, und dass U-2° in &rSsseren Mengen sogar einen ungünstigen Einfluss ausübt.
10x10 MOl.
~3
Mol.%
ohne Zusatz 10 10 10
Li2O 10 10 100
Na2O 10 10 10
K0O 10 5 1
5x1
5Ox10
~3
MgO CaO SrO BaO
10 10 5
10 5 3
5 0 0
1 0 0
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Claims (1)

  1. -£- PHN.7817
    6-11-1975
    PATENTAWSPRUGIi;
    Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung
    langgestreckter Gegenstände aus geschmolzenem Quarz, nach dem Ausgangsmaterial axis Siliciumdioxid in Form von Teilchen kontinuierlich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in den oberen Teil eines erhitzten Ofens eingeführt wird; das Ausgangsmaterial in der oberen erhitzten Zone kontinuierlich in einer Gasatmosphäre von Wasserstoff und Helium in einem Volumenverhältnis von 40 - 65 % Wasserstoff zu 60 - 35 $ Helium und bei einer 205O0C nicht unterschreitenden Schmelztemperatur geschmolzen wird; die Erhitzung des geschmolzenen Materials in der unteren Zone des Ofens mittels einer gesonderten Erhitzungsvorrichtung fortgesetzt wird, wobei eine Temperatur aufrechterhalten wird, die niedriger als 20500C im geschmolzenen Material ist, und das geschmolzene Material kontinuierlich aus der unteren Zone des Ofens mittels einer
    S-Formgebungsvorrichtung beim Vorhandensein einer Wasserstoff in einem nichtoxidierenden Trägergas enthaltenden Atmosphäre gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangsmaterial aus Siliciumdioxid in Form von Teilchen verwendet wird, dem Oxide, Hydroxide oder bei Erhitzung in Oxide umzuwandelnde Verbindungen von Kalium und/oder Magnesium in einer Menge zwischen 50 und 200 χ 10~3 Mol# und/oder Calcium, Barium und/oder Strontium in einer Menge zwischen 5 und 200 χ \0~J $ zugesetzt sind.
    609821 /091 A
DE2550929A 1974-11-18 1975-11-13 Ausgangsmaterial zur Herstellung von Quarzglasgegenständen durch Ziehen und Verfahren zur Weiterverarbeitung des Ausgangsmaterials Expired DE2550929C2 (de)

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