DE3102690A1 - Cdo- und tho(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-freies optisches glas mit einem brechwert von 1,75 - 1,82 und einem abbe-wert von 37 - 48 - Google Patents

Cdo- und tho(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-freies optisches glas mit einem brechwert von 1,75 - 1,82 und einem abbe-wert von 37 - 48

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Description

  • Beschreibung
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, Gläser der optischen Lage nd = 1,75 - 1,82 und vd = 37 - 48 frei von den giftigen Oxiden des Cadmium und Thoriums kostengünstig herzustellen, wobei auf teures Ta2O5 verzichtet werden kann und dennoch eine ausgezeichnete Entglasungsstabilität erreicht wird.
  • In der GB-PS 953 480 sind Glasrezepturen im Glassystem B203 - La2O3 - Y203 beschrieben, die es jedoch nur erlauben, Gläser mit einem Brechungsindex bis nd - 1,775 herzustellen, selbst bei Zusatz von Ta205, ZrO2, CdO, Nb2O5.
  • Gläser ähnlicher optischer Lage wie die der vorliegenden Erfindung werden z.B. beschrieben in der DE-AS 1 421 892, jedoch enthalten diese Gläser teures Pa205 und darüber hinaus zusätzlich giftiges CdO.
  • In der DE-OS 22 59 122 werden optische Gläser im System B203-La203 - Gd2O3 - Ta 205 mit ähnlich optischer Lage beschrieben, die jedoch wegen ihres relativ hohen Tantaloxidgehalts sehr teuer sind und daher für die Massenproduktion ausscheiden.
  • ÄhnLiches trifft für die Gläser gemäß der JP-OS 74 21 408 zu, die außerdem nicht die Forderung nach guter Entglasungsstabilität erfüllen.
  • Die DE-OS 26 52 747 beschreibt ebenfalls Gläser in dem beanspruchten System, die jedoch den Nachteil haben, daß mit ihnen keine ausreichend hohe Abbe-Zahl erreicht werden kann.
  • Von den Gläsern nach JP-OS 77 85 210 unterscheidet sich der Anmeldungsgegenstand durch einen höheren Nb205-Gehalt, der wesentlich zur Kristallisationsstabilität beiträgt.
  • Im Gegensatz zu diesen bekannten Rezepturen lassen sich gemäß der Erfindung Gläser hoher Entglasungsstabilität der optischen Lage nd = 1,75 - 1,82 und vd = 37 - 48 im Glassystem B2O3 - La2O3 - Y2O3 - Nb2O5 - ZnO herstellen.
  • Der Anmeldungsgegenstand ist gekennzeichnet durch folgenden Zusammensetzungsbereich: B203 26 - 34 Gew.-% La2O3 30 - 43 Gew.-% Y2O3 2 - 12 Gew.-% Nb2O5 5,2 - 11 Gew.-% ZnO 2 - 18 Gew.-%.
  • Wahlweise können zugesetzt werden: SiO2 0 - 7 Gew.-% Al2°3 0 - 7 Gew.-% Li2O 0 - 2 Gew.-% Na2O 0 - 2 Gew.-% K2O 0 - 2 Gew.-% MgO 0 - 7 Gew.-% CaO 0 - 8 Gew.-% BaO 0 - 11 Gew.-% SrO 0 - 10 Gew.-% PbO 0 - 8 Gew.-% TiO2 0 - 8 Gew.-% ZrO2 0 - 9 Gew.-% Gd2O3 8 - 8 Gew.-% WO3 0 - 5 Gew.-% Ta2O5 0 - 4 Gew.-% Als bedeutsam erwweist sich der Anteil der SE-Oxide (La2O3 + Y2O3 + Gd2O3), der zwischen 38 und 46 Gew.-% liegen soll, sowie die gleichzeitige Anwesenheit von La203 und Y203; hierbei muß der Anteil des y2Q3> 2 Gew.% sein, um einen genügenden Stabilisierungseffekt zu erzielen, andererseits sollte er 12 Gew.% nicht überschreiten, da sich dann der günstige stabilisierende Effekt in sein Gegenteil verkehrt.
  • Als weitere essentielle Komponente unterstützt das Nb205 das B203 als Glasbildner und sorgt darüber hinaus für einen genügend hohen Brechwert.
  • ZnO erweist sich als in besonderem Maße geeignet, dieses Glas gegen Entglasung zu schützen.
  • Dieser Grundsynthese können je nach Bedarf SiO2 und/oder Al203 in Anteilen < 7 Gew.% zugesetzt werden; auch sind Alkalioxide C 2 Gew.% erlaubt, ferner Erdalkalioxide s 16 Gew.%.
  • ZrO2 erweist sich bis zu 9 Gew.% als nützlich; zum einen wirkt es brechwerterhöhend, zum anderen verbessert es die chemische Resistenz. PbO, TiO2, WO3 dienen zur Brechwertkorrektur; auf Ta205 kann ganz verzichtet werden, sein Zusatz ist jedoch erlaubt.
  • Die Gläser gemäß den Ansprüchen 3 bis 11 zeichnen sich durch eine besonders hohe Entglasungsstabilität aus.
  • Gläser entsprechend dieser Erfindung werden folgendermaßen hergestellt: als Rohstoffe werden die entsprechenden Oxide, Nitrate, Carbonate benutzt; diese werden gemäß dem Rezept abgewogen, und ein kleiner Anteil Läutermittel, wie z.B.
  • As 203 wird zugesetzt. Dieses Glasgemenge wird gut gemischt in einen auf12000C - 14000C erhitzten Platintiegel gegeben und bei dieser Temperatur geschmolzen. Nach dem Läutern wird das Glas mittels Rührer gut homogenisiert, bis zur Gußtemperatur von ca. 1000 - 11000C abgerührt und in eine Eisenform gegossen.
  • Schmelzbeispiel: Gemengesatz für 200 kg Glas Gew.% Rohstoffe Einwaage in kg SiO2 6,40 Sipur 12,82 B203 26,80 H3BO3 94,87 CaO 1,00 CaCO3 3,58 ZnO 7,80 ZnO 15,66 ZrO2 5,60 ZrO2 11,24 Nb2O5 6,90 Nb2O5 13,81 La2O3 42,20 La2°3 84,57 Y2O3 3,30 Y2O3 6,66 As2O3 0,10 As2O3 0,20 Die Tabelle I gibt Zusammensetzungen von Gläsern gemäß der Erfindung und ihre optischen Daten wieder.
  • Tabelle I
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
    B2O3 26,5 29,8 26,8 30,3 33,8 30,0 31,8 33,6 30,8 29,8 32,7 29,8
    SiO2 1.5 - 6,4 - - - - 4,2 - - 1,3 -
    Al2O3 - - - - - - - - 5,5 - - -
    MgO - - - - - - - - - - - 6,1
    Ca 1,9 1,0 1,0 7,2 - - - - - 1,2 0,6 -
    SrO 2,0 - - - - - - - - - - 9,7
    BaO 7,6 3,3 - - - - - - - 3,2 10,6 -
    ZnO 3,5 16,8 7,8 8,7 7,6 8,4 8,0 8,0 9,4 10,2 2,4 3,5
    PbO 3,3 - - - - 7,8 - - - - - -
    TiO2 1,6 - - - - - 2,2 - 7,8 - 0,8 -
    ZrO2 6,4 2,5 5,6 4,0 7,0 6,4 6,8 0,4 2,4 4,1 5,4 4,6
    Nb2O5 7,4 6,6 6,9 7,0 10,7 5,9 7,5 5,5 5,2 5,5 7,0 6,7
    La2O3 35,6 33,8 42,2 30,3 37,8 31,5 37,8 35,7 35,4 36,2 35,7 33,0
    Y2O3 2,7 2,5 3,3 4,8 3,1 10,0 3,9 4,5 3,5 3,1 2,2 6,6
    Gd2O3 - 3,7 - 7,7 - - - - - - 1,3 -
    LiO2 0,5 WO3 5.0
    Na2O 0,5 Ta2O5 1,8
    K2O 1,0
    nd 1,8090 1,7750 1,7779 1,7770 1,7890 1,7972 1,7960 1,7561 1,7913 1,7851 1,7662 1,7602
    vd 40,9 44,9 45,2 45,4 42,5 42,1 41,5 46,2 37,9 43,3 45,0 46,0

Claims (11)

  1. CdO- und ThO2-freies optisches Glas mit einem Brechwert von 1,75 - 1,82 und einem Abbe-Wert von 37 - 48 Patentansprüche: cdo- und ThO2-freies optisches Glas mit den optischen Werten nd 1,75 - 1,82 und vd = 37 - 48, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: B203 26,0 - 34,0 Gew.-% La2O3 30,0 - 43,0 Gew.-% Y2o3 2,0 - 12,0 Gew.-% 2°3 + Y203 = 38-46 Gew.-% Nb205 5,2 - 11,0 Gew.-% ZnO 2,0 - 18,0 Gew.-%
  2. 2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0 - 9,0 Gew.-% ZrO2 enthält.
  3. 3. Glas nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: B203 30,0 - 34,0 Gew.-% La2O3 35,0 - 39,0 Gew.-% Y203 2,0 - 8,0 Gew.-% Nb205 6,0 - 9,0 Gew.-% ZnO 6,0 - 9,0 Gew.-% ZrO2 4,0 - 8,0 Gew.-%.
  4. 4. Glas nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0 - 7,0 Gew.-% SiO2 und 0 - 7,0 Gew.-% Al203 enthält, wobei B2O3 + SiO2 + Al 203 = 28 - 38 Gew.-%.
  5. 5. Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0 - 8,0 Gew.-% PbO enthält.
  6. 6. Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0 - 8,0 Gew.-% TiO2 enthält.
  7. 7. Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0 - 7,0 Gew.-% MgO 0 - 8,0 Gew.-% CaO 0 -11,0 Gew.-% BaO 0 -10,0 Gew.-% SrO enthält wobei MgO +CaO +SrO BaO < 16 Gew.-%.
  8. 8. Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0 - 5 Gew.-% WO3 enthält.
  9. 9. Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0 - 8 Gew.-% Gd2O3 enthält wobei La2O3 + Y203 + Gd2°3 = 38 - 46 Gew.-%.
  10. 10. Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0 - 4 Gew.-% Ta205 enthält.
  11. 11. Glas nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0 - 2 Gew.-% Li2O 0 - 2 Gew.-% Na2O Li2O + Na2O + K2O ; 2 Gew.-% 0 - 2 Gew.-% K2O enthält.
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