DE3245615A1 - Optisches glas - Google Patents

Optisches glas

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DE3245615A1 DE19823245615 DE3245615A DE3245615A1 DE 3245615 A1 DE3245615 A1 DE 3245615A1 DE 19823245615 DE19823245615 DE 19823245615 DE 3245615 A DE3245615 A DE 3245615A DE 3245615 A1 DE3245615 A1 DE 3245615A1
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Description

HOYA CORPORATION, TOKYO/JAPAN
Optisches Glas
Die Erfindung betrifft ein optisches Glas mit spezifischen optischen Konstanten, ausgedrückt durch einen Brechungsindex (nd) von 1,58 bis 1,91 und einer Abbe-Zahl (0 d) von 20 bis 45, das auch eine ausgezeichnete Durchlässigkeit aufweist.
SiO2-R2O-PbO- oder SiO2-R2O-TiO-Silikatgläser sind dafür bekannt, dass sie einen hohen Brechungsindex haben und ein Glas mit einer hohen optischen Streuung, welches optische Konstanten innerhalb des obigen Bereiches aufweist, werden beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung 8394/1967 beschrieben. Diese Gläser neigen jedoch zu einer Färbung und haben schlechte Durchlässigkeitseigenschaften im Bereich des ultravioletten Lichtes bis zum sichtbaren Licht und dies stellt
BAD ORIGINAL
bei der Herstellung von optischen Linsen einen Nachteil dar.
Zur Herstellung von Gläsern mit hoher Durchlässigkeit im ultravioletten Bereich, sind Phosphatgläser im Vergleich zu einem Silikatglas oder einem Boratglas aus den oben erwähnten Gründen vorteilhafter. Phosphatgläser weisen eine ausgezeichnete Durchlässigkeit im Bereich des ultravioletten Lichtes bis zum sichtbaren Licht im Vergleich zu einem Silikatglas oder Boratglas auf. Darüber hinaus kann man ein Phosphatglas schon bei niedrigen Temperaturen erschmelzen und dadurch kann man Verunreinigungen aus dem Schmelztiegel vermeiden.
Andererseits hat Phosphorsäure eine stärktere Reduktionswirkung als andere Glasbildungsmaterialien und infolgedessen verfärbt sich ein solches Glas, in Abhängigkeit von den Komponenten, der Glaszusammensetzung, der Atmosphäre, usw.. Beispielsweise werden TiO37 WO3 und Nb3O1- üblicherweise verwendet, um ein Glas mit hohem Brechungsindex zu ergeben und um die chemische Beständigkeit des Glases zu verbessern, wobei diese Komponenten jedoch eine Verfärbung des Glases bewirken, wenn man sie reduziert. Im Gegensatz hierzu wird Ta2°s nic^lt reduziert und zeigt eine geringere Absorption im Bereich des ultravioletten Lichtes bis zum sichtbaren Licht. Deshalb bevorzugt man Ta-2°c als Komponente, die einem Glas einen- hohen Brechungsindex verleiht und die chemische Beständigkeit des Glases verbessert.
Untersuchungen über den Glasbildungsbereich, bei welchem
BAD ORIGINAL
man mit einem TaJO^ enthaltenden Phosphatglas die vorerwähnten guten Eigenschaften erzielt, haben ergeben, dass in den Drei-Komponenten-Systemen P7O5-R2O-Ta2O5 und P2O5-PbO-Ta2O5 eine Glasbildung nicht eintritt, wenn die Menge an P2 0S ^8 Gew.% oder weniger beträgt, dass man aber in einem Vier-Komponenten-System aus P2O5-R3O-PbO-Ta2O5 ein stabiles Glas erhalten kann, auch wenn die Menge an P2 0R ^5 Gew.% oder weniger beträgt.
Ziel der Erfindung ist es somit, ein Vier-Komponenten-Glas aus P2O5^R2O-PbO-Ta3O5 zur Verfügung zu stellen. . Verbunden mit diesem Ziel ist die Aufgabe, ein optisches Glas zur Verfügung zu stellen, das spezifische optische Konstanten aufweist und eine ausgezeichnete Durchlässigkeit im Bereich des ultravioletten Lichtes bis zum sichtbaren Licht hat.
Die Erfindung betrifft ein optisches Glas, das in Gew.% enthält:
18 bis 38 % P2O5;
3 bis 30 % Na3O + K3O7
mit dem Proviso 0 bis 30 % Na3O und
bis 65 % PbO; 0 bis 30 %
8 bis 45 % Ta2O5;
1 bis 20 % Nb2O5;
O bis '15 % TiO-, +
O WO.;
— 6 —
0 bis 25 % BaO + CaO + ZnO + SrO + MgO,
mit dem Proviso 0 bis 25 % BaO,
0 bis 5 % CaO,
0 bis 25 % ZnO,
0 bis 20 % SrO und
0 bis 10 % MgO;
O bis 1 5 3 % B2O3;
O bis 3 % Li2O;
O bis 3 % Al2O3;
O bis 3 % ZrO2;
O bis 3' α ν Ο ·
* y2U3'
O bis 3 % Gd3O3; und
O bis % La2O
Die Figur ist eine grafische Darstellung der Durchlässigkeitskurve eines erfindungsgemässen Glases im Vergleich zu einem üblichen SF.-Glas. 20
Die kritischen Mengen der oben erwähnten Glaskomponenten werden nachfolgend diskutiert. Dabei sind alle Pro zentangaben auf das Gewicht bezogen.
P2°5 ist e^n ?las^il^enc^es Material. Liegt die Menge an P2O5 bei weniger als 18 %, so erhöht sich die Neigung des Glases zur Entglasung. Ist die Menge an P2O5 grosser als 38 %, so kann man nicht das gewünschte Glas mit dem hohen Brechungsindex erhalten.
Na3O und K3O müssen in einer Gesamtmenge von 3 bis 30 %
BAD ORIGINAL
vorliegen. Liegt die Menge ausserhalb des Bereiches, so erhöht sich die Neigung des Glases zur Entglasung. Na2O und K3O müssen jedoch nicht notwendigerweise zusammen vorliegen.
5
PbO muss in einer Menge von 8 % oder mehr vorliegen, um einen hohen Brechungsindex zu erzielen und um das Glas stabil zu machen, übersteigt die Menge an PbO 65 %, so nimmt die Neigung des Glases zur Entglasung merklich zu.
Ta3O5 hat die schon vorher erwähnten Eigenschaften. Ta3O5 muss in einer Menge von 1 % oder mehr vorhanden sein, um diese Eigenschaften zu entwickeln: übersteigt die Menge an Ta3O5 jedoch 45 %, so erhöht sich die Neigung des Glases, zu entglasen.
Nb3O5 kann in Mengen von bis zu 20 % zugegeben werden, um die optischen Konstanten einzustellen, übersteigt jedoch die Menge an Nb3O5 20 %, so verschlechtern sich die Durchlässigkeitseigenschaften des Glases.
TiO3 und WO3 kann man zur Einstellung der optischen Konstanten zugeben, übersteigt die Gesamtmenge an TiO3 und WO3 15 %, so tritt eine Verfärbung des Glases ein und dadurch werden die Durchlässigkeitseigenschaften des Glases verschlechtert.
BaO, ZnQ, SrQ, MgO und CaO können als zweiwertige Komponenten zur Einstellung der optischen Konstanten des Glases zugegeben werden, übersteigen die Mengen an BaO,
ZnO, SrO, MgO und CaO 25 %, 25 %, 20 %, 10 % bzw. 5 % oder falls die Gesamtmenge der zweiwertigen Komponenten .25 % übersteigt, so erhöht sich die Neigung des Glases zu entglasen.
5
B9O- kann in einer Menge von bis zu 15 Gew.% zugegeben werden, ohne dass die Stabilität des Glases verschlechtert wird.
Li2O, Al3O3, ZrO2, Y2O3, Gd3O3 und La3O3 kann man jeweils in Mengen von bis zu 3,0 % als Komponente zur Einstellung der optischen Konstanten des Glases zugeben.
Beispiele für erfindungsgemässe Gläser und deren Eigenschäften werden in den nachfolgenden Tabellen 1 und 2 gezeigt. Dabei wird die Zusammensetzung der jeweiligen Gläser jeweils in Gew.% ausgedrückt.
BAD ORIGINAL
Tabelle 1
Komponente 20 1 2 3 Beispiel Nr 4 5 • 6 7 8
— ,0 25,0 22,0 37,0 30,0 20,0 20,0 35,0
P2°5 5 — 20,0 ■
Na2O 55 ,0 15,0 10,0 13,0 5,0 5,0 25,0
K2O 20 ,0 20,0 43,0 47,0 25,0 55,0 50,0 15,0
PbO — 40,0 25,0 3,0 25,0 10,0 10,0 15,0
Ta2°5 — — ■—-— 10,0
WO3 — — . : 15,0
Nb2O5 1, — — —,— _ 10,0
TiO2 26, 856 1 ,711 1,775 1 ,651 1 ,646 1 ,861 1 ,891 1 ,663
nd 6 31,7 28,8 37,8 35,9 25,7 24 ,1 28,6
v?d
-J>-cn cd
Tabelle 2
Komponente 9 1 0 Beispiel Nr. 12 13 14
35,0 30 ,0 11 30,0 25,0 27,0
P2O5 25,0 15 ,0 35,0 15,0 25,0 20,0
κ2ο 15,0 20 ,0 15,0 20,0 20,0 25,0
PbO 20,0 15 ,0 15,0 20,0 20,0 25,0
Ta2O5 17 ,0 15,0
BaO 3 ,0
CaO — --
ZnO — — 20,0 15,0
SrO 5,0 — — _.
MgO — _ 10,0
B2°3 mm am·«** 3,0
Al2O3 1 ,589 1, 633 "■*■"·*■·" 1,647 1 ,650 1 ,640
nd 43,2 4.0, 5 1,628 39,7 37,8 34,5
\>d 39,4
-P C C
Die optischen Gläser gemäss der Erfindung, einschliesslich der in den Beispielen' gezeigten, kann man erhalten, indem man gleichmässig die Ausgangsmaterialien, wie Orthophosphorsäure, eine Phosphatverbindung, Kaliumft / 5 karbonat, Natriumkarbonat, Bleioxid, Bleinitrat, Tantaloxid, etc., knetet, die Mischung in einem Tiegel bei 1.000 bis 1.2000C schmilzt und die Schmelze dann zum Homogenisieren und zur Entfernung von Blasen rührt und anschliessend die Schmelze dann in eine auf eine geeignete Temperatur vorerwärmte Form giesst und dort abkühlen lässt.
In der Zeichnung wird die Durchlässigkeitskurve für das Glas gemäss Beispiel 3 gemäss der Erfindung sowie für
15 ' ein übliches SiO2-PbO-GIaS (SF., ein Produkt, das in
Fig. 2 der japanischen Patentveröffentlichung 28 448/1978 gezeigt wird) mit optischen Konstanten, die nahezu identisch denen sind, die das Glas gemäss Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung aufweist, gezeigt.
Aus der Zeichnung geht hervor, dass das erfindungsgemässe Glas eine ausgezeichnete Durchlässigkeit im Bereich des ultravioletten Lichtes bis zum sichtbaren Licht aufweist und sich dadurch von dem Glas des Standes der
25 . Technik unterscheidet.
Leerseite

Claims (1)

  1. HOFFMANN -EITJMSrA PARTNER
    PATENTANWÄLTE
    DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197ί) · DIPl.-ING. W. EITLE . DR.RER.NAT. K.HOFFMANN . DIPL.-ING.W. LEHN
    DIPL.-ING. K. FOCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELIASTRASSE 4 . D-8000 MDNCHEN 81 . TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)
    37 863 o/wa
    HOYA CORPORATION, TOKYO/JAPAN
    Optisches Glas
    PATENTANSPRUCH
    Optisches Glas, dadurch gekennzeich net, dass es in Gew.% enthält:
    18 bis 38 % P2°5'·
    3 bis 30 % Na0O + K0O,
    mit dem Proviso 0 bis 30 % Na3O und
    0 bis 30 % K2O;
    8 bis 65 % PbO;
    1 bis 45 % Ta3O5;
    0 bis 20 % Nb3O5;
    0 bis 15 % TiO2 + WO3;
    ό A 4 b b Ί 5
    O bis 25 % BaO + CaO + ZnO + SrO + MgO,
    mit dem bis 1 Proviso O
    1     3 % B2O3; O 7 und • bis 25 % BaO,     bis % Li2O; O bis 5 % CaO, bis % Al2O3 O bis 25 % ZnO, bis % ZrO2; O bis 20 % SrO und bis % Y2O3; O bis 10 % MgO; 0 bis 3 5 5 Gd3O3; 0 bis 3 % La3O3 0 3 0 3 0 3 0 0
    BAD ORIGINAL
DE3245615A 1982-01-25 1982-12-09 Optisches Glas aus dem System P↓2↓O↓5↓-K↓2↓O (Na↓2↓O)-PbO-Ta↓2↓O↓5↓ Expired DE3245615C2 (de)

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