DE3331106A1 - Optisches glas mit einem brechtwert 1.60 und einer abbezahl 58, mit hoher chemischer stabilitaet und entmischungs- und kristallisationsfestigkeit - Google Patents

Optisches glas mit einem brechtwert 1.60 und einer abbezahl 58, mit hoher chemischer stabilitaet und entmischungs- und kristallisationsfestigkeit

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DE3331106A1 DE19833331106 DE3331106A DE3331106A1 DE 3331106 A1 DE3331106 A1 DE 3331106A1 DE 19833331106 DE19833331106 DE 19833331106 DE 3331106 A DE3331106 A DE 3331106A DE 3331106 A1 DE3331106 A1 DE 3331106A1
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Description

Beschreibung
Ziel der Erfindung ist ein Zusammensetzungsbereich für ein optisches Glas im bekannten Brechwert/Abbezahl-Bereich ^ 1.60/^58, in welchem Gläser liegen, die mit herkömmlichen Gläsern die optischen Daten gemeinsam haben, sich von diesen jedoch durch eine wesentlich verbesserte chemische Beständigkeit und/oder höherer Entmischungs- und Kristallisationsfestigkeit unterscheiden.
Der der Erfindung nächäkommende Stand der Technik ist in der DE-PS 29 52 705 beschrieben (s.dort weitere Literaturangaben) . Danach können zwar Gläser dieser optischen Lage mit erhöhter chemischer Beständigkeit hergestellt werden, jedoch zeigen diese Gläser insbesondere bei hohen Abbezahlen ( ^60) eine starke Tendenz zur Phasentrennung, wie sie seit langem im SiO2/B2O3-System bekannt ist (s. W. Vogel, Glaschemie, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffind., Leipzig 1979, S. 152). Diese Phasentrennung (Entmischung) wird verstärkt durch die Zugabe von Fluor, das die Aufgabe hat, die Dispersion bei hohem Brechwert ( )> 1,620) zu erniedrigen und damit eine Abbezahl über 60,0 ermöglicht.
Die für optische Gläser notwendige Feinkühlung (10 - 0,3°C/h) ist nicht mehr möglich, ohne eine deutlich sichtbare Trübung in größeren Glasblöcken ( )>1000 cm ) zu erzeugen. Die Trübungsgrenze reicht hinab bis zur Transformationstemperatur. Ein Verhindern der Trübung im Zusammensetzungsbreich der DE-PS 29 52 705 ist im hohen Brechzahl / Abbezahlbereich nicht möglich.
Um ein allen genannten Anforderungen (hoher Brechwert bei hoher Abbezahl, hohe chemische Beständigkeit, hohe Entmischungs- und Kristallisationsstabilität) entsprechendes Glas zu schmelzen, war es deshalb notwendig, einen neuen Zusammensetzungsbreich zu erfinden. Dabei wurde das Grund-
glassystem SiO2 - B O„ - La3O3 - SrO,. wie es in der DE-PS 29 52 705 beschrieben ist, beibehalten. Die entscheidende Verbesserung gegenüber dem dort angegebenen Zusammensetzungsbereich liegt in einem deutlich erhöhten Alkaligehalt. Der hohe LipO-Gehalt ermöglicht eine verbesserte optische Lage (höherer Brechwert, höhere Abbezahl), ohne daß es nötig ist, eine die Phasentrennung fördernde Menge an Fluor einzusetzen. Bei geringem Fluoreinsatz kann durch Zugabe von mehr als 1 Gew.-% Na~0 bzw. K-O die Phasentrennungstendenz zurückgedrängt werden.
Der erfindungsgemäße Bereich ist in den Ansprüchen angegeben. Dieser Bereich ist wie folgt gekennzeichnet (Gew.-%):
Glasbildende Oxide:
SiO2 21,5 - 27,0; B3O3 23,5 - 30,0 und Al3O3 1,5 - 5,0;
Glaswandleroxide:
SrO 16,0 - 24,0; BaO 5,0 - 14; La3O3 10,0 - 20,5; ZrO2 0 - 4,0; Li3O 0,5 - 5; Na3O 0,8 - 2,5; K3O 0 - 2,0; Summe Alkalioxide 1,6 - 5,0 mit einem Verhältnis Li?° \
— ^0,5, und bei einem maximalen F -Gehalt von 0,5.
Na3OH-K3O
Außerdem können noch folgende Oxide enthalten sein (Gew.-%): MgO 0-2, CaO 0-7, ZnO 0-4, Y 2°3 0-5, WO3 0-3 und Gd3O3 0-3.
Die erfindungsgemäßen Gläser erfüllen sowohl die Forderung nach hoher chemischer Beständigkeit bei. Brechzahlen ^-1,60 und Abbezahlen >/·58, als auch die nach ausreichender Entmischungs- und KristallisationsstabiliLat.
Die Tabelle zeigt einige Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung (Zusammensetzungen in Gew.-%).
Die erfindungsgemäßen Gläser werden folgendermaßen hergestellt:
Die Rohstoffe (Oxide, Carbonate, Nitrate und evtl. Fluoride) werden abgewogen; ein Läutermittel, wie As3O3 in Anteilen von 0,1 - 1 Gew.-% wird zugegeben und anschließend gut gemischt. Das Glasgemenge wird bei ca. 1160 - 13000C im Pt-Tiegel oder im Keramikschmelzbecken eingeschmolzen, danach geläutert und mittels eines Rührers gut homogenisiert. Bei einer Gußtemperatur von ca. 9300C wird das Glas zu den gewünschten Abmessungen verarbeitet.
Schmelzbeispiel für 100 kg berechnetes Glas (Bsp. 1 der Tabell Oxid Gew.-% Rohstoff Einwaage (kg)
SiO2 24,10
B2O3 27,60
BaO 9,00
SrO 19,50
Li2O 0,60
Na2O 1,10
Al2O3 2,80
La2O3 14,10
ZrO2 1,10
As O 0,20
Quarzmehl 24,14
H3BO3 48,93
Ba (NO3)2 15,45
Sr (NO3)2 40,21
Li2CO3 1 ,89
Na3CO3 1,89
AlO OH 3,61
La2O3 14,10
ZrO2 1 ,10
As2O3 0,20
Eigenschaften dieses Glases: s. Tabelle (Beispiel 1).
1 "■ " i - . -3." : - : 4 5 333ΠΓ
JOsI I I I
SiO2 24,10 23,00 25,10 25,20 26,10 25,10
B2O3 27,60 27,50 24,20 25,00 24,80 24,40
Al2O3 2,80 3,10 1,70 2,80 2,70 3,80
Li2O 0,60 1,10 3,80 2,50 1,00 0,90
Na2O 1,10 0,80 0,90 1,00 1,20 1,10
K2O - 0,50 - - - 0,30
MgO - .0,70 - - - -
CaO - - 2,60 - 0,50 -
SrO 19,50 17,80 18,00 16,50 17,00 21,10
BaO 9,00 10,00 6,80 12,10 8,00 9,00
La2O3 14,10 14,00 16,20 13,00 18,00 12,80
ZrO2 1,10 1,00 0,50 0,20 - -
Y2O3 - - - 1,10 - -
WO3 - - - - 0,50 -
Gd2O3 - - - - - 1,30
F~ - 0,30 - 0,40 - -
AS2O3 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20
nd 1.6216 1.6222 1.6291 1,6150 1,6240 1,6200
Vd 60,0 60,2 59,4 60,5 59,60 60,1
tSRl)(min) 7,1 6,9 7,5 6,5 8,0 9,1
OEG2) (0C) 1020 1000 950 990 1045 1030
(μΐη/min)
EB4} (0C)		 935/0,8 930/0.7 900/0. 4 940/1,0
750-810		 935/0,9 925/0,9
760-800
1) t™ - Zeit für Abtrag von 1 μΐη Schicht von polierter Glasoberflache durch Losung pH 4.6
2) OBG - obere Entglasungsgrenze im Gradientenofen bei 60 min 'i\jjuperung eines vorher gekühlten Glases
3) KGL^ - Lage des Kristallisationsmaximums und maximale Kristallisationswachs tumsgeschwindigkeit.
4) EB - Entmischungsbereich bei einer 15stündigen Tewperung im Giadientenofen. Die Transfoniationstiimperaturcn liegen zwischen 600 und 6500C.

Claims (3)

P 661 SCHOTT GLASWERKE Hattenbergstraße 10 D-6500 Mainz Optisches Glas mit einem Brechwert >1.60 und einer Abbezahl ^58, mit hoher chemischer Stabilität und Entmischungsund Kristallisationsfestigkeit Patentansprüche:
1. Optisches Glas mit einem Brechwert >■ 1 . 60 , einer Abbezahl >58 und mit verbesserter Säure-, Entmischungs- und Kristallisationsbeständigkeit, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung (in Gew.-%):
SiO2 21 ,5 - 27,0 B2°3 23,5 - 30,0 SrQ 16,0 - 24,0 La2O3 10,0 - 20,5 Al2O3 1,5 - 5,0 BaO 5,0 - 14,0 ZrO^ 0 - 4,0
_ ο —
Ll2° 0,5 - 5,0 Na2O 0,8 - 2,5 K2° 0 - 2,0 XLi2O, Na2O, I 1,6 - 5,0 F" £0,5 Verhältnis von Li3C Na2O + K2O) : ) zu (
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es enthält (in Gew.-%):
MgO 0 - 2
CaO 0 - 7
ZnO 0 - 4
3. Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es enthält (in Gew.-%):
Y2O3 0-5
Wo3 0 - 3
Gd3O3 0 - 3
DE3331106A 1983-08-30 1983-08-30 Optisches Glas mit einem Brechtwert ≥1.60 und einer Abbezahl ≥58, mit hoher chemischer Stabilität und Entmischungs- und Kristallisationsfestigkeit im System SiO↓2↓-B↓2↓O↓3↓-SrO-La↓2↓O↓3↓-Al↓2↓O↓3↓-BaO-Alkalioxid-F Expired DE3331106C2 (de)

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