DE3826586A1 - Uv-durchlaessige glaeser - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Silicatglaszusammensetzungen, die für
Licht im ultravioletten Teil des Spektrums durchlässig sind, und
zwar insbesondere Alkali-Bor-Aluminosilicat-Gläser mit einer
guten Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht und einem
ausreichend hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der es ermög
licht, das Glas mit Substraten, die, wie z. B. Aluminiumoxid,
eine relativ hohe Wärmeausdehnung aufweisen, zu verschmelzen.
Gläser, die im Bereich des ultravioletten Teil des Spektrums (z. B.
bei 254 nm) eine gute Lichtdurchlässigkeit aufweisen, sind für
eine Reihe von Anwendungen einschließlich der optischen Bestand
teile von Spektralanalysegeräten und der Umhüllung UV-emittieren
der Lampen von Interesse. Im Handel sind eine Reihe von Gläsern
erhältlich, die spezifisch für die Durchlässigkeit von ultravio
lettem Licht (180-400 nm) konzipiert wurden. Aufgrund einer
Vielzahl von Faktoren neigen jedoch Silicatgläser mit einer
außerordentlich guten UV-Duchlässigkeit zu einem relativ
niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und sind im allgemeinen
nicht leicht schmelzbar. Zum Beispiel besitzt Glas mit dem
Corning-Code 9741, welches ursprünglich zum Gebrauch für
keimtötende und Ozon-Lampen vorgesehen war, jedoch in letzter
Zeit für Fenster fon EPROM-Chips verwendet wurde, ein Minimum von
80% Durchlässigkeit bei einer Dicke von 1 mm und bei 254 nm,
jedoch einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 38×10-7/°C.
Die Ultraviolett-Durchlässigkeits-Charakteristika von Silicat
gläsern sind zusammenfassend aufgeführt in: G. H. Sigel, Jr.,
"Ultraviolet Spectra of Silicate Glasses: A Review of Some
Experimental Evidence", J. of Non-crystalline Solids, 13
(1973/74) 372-398. Wie von Sigel ausgeführt, besitzt reines
Quarzgut eine hervorragende UV-Durchlässigkeit mit einer
Absorptionskante unter 160 nm. Jedoch verschiebt die Zugabe von
modifizierenden Bestandteilen, besonders von Alkali-Metalloxiden,
zu Quarzgut die Absorptionskante stark in Richtung des sichtbaren
Lichts, wobei das Ausmaß der Verschiebung abhängig ist von der
Natur und der Konzentration der modifizierenden Oxide, die im
Glas eingeschlossen sind.
Von Sigel wird ebenfalls ausgeführt, daß bestimmte Eisen-
Verunreinigungen eine starke Ultraviolett-Absorption aufweisen
und deshalb aus dem Glas ausgeschlossen werden müssen, wenn eine
hohe Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht erreicht werden
soll. Übergangsmetalle wie Eisen und die Seltenerdmetalle wurden
dabei als besonders wirksame UV-Absorber identifiziert.
Unglücklicherweise besitzt Quarzgut einen sehr niedrigen
Wärmeausdehnungskoeffizienten, so daß es sich zum Verschmelzen
mit Materialien wie Metallen oder anderer Keramik als
ungeeignet erweist. Außerdem ist reines Siliciumdioxid bei
Temeraturen, die im Herstellungsprozeß noch ökonomisch vertret
bar sind, weder leicht schmelzbar noch leicht formbar.
Alternativen zum Gebrauch von Kieselglas oder Silicatglas sind
solche, in denen Oxide wie B₂O₃ und P₂O₅ verwendet wurden oder
Gläser mit großen Mengen von diesen Oxiden oder sogar die
Verwendung von Gläsern ohne Oxide wie z. B. BeF₂. Der letztge
nannte Bestandteil jedoch ist sowohl hygroskopisch als auch
hochtoxisch, während Gläser, die auf P₂O₅ und/oder B₂O₃ basieren,
insbesondere gegen Wassereinwirkung zu einer geringen chemischen
Beständigkeit neigen. Phosphat- und Boratgläser neigen ebenfalls
zu wenig vorteilhaften Viskositäts-/Liquidus-Eigenschaften, z. B.
zu einer niedrigeren Viskosität bei der Glas-Liquidustemperatur
und damit zu Schmelz- und Formproblemen.
Die veröffentlichte japanische Patentanmelung JA 62-0 27 346
beschreibt eine Familie von UV-transparenten Phosphat-Gläsern,
die als kleine Fenster-Elemente in sogenannten "erasable
programmable read-only memory" (EPROM) mikroelektronischen
Schaltungsvorrichtungen benützt werden. Jedoch ist wegen ihres
beträchtlichen P₂O₄-Gehalts (35-70 Gew.-%) zu erwarten, daß sie
weniger haltbar und schwerer formbar sind als die herkömmlichen
Silicat-Gläser. Es besteht deshalb die Notwendigkeit für
alternative Silicat-Glas-Zusammensetzungen mit einer guten
UV-Durchlässigkeit, die gleichzeitig einen höheren Wärmeaus
dehnungskoeffizienten und bessere Schmelz- und Formungseigen
schaften aufweisen.
Alkali-Bor-Aluminosilicat-Gläser, die augenblicklich für solche
Zwecke verkauft werden, in denen eine hohe Durchlässigkeit für
ultraviolettes Licht erforderlich ist, werden beispielsweise im
US-Patent Nr. 23 82 056 beschrieben. In diesem Patent wird der
Einfluß von Aluminiumoxid (Al₂O₃)-Beimengungen zu ausgewählten
Alkali-Bor-Silicat-Gläsern beschrieben, wodurch eine verbesserte
Ultraviolett-Durchlässigkeit erreicht werden soll. Diese
offenbarten Gläser enthalten charakteristischerweise 50-70%
SiO₂, 1-5% Gesamt-Alkalimetalloxide, 20-40% B₂O₃ und
4-10% Al₂O₃. Als Schmelzhilfe enthalten sie auch zu einem
wesentlichen Anteil Fluor. Ein entsprechend diesem Patent
hergestelltes Glas zeigt bei einer Dicke von 1 mm und bei einer
Wellenlänge von 185 nm eine Durchlässigkeit von 5-10% und bei
einer Wellenlänge von 254 nm eine Durchlässigkeit von etwa 80%.
Entsprechend diesem Stand der Technik sind dieses für ultraviolet
tes Licht durchlässigen und an Aluminiumoxid-Substrate anschmelz
bare Gläser spezifisch in der Herstellung von EPROM-Vorrichtungen
einsetzbar. In diesesn Vorrichtungen werden kleine, an das
Substrat angeschmolzene Fenster aus UV-durchlässigem Glas
verwendet, wobei sich das Glas aus diesem Grunde der Wärmeausdeh
nung des Substrats so nah wie möglich angleichen sollte. Die
Wärmeausdehnungskoeffizienten, welche für diese Anwendung zu
bevorzugen wären, sollten wünscenswerterweise im Bereich von
etwa 56-62×10-7/°C liegen. Die entsprechend dem Stand der
Technik hergestellten UV-duchlässigen Silicatgläser besitzen
jedoch eine wesentlich niedrigere Ausdehnung.
Mit Bor-Silicatgläsern der handelsüblichen Art, die große Mengen
beigemengten Fluors enthalten, ergeben sich zusätzliche Schwie
rigkeiten, z. B. durch die Verdampfung von Fluor aus dem Glas
während des Schmelzprozesses. Die Freisetzung von Fluor während
des Herstellungsprozesses ist ein Hauptproblem für die Umwelt;
außerdem fördert es die Bildung von Schlieren im Glas, die
Abnahme der Homogenität und die sich daraus ergebenden lokalen
Veränderungen im Brechungsindex und in den physikalischen
Eigenschaften, die gerade bei kleinen Proben besonders uner
wünscht sind.
Die Zugabe von Alkali-Metalloxiden zu Silicatgläsern ist in der
Vergangenheit als ein Behelfsmittel angewandt worden, um das Glas
zu erweichen und den Wärmeausdehungskoeffizienten zu erhöhen.
Dies allein ist jedoch keineswegs das Mittel der Wahl, um die
bekannten UV-durchlässigen Gläser zu verändern, da, wie oben
ausgeführt, durch die Zugabe von Alkali-Metallen die Absorptions
kante von Bor-Silicatgläsern dazu neigt, sich in Richtung des
sichtbaren Bereichs des Spektrums zu bewegen.
Alkali-Bor-Aluminosilicatgläser mit höheren Ausdehnungskoeffi
zienten und guten optischen Eigenschaften sind ebenfalls für
andere Anwendungsbereiche entwickelt worden, in denen keine gute
UV-Durchlässigkeit erforderlich ist. Zum Beispiel wird in dem US-Patent
Nr. 41 30 437 eine Familie von Alkali-Bor-Aluminosilicatgläsern
beschrieben, die Bleioxid und Silberhalogenide umfaßt und die
sowohl gute Glas-formende Eigenschaften aufweist als auch zu
Gläsern von optischer Qualität geschmolzen werden kann. Diese
Gläser jedoch sind photochrom und sind hauptsächlich in ophthal
mologischen und verwandten Bereichen eingesetzt worden; sie
weisen jedoch keine gute UV-Durchlässigkeit auf.
Demzufolge ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine neue Glaszusammensetzung bereitzustellen, die Gläser mit
hoher Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht und höheren
Ausdehnungskoeffizienten als die der bisher bekannten UV-
durchlässigen Gläser liefert, und die deshalb mit Subtraten von
höherer Ausdehnung wie Aluminiumoxide vereinbar sind.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die
Bereitstellung einer Glaszusammensetzung für UV-durchlässige
Gläser, die gute optische Eigenschaften aufweisen und im
wesentlichen frei sind von Schlieren und anderen Schmelzdefekten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
UV-durchlässige Gläser bereitzustellen, die gute Schmelz- und
Formeigenschaften aufweisen, so daß sie leicht zu hochwertigen
Glasprodukten wie z. B. Stangenglas geformt werden können.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
in der folgenden Beschreibung offenbart.
Die vorliegende Erfindung betrifft Silicat-Gläser mit einer
Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht, die im wesentlichen zu
den bereits bekannten UV-durchlässigen Silicat-Gläsern im Bereich
der hier interessierenden Wellenlängen gleichwertig sind und
gleichzeitig vernünftigere Wärmeausdehungseigenschaften
aufweisen als die bereits bekannten Gläser. Durch die erfindungs
gemäßen Gläser werden weiterhin die vernünftigen Erweichungstem
peraturen, die für die Bindung oder die Hitze-Verschmelzung von
Glas an Substrate wie Aluminiumoxide benötigt werden und die
gleichzeitig ausgezeichneten Schmelz- und Formeigenschaften
beibehalten.
Die erfindungsgemäßen Gläser bestehen im wesentlichen aus 58 bis
62 Gew.-% SiO₂, 15 bis 18 Gew.-% B₂O₃, 11,5 bis 14,5 Gew.-%
Al₂O₃, 1 bis 2,5 Gew.-% Li₂O, 5,5 bis 6,5 Gew.-% Na₂O, 0 bis 2,0
Gew.-% K₂O sowie 0 bis 0,6 Gew.-% Cl. Sie sind im allgemeinen
praktisch frei von Verunreinigungen wie Eisen oder Titan und
von hinzugefügtem Fluor. Sie können deshalb leicht ohne die
unangenehme Verflüchtigung von Bestandteilen des Glasansatzes
geschmolzen werden, um ein Glas von hoher Qualität zu ergeben.
Weiterhin besitzen sie am Liquidus (wenigstens ca. 10⁵ Poise)
eine adäquate Viskosität, so daß sie bequem in Stangenglas oder
unter Verwendung von konventionellen Form-Techniken in andere
nützliche Formen geformt werden können.
Die erfindungsgemäßen Gläser weisen bei einer Dicke von 1 mm und
bei einer Wellenlänge von 254 nm eine Durchlässigkeit von
wenigstens 80% des einfallenden UV-Lichtes auf. Weiterhin weisen
sie Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich von etwa 56 bis
62×10-7/°C auf und bieten Erweichungstemperaturen, die denen
bereits bekannter UV-durchlässiger Silicat-Gläser äquivalent sind
oder darunter liegen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen zur
Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Kurve für ein erfindungsgemäßes Glas, bei der die
Lichtdurchlässigkeit als Funktion der Wellenlänge
aufgetragen ist und
Fig. 2 eine Kurve für ein erfindungsgemäßes Glas, bei der die
Viskosität als Funktion der Temperatur aufgetragen ist.
Die erfindungsgemäß beanspruchten UV-durchlässigen Gläser sollen
insbesondere für UV-durchlässige Fenster in EPROM-Schaltungen
angewandt werden. Für diese Anwendung sind Gläser mit einem
Wärmeausdehnungskoeffizienten (0 bis 300°C) im Bereich von etwa
56 bis 62×10-7/°C notwendig. Das Glas sollte bei einer Dicke
von 1 mm und einer Wellenlänge von 254 nm eine Durchlässigkeit
für ultraviolettes Licht von wenigstens 80% aufweisen; der Glas-
Erweichungspunkt sollte wünschenswerterweise im Bereich von 675
bis 705°C liegen. Schließlich sollte das Glas einfach zu einer
Platte oder eine Stange geformt werden können, ohne daß dabei
Defekte irgenwelche Art, wie z. B. Schlieren oder Bläschen,
entstehen.
Die zwei Faktoren, die in erster Linie die UV-Durchlässigkeit
dieser Gläser bestimmen, sind das Ausmaß der Verunreinigungen im
Glas und ihr Gehalt an Modifiziermitteln, der zur Kontrolle ihrer
Eigenschaften eingesetzt wird. Entsprechend dem ersten Faktor ist
es wichtig, aus den Glasbestandteilen soviel wie möglich an Eisen
und Titan auszuschließen, da diese eine hohe UV-Absorption
hervorrufen. Dies wird dadurch bewirkt, daß bei der Herstellung
der Gläser nur reine Ansatzmaterialien benutzt werden.
Beispiele für solche Ansatzmaterialien, die zur Herstellung der
erfindungsgemäßen Gläser benutzt werden können, sind reiner Sand,
Bortrioxid, Aluminiumhydroxid oder bevorzugterweise kalziniertes
Aluminiumoxid, Lithiumcarbonat, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat
und Natriumchlorid. Diese Glasansatzbestandteile sollten nur
Spuren von Übergangsmetallen oder anderen Verunreinigungen
aufweisen. Natürlich können alternativ hierzu auch andere
Glasansatzmaterialien von gleichartiger Reinheit benutzt werden,
die die erwünschten Oxide in den angegebenen Anteilen enthalten.
In Tabelle 1 wird ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Glaszusam
mensetzung offenbart, einschließlich eines geeigneten Glasansat
zes, eine Oxid-Zusammensetzung für das Glas, wie es aus dem
Glasansatz errechnet wurde und eine Analyse der Glaszusammenset
zung. Die Gewichte für den Glasansatz sind in Gewichtsteilen und
die der Glaszusammensetzungen in Gewichtsprozenten angegeben. Das
beschriebene Glas wurde in einem Siliciumdioxid-Schmelztiegel bei
ca. 1500°C geschmolzen.
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, verflüchtigt sich ein Teil des
Materials, hauptsächlich Cl, während des Schmelzprozesses aus dem
Glasansatz. Diese Verflüchtigung kann einigermaßen dadurch
kontrolliert werden, daß sie bei der Formulierung des Glasan
satzes und/oder durch die Auswahl der Schmelzbedingungen und der
hierbei benutzten Einrichtungen kompensiert wird, was auch
tatsächlich zur Entfernung von Blasen aus dem Glas während der
Schmelze wünschenswert ist.
Die Eigenschaften des entsprechend Tabelle I zusammengesetzten
Glases sind in Tabelle II aufgeführt. Bei einer Durchsicht
dieser Daten wird offenbar, daß dieses Glas bei einer Wellenlänge
von 254 nm eine ausgezeichnete UV-Durchlässigkeit, vernünftige
Erweichungs- und Wärmeausdehnungseigenschaften sowie eine gute
Viskosität bei der Liquidustemperatur des Glases aufweist.
Physikalische Eigenschaften | ||
Erweichungspunkt (°C)|685° | ||
Obere Kühltemperatur (°C) | 500° | |
Untere Kühltemperatur (°C) | 463° | |
Wärmeausdehnung (×10-7/°C) | 61° | |
Liquidustemperatur (°C) | 857° | |
Viskosität am Liquidus | 2×10⁵ Poise | |
% T (1 mm) @ | 254 nm | 82% |
185 nm | 1% |
In Fig. 1 wird für ein Glas entsprechend den Tabellen I und II
eine Kurvendarstellung gezeigt, in welcher die Durchlässigkeit
als Funktion der Wellenlänge über einen Bereich von 200 bis 400 nm
aufgetragen ist. In Fig. 2 ist ein Temperatur-Viskositäts-
Profil für dieses Glas angegeben, wobei die Viskosität als
Funktion der Temperatur über einen Bereich von 700 bis 1500°C
aufgetragen ist.
Um die absorbierenden Eigenschaften von Verunreinigungen im Glas,
wie z. B. Eisen, zu verringern, ist es wünschenswert, das Glas
unter reduzierenden Bedingungen zu schmelzen. Dies wird am
zweckmäßigsten durch die Aufnahme von reduzierenden Agentien im
Glasansatz erreicht, und zwar in solchen Anteilen, die ausrei
chend sind, um das in Spuren vorhandene Eisen zu Fe2+ umzuwan
deln. Beispiele für reduzierende Agentien, mit denen dieses
Ergebnis erreicht werden kann, beinhalten entsprechend Tabelle I
organische Verbindungen wie Zucker oder Maisstärke, wobei
alternativ hierzu ebenso andere reduzierende Agentien verwendet
werden können.
Die Auswahl und Hinzufügung von modifizierenden Mitteln zum Glas,
um dessen physikalische Eigenschaften in der gewünschten Weise
zu verändern, wirft ein schwieriges Problem auf. Wie bereits
vorher ausgeführt, verschieben die meisten der bei der Herstel
lung von Silicat-Gläsern verwandten modifizierenden Mittel die
Ultraviolett-Absorptionskante von Glas zum sichtbaren Licht hin
und erhöhen damit unveränderlich die Absorption bei 254 nm. Dies
ist wohl auf die Wirkung solcher modifizierender Mittel,
insbesondere auf Alkali-Metalloxide, zurückzuführen, die die
Konzentration der nicht brückenbildenen Sauerstoffatome im
Glas erhöhen. Nicht brückenbildende Sauerstoffatome werden als
stärkere Absorptionsmittel von ultravioletter Strahlung betrach
tet als brückenbildende Sauerstoffatome, die in das Siliciumdi
oxid-Netzwerk eingebunden sind.
Während einige theoretische Modelle vorhersagen, daß durch die
weitere Zugabe von B₂O₃ und/oder Al₂O₃ zum Glas der Anteil an
nicht brückenbildenden Sauerstoffen vermindert würde, würde
durch die Hinzufügung von B₂O₃ eine verminderte Haltbarkeit von
Glas erwartet werden. Weiterhin sind in der Vergangenheit Al₂O₃-
Zusätze begrenzt worden, sowohl um das Optimum an UV-Durchlässig
keit sicherzustellen als auch vielleicht um eine nicht hinnehmba
re Zunahme in der Liquidus-Temperatur des Glases zu vermeiden.
Die unerwünschten Einflüsse von einfachen Alkali-Metalloxid-
Hinzufügungen zu UV-durchlässigen Gläsern können durch die Zugabe
von Alkali-Metaloxiden zu einem Alkali-Bor-Aluminosilicat-Glas
wie dem Corning Code-Glas 9741 veranschaulicht werden. Wenn sie
in solchen Anteilen hinzugeführt werden, die eine Zunahme des
Wärmeausdehnungskoeffizienten des Glases im Bereich von
60×10-7/°C oder darüber sicherstellen, erhöhen diese Hinzufü
gungen die UV-Absorption des Glases in einer nicht annehmbaren
Weise, so daß es die notwendige Lichtdurchlässigkeit bei 254 nm
nicht mehr aufweist. Wie in den Tabellen I und II
ausgeführt, zeigen die erfindungsgemäßen Gläser sowohl eine gute
UV-Durchlässigkeit als auch eine vernünftige Wärmeausdehnung.
In Tabelle III werden weitere Beispiele ausgewählter erfindungs
gemäßer Glaszusammensetzungen offenbart, welche die erforderliche
UV-Durchlässigkeit bei gleichzeitig höheren Wärmeausdehnungskoef
fizienten zeigen. In Tabelle III sind für jedes der aufgeführten
Gläser 2 bis 6 die physikalischen Eigenschaften einschließlich
der Erweichungstemperaturen, der oberen bzw. unteren Kühltempera
turen, der inneren Liquidustemperatur des Glases, der Viskosität
am Liquidus, die Wärmeausdehnungskoeffizienten und die
UV-Durchlässigkeitseigenschaften angegeben. Die jeweiligen
Zusammensetzungen sind in Gewichtsteilen angegeben, die nähe
rungsweise mit den Gewichtsprozenten übereinstimmen.
Die in Tabelle III aufgeführten Gläser werden günstigerweise in
Siliciumdioxid-Schmelztiegeln aus reinen Glasansatzbestandteilen
bei Temperaturen von 1400 bis 1600°C innerhalb von 4 bis 16
Stunden geschmolzen. Das so bereitgestellte, geschmolzene Glas
wird dann in Glasformen gegossen, abgekühlt und auf die physika
lischen und optischen Eigenschaften getestet.
Die in den Tabellen II, III und IV aufgeführten Daten bezüglich
der UV-Durchlässigkeit wurden bei den einzelnen Glasproben für
jede der angegebenen Zusammensetzungen bestimmt, wobei diese eine
Dicke von ca. 1 mm hatten. Die Messungen wurden mit Hilfe eines
Cary-210-Spektrophotometers im 100% Lichtdurchlässigkeits-Modus
durchgeführt, wobei alle Lichtdurchlässigkeitswerte anschließend
auf eine Dicke von 1 mm korrigiert wurden. Die Wärmeausdehnungs
koeffizienten sind als Mittelwerte über den Temperaturbereich von
0 bis 300°C angegeben.
Es wurde gefunden, daß die Zusammensetzung der einzelnen Gläser
kritisch ist, um die erforderliche Kombination der erfindungs
gemäßen Wärmeausdehnungs- und UV-Durchlässigkeits-Eigenschaften
zu erzielen. In Tabelle IV sind weitere Beispiele von Gläsern
angegeben, die mit hochreinen Glasansatz-Bestandteilen in der Art
geschmolzen wurden, wie sie für die Zusammensetzungen in Tabelle III
angegeben wurden; diese liegen jedoch außerhalb der Bereiche
für eine Zusammensetzung, die für die Kombination der erfindungs
gemäßen Ziele notwendig sind. Für jede der Zusammensetzungsbei
spiele in Tabelle IV sind die Daten für die UV-Durchlässigkeit
sowie die Wärmeausdehnung entsprechend Tabelle III angegeben.
Die in Tabelle IV angegebene Zusammensetzung A entspricht in etwa
der Zusammensetzung des Glases mit dem Corning Code 9741 und
weist ebenfalls eine entsprechende UV-Durchlässigkeit bei 254 nm
auf. Der Ausdehnungskoeffizient dieses Glases ist jedoch
wesentlich niedriger als hier erwünscht. Die Zusammensetzungen B
bis F weisen jeweils die erwünschte höhere Wärmeausdehnung auf,
jedoch nicht die notwendige UV-Durchlässigkeit. Die Zusammen
setzungen B, C und F enthatlen Li₂O, Na₂O und/oder K₂O in
Mengenverhältnissen, die außerhalb des für die erfindungsgemäßen
Gläser beanspruchten Bereichs liegen, während die Zusammensetzungen
D und E einen Gehalt an Al₂O₃ angeben, der ebenfalls
außerhalb des beanspruchten Bereichs liegt.
Die erfindungsgemäß beanspruchten Gläser können manchmal schwache
Verfärbungen im sichtbaren Bereich des Spektrums zeigen, und zwar
im allgemeinen von violett-blauer oder gelb-roter bis roter
Färbung. Diese Färbung hat ihre Ursache im Vorliegen sehr
niedriger Konzentrationen reduzierter Polysulfid-Radikale im
Glas und ist auf den hochreduzierten Charakter dieser Gläser
zurückzuführen. Diese Farbe ist jedoch unschädlich für die UV-
Durchlässigkeitseigenschaften des Glases. Diese Eigenschaft
wurde deshalb auch nicht als so wichtig erachtet, was, um diese
Wirkung völlig auszuschalten, die Verwendung teurerer Ausgangsma
terialien oder anderer Mittel gerechtfertigt hätte.
Claims (3)
1. Für ultraviolettes Licht durchlässiges Glas, bestehend im
wesentlichen aus etwa 58 bis 62 Gew.-% SiO₂, 15 bis 18 Gew.-%
B₂O₃, 11,5 bis 14,5 Gew.-% Al₂O₃, 1 bis 2,5 Gew.-% Li₂O,
5,5 bis 6,5 Gew.-% Na₂O, 0 bis 2,0 Gew.-% K₂O und 0 bis 0,6
Gew.-% Cl.
2. Glas nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (0 bis 300°C) im
Bereich von 56 bis 62×10-7/°C und eine Durchlässigkeit
für ultraviolettes Licht, bei einer Wellenlänge von 254 nm
und bei einer Dicke von 1 mm, von wenigstens 80%.
3. Glasansatz zur Herstellung eines für ultraviolettes Licht
durchlässigen Glases nach Anspruch 1 oder 2, welcher im
wesentlichen, ausgedrückt in Gew.-% auf Oxid-Basis, aus etwa
58 bis 62 Gew.-% SiO₂, 15 bis 18 Gew.-% B₂O₃, 11,5 bis 14,5
Gew.-% Al₂O₃, 1 bis 2,5 Gew.-% Li₂O, 5,5 bis 6,5 Gew.-%
Na₂O, 0 bis 2,0 Gew.-% K₂O und 0 bis 0,6 Gew.-% Cl besteht.
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