DE812351C - Optische Glaeser auf Borsaeurebasis - Google Patents

Optische Glaeser auf Borsaeurebasis

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DE812351C
DE812351C DEL3027A DEL0003027A DE812351C DE 812351 C DE812351 C DE 812351C DE L3027 A DEL3027 A DE L3027A DE L0003027 A DEL0003027 A DE L0003027A DE 812351 C DE812351 C DE 812351C
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DE
Germany
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optical
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optical glass
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DEL3027A
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Inventor
Otto Dr Ungemach
Gustav Weissenberg
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Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Original Assignee
Ernst Leitz Wetzlar GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/23—Silica-free oxide glass compositions containing halogen and at least one oxide, e.g. oxide of boron

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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

  • Optisdie Gläser auf Borsäurebasis Die E, rfindung bezieht sich auf Grundkörper zum Erschmelzen von optischen Gläsern und daraus gewonnene optische Gläser.
  • Es sind eine ganze Reihe von optischen Gläsern bekannt, bei denen die Borsäure den wesentlichen glasbildenden Bestandteil bildet. Diese Gläser haben bekanntlich besonders wertvolle optische Lagen. So sind beispielsweise auf der Basis Borsäure-Bleioxyd Flintgläser entwickelt worden, die einen Brechungsindex von 2 und sogar etwas höher besitzen. Sie leiden jedoch an dem Mangel, daß sie gegen die Atmosphäre und auch gegen Auskristallisation nicht beständig sind.
  • Gemäß vorliegender Erfindung lassen sich sehr widerstandsfähige Grundkörper auf Borsäurebasis mit großem L8sungsverm#gen für verschiedene Oxyde der Metalle, der Erdalkalimetalle und seltenen Erden erhalten, so daß es möglich ist, alle jene Substanzen in der Schmelze des Grundglases in solchen Mengen in Lösung zu bringen, die zur Erreichung besonders wertvoller optischer Lagen notwendigsind. DieErfindungbestehtdarin"daßl/2Mol bis I0M01 B203 Mit einemMolFluoriddesLithiums oder mindestens einem Fluorid der 11. Gruppe des periodischen System, mit Ausnahme des Radiums, oder des Lithiumfluorids zusammen mit mindestens einem Fluorid der 11. Gruppe niedergeschmoIzen werden. Erfindungsgemäß kann man auch statt eines Teils des Lithiumfluorids Lithiumborat dem Gemenge zufügen. Die Schmelztemperatur beispielsweise eines CaF.-B2 03 -Grundkörpers liegt wesentlich höher als die des entsprechenden Li F - B2 03-Glases. Diese Gläser haben auch einen höheren Transformationspunkt und vertragen lang andauernde Erhitzung bei wesentlich höherer Temperatur als die entsprechenden Li F-Gläser.
  • Die erfindungsgemäßen, Gläser dienen als Grundkörper, denen im Schmelzfluß ein einzelnes oder mehrere Oxyde, die selbst nicht glasbildend zu sein brauchen, sich aber in Borsäure lösen lassen, zugemischt werden, z. B. AI,03. Es kann aber auch ein kleiner Zusatz von Berylliumfluorid, Kieselsäure, arseniger Säure, Te03 und Antimonoxyd, die selbst glasbildend sind, die aber funktionell in der Schmelze wegen ihres geringen Anteils höchstens zur Stabilisierung, Entfärbung oder zur Erzielung besonderer optischer Eigenschaften erwünscht sind, zugegeben werden.
  • Es wurde gefunden, daß beim Niederschmelzen eines Glases, das beispielsweise aus einem Mol Lithiumfluorid und einern Mol Borsäure besteht, nur ein bestimmter Teil des vorhandenen Fluor durch Bildung von Bortrifluorid beim Schmelzen entfernt wird.
  • Die erfindungsgemäße Verwendung von, Lithiumfluorid mit Borsäure hat den Vorteil, besonders stabile Grundkörper mit den bei Borsäure erreichbaren optischen Lagen zu ergeben. Ferner wirkt das Lithiumfluorid als Schmelzmitt-el, so daß die Schmelze flüssiger wird. Bei dein Zusatz der Fluoride zur Borsäure bleibt ferner das Lösungsvermögen der Borsäureschmelzen gegenüber den Oxyden erhalten. Es ist Z. B. möglich, bei einem Grundglas mit einem Molverhältnis Lithiumfluorid zur Borsäure i . 2 Gläser zu erschmelzen, die bis zu 87 Gewichtsprozent Bleioxyd enthalten.
  • Das Grundglas gemäß der Erfindung gibt bereits optische Gläser mit guter optischer Lage. Beispiele von Mischungen, die gute Resultate gegeben haben, sind: 1. Ein mittleres Kronglas mit sehr kleiner Dispersion kann aus einem Gemenge von mindestens 4o Gewichtsprozenten Calciumfluorid (CaF2) und mindestens 4o Gewichtsprozenten Borsäureanhydrid (B20.) erschmolzen werden. Einige Ergebnisse zeigt nachstehende Tabelle:
    CaF2 B20, DD Y
    Schmelze Nr. in Gewichtsprozent
    * 165 ....... 48 52 1,583 66
    * 177 ....... 45,5 54,5 1,593 66
    * 175 ....... 42,6 57,4 1,594 65
    II. Ebenfalls ein mittleres Kronglas mit sehr kleiner Dispersion ergibt sich, wenn in einem Grundkörper, bestehend aus Calciumfluorid (CaF.) und Borsäureanhydrid (B,03), mindestens 5 Gewichtsprozente Bariumoxy4 (Ba0) gelöst werden.
    Schmelze Nr. CaF, B20, Ba0 Zn0 DD
    in Gewichtsprozent
    E i8o ......... 47,8 43,0 g,i - i,59o6 66,4
    E igo ......... 34,0 46,o 20,0 - 1,593 64,4
    E igi ......... 28,5 38,4 33,1 - 1,597 63,6
    E 186 ......... 33,3 33,3 33,3 - 1,589 64,5
    E 218 ......... 23,8 42,8 33,4 - i,6o8 66,5
    E 193 ......... 213 28,7 50,0 - 1,598 63,7
    E 227 ......... 1915 35,1 40,9 4,5 1,6210 61,2
    111. Aus dem Grundglas gemäß vorliegender Erfindung lassen sich durch Lösen von mindestens 4o Gewichtsprozenten (La.O.) und maximal 65 Gewichtsprozenten Lanthanoxyd (La203) Plus anderer Oxyde, die zur Erzielung bestimmter optischer Eigenschaften geeignet sind, Krongläser mit hoher Brechzahl und geringer Dispersion herstellen.
    HgF LiF B2 03 La,0, Be0 Te 02 AI,0, n D
    Schmelze Nr. in Gewichtsprozent
    S 385 ....... - 12,2 38,o 45 4,8 i,68oi 55
    S 357 ....... - g,i 40,9 50 - 1,672 58
    S 232 ....... - 4,6 39,8 55,3 0,3 1,704 58
    S 557 ....... 27,0 - 34,5 30,7 - 0,45 7,35 1,6840 59,0
    Die Schmelze S 557 zeigt, daß sich auf der Basis Quecksilber(1)-fluorid-Borsäure hochwertige Krongläser erschmelzen lassen.
  • IV. Die bisher bekannt gewordenen Gläser mit hoher Brechzahl und kleiner Dispersion erreichen Brechzahlen von 1,7 bei einer Abböschen Zahl Y = 55 und sind auf Kieselsäure-Lanthanoxyd und neuerdings auch auf Kieselsäure-Thoroxyd aufgebaut. Mit den in der folgenden Tabelle angegebenen Schmelzen kommt man nicht unwesentlich über diese Werte hinaus.
    Ca F, B203 La201 In2 0, Zr 02 Te0, nD
    Schmelze Nr. in Gewichtsprozent
    S 439 ....... g,i 35,1 55,3 - o,5 1,718 56
    S 465 ....... 8,9 34,1 54 2,5 - 0,5 1,726 56,4
    S 466 ....... 8,9 34,1 54 - 2,5 0,5 1,731 53
    S 490 ....... 8,4 32,7 51,5 7,5 0,4 1,737 52
    Y 168/S 505 8,o P,9 50,3 10,0 0,4 1,7505 50,3
    Auch hier können neben den in diesen Tabellen angeführten Substanzen die üblichen, Substanzen zur Stabiliserung, wie Aluminiumoxyd (A'20,)' Magnesiumoxyd (Mg0), Siliciumdioxyd, (S'02) und Germaniumoxyd (Ge02) usw., und Entfärbungsmittel, wie Arsentrioxyd (AS20.) usw., in den üblichen Mengen verwendet werden.
  • V. Gegenstand vorliegender Schmelzen sind gegen die Atmosphäre und gegen Auskristallisation be- ständige Flintgläser, die man erhält, wenn man das hohe Lösungsvermögen des erfindungsgemäßen Grundglases ausnutzt und in dem Grundglas min, destens 4o Gewichtsprozente Bleioxyd (Pb0) löst. Je höher der Bleigehalt ist, um so mehr muß der Zusatz, der die Auskristallisation verhindert, beispie-Isweise Alumin#iumoxyd (A1,0s) oder Siliciumdioxyd (Si0,) oder beides erhöht werden. Es ist zweckmäßig, den Gehalt an diesen Substanzen bei über 8o Gewichtsprozenten Bleioxydgehalt der Schmelz-en bis zu 8 Gewichtsprozenten zu erhöhen. Beispiele von solchen optischen Gläsern sind in der Tabelle angeführt.
    Schmelze LiF Zn F, B,0, Pb0 Al, 0, As, 0, Si0, La, 0, Ge 0, nD
    Nr. in Gewichtsprozent
    G 404 .... 2,6 - 28,4 62,1 2,3 2,3 2,3 - 1,7658 314
    G 377 .... 2,0 - 21,3 70,0 4,6 2,1 - - 1,8349 26,-2
    G 326 .... 1,2 - 14,0 78,o 2,3 - - 4,5 1,9456 22,0
    G 290 .... 1,4 - 14,5 79,5 2,3 2,3 - - 1,9400 20,1
    G 319 .... 1,4 - 14,5 79,5 2,3 - - 2,3 - 1,9740 19,7
    G 321 3,75 12,5 813 - 2,45 - - - 2,0095 18,7
    G 154 .... 0,9 - 9,95 81,75 7,4 - - - - 1,9520 18,7
    G 349 .... 1,25 - IOJ 82,4 7,0 - - - - 1,9430 18,2
    G 441 .... 0,75 - 7,57 82,6 4,54 2,27 2,27 - - 2,0002 17,7
    G 312 .... 0,7 - 7,8 84,5 2,3 4,7 - - - 2,0523 16,7
    G 313 .... 0,7 - 7,9 86,o - 5,4 - - - 2,0989 15,8
    Zur Entfirbunig der hoch bleioxydhaltigen Gläser hat sich Arsentrioxyd (AS2 0.) bewährt.
  • Die optischen Gläser gemäß Erfindung werden durch die angeführten Beispiele natürlich nicht beschränkt. Es ist ohne weiteres möglich, weitere Oxyde der seltenen Erdend, der Erdalkalien oder der Metalle zuzugeben, die zur Erreichung bestimmter optischer Werte notwendig sind. Ebenso können Substanzen zugegeben werden, die zur Stabilisierung des Glases und/oder als EntfärbungsmittL1 Verwendung finden, Nvie beispielsweise Kieselsäure, Germaniumoxyd, Atitinionoxyd usw.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Grundkörper für optische Gläser, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemenge aus 1/2 bis io Mol Borsäureanhydrid (B,09) und i Mol Lithiumfluorid (UF) niedergeschmolzen ist.
  2. 2. Grundkörper für optische Gläser nach Anspruch, i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemenge aus V--, Mol bis io Mol Borsäureanhydrid (13,03) und i Mol bestehend aus mindestens einem Fluorid der 11. Gruppe des Periodensystenis der Elemente, mit Ausnahme von Radium, niedergeschmolzen ist. 3. Grundkörper für Optische Gläsier nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mischungen aus den Gemengen nach Anspruch i und 2 verwendet werden. 4. Optisches Glas nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Grundkörper zur Erzielung besonderer optischer Werte Metalloxyde und/oder Erdalkalioxyde und/oder Oxyde der seltenen Erden, zugegeben sind. 5. Optisches Glas aus dem Grundglas nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß demGemenge desGrundkörpers noch glasbildende Substanzen wie Berylliumfluorid (BeF2)1 Siliciumdioxyd (SiO2), Arsentrioxyd (As203), Tellur(6)-oxyd(Te0s), Antimontrioxyd (Sb203) und andere zugegeben sind. 6. Optisches Glas nach einern der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemenge noch das Glas stabilisierende Substanzen wie Aluminiumoxyd (A120.) zugegeben sind. 7. Optisches Glas nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemenge noch das Glas entfärbende Substanzen wie Arsentrioxyd (AS20.) zugegeben sind. 8. Optisches Glas nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Gemenge ein Teil des Lithiumfluorids durch Lithiumborat ersetzt ist. g. Optisches Glas nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemenge mit mindestens 4o Gewichtsprozenten, Calciumfluorid (Ca F.) und mindestens 4o Gewichtsprozenten Borsäureanhydrid (B, 0.) niedergeschmolzen ist. io. Optisches Glas nach einem der Ansprüche i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Grundkörper wenigstens 5 Gewichtsprozente Bariumoxyd (Ba0) gelöst ist. i i. Optisches Glas nach ein-em der Ansprüche i bis 8 und io, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Grundkörper mindestens 4o Gewichtsprozente Lanthanoxyd (La2 Oj und höchstens 65 GewichtsprozenteLanthanoxyd (La2 0.) plus anderer Oxyde, die zur Beeinflussung der optischen Eigenschaften notwendig sind, niedergeschmolzen sind. 12. Optisches Glas nach einem der Ansprüche i bis 8 und io, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 5o Gewichtsprozente Bleioxyd (Pb 0) beigegeben sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1056335B (de) * 1955-07-01 1959-04-30 Eastman Kodak Co Optisches Glas

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