DE812455C

DE812455C - Optisches Glas

Info

Publication number: DE812455C
Application number: DEP55228A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Phil Habil Geffcken
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1949-09-08
Filing date: 1949-09-18
Publication date: 1951-08-30

Description

Optisches Glas Die bisher bekanntgewordenen optischen Gläser von sehr hoher Brechungszahl nd bei hohem Wert der Abbeschen Zahl v enthalten entweder große Mengen an Oxyden der seltenen Erden oder an Kadmiumoxyd. Die Gläser der ersten Art benötigen beträchtliche Mengen sehr teurer Rohstoffe; bei den Gläsern der zweiten Art ist die chemische Widerstandsfähigkeit nur gering. Den Mangel der geringen chemischen Widerstandsfähigkeit zeigen auch solche Gläser, die im wesentlichen nur aus hadmiumoxyd, Lanthanoxyd und Borsäure bestehen.
Nach der Erfindung lassen sich die genannten Mängel vermeiden und doch Gläser mit nd > 1,62 erzielen, für die die Beziehung nd > 1,875 - 0,00422 v, ja in zahlreichen Fällen sogar die Beziehung nd > 2,i62 - o,oogo v besteht, wenn man die Gläser so zusammensetzt, daß sie, außer mindestens io °/o Kieselsäure (Si 0,) und 8 °/o bis 24 °/o Borsäure (B20,), an Lanthanoxyd (La20,), Tantaloxyd (Ta205) und Thoriumoxyd (Th0,) zusammen zwar mindestens 15 °/o, jedoch nicht mehr als 40 °/o enthalten und ein etwaiger Gehalt an Titanoxyd (Ti 02) und Molybdänoxyd (Moos) zusammen io °/o nicht übersteigt, ferner der Gehalt an Zirkonoxyd (Zr02), Kadmiumoxyd (Cd0) und Baryt (Ba0) zusammen mindestens 28,5 °/o beträgt, wobei Kadmiumoxyd und Baryt zusammen mindestens 28 °/o und höchstens 55 °/o betragen und Kadmiumoxyd mindestens io °/o und höchstens 30 °/o beträgt, mit dem Erfolge, daß wegen dieses Gehalts an Kadmiumoxyd der Gehalt an Baryt gering gehalten werden kann und man daher hohe Brechungszahlen erreichen kann, ohne daß die chemische Widerstandsfähigkeit zu gering wird. Auch die Neigung zu Kristallisation wird durch den Kadmiumgehalt wesentlich verringert.
Innerhalb dieser für die neuen Gläser insgesamt geltenden Vorschriften ergeben sich noch Besonderheiten bei Beachtung der folgenden Vorschriften. Den Gehalt an Kieselsäure läßt mark zweckmäßig nicht mehr als 20 °/o betragen, wenn man die oben angegebene Beziehung zwischen nd und v bedeutend überschreiten will.
Den Borsäuregehalt beschränkt man zweckmäßig auf höchstens 200/" wenn man eine möglichst hohe chemische Widerstandsfähigkeit erzielen will; man wird ihn im allgemeinen um so niedriger halten, je höher die Brechungszahl sein soll.
Wegen des hohen Preises der seltenen Erden, die man einzusetzen hat, um die Oxyde des Lanthans, des Tantals und des Thoriums in die Gläser einzuführen, wird man den Gehalt dieser Oxyde nach Möglichkeit unter 30 °/o halten.

Den Gehalt an Zirkonoxyd, Kadmiumoxyd und Baryt zusammen steigert man zweckmäßig auf mehr als 35 °/o, um bei einem möglichst geringen Bedarf an seltenen Erden möglichst hohe Brechungszahlen zu erreichen, und bemißt dabei zweckmäßig den Gehalt an Zirkonoxyd auf mindestens 6 °/o, um die chemische Widerstandsfähigkeit zu erhöhen.

S102 B203 La203 i Th02 Zr02 Cd0 Ba0 W03 Sr0 nd
i
11' 0 9'0 30,0 - - 30,0 - 20,0 - 1,851 35,7.
2 11,0 8,0 30,0 - - 20,0 10,0 21,0 - i,826 37,8
3 11,0 14,0 27,0 - 8,0 20,0 10,0 10,0 - 1,802 40,8
4 11,0 14,0 19,5 18,o i 8,o 19,5 10,0 - - 1,785 46,o
5 11,3 14,4 20,1 18,6 7,2 20,1 2,1 - 6,2 1,784 45,5
6 15,0 15,5 10,0 15,0 8,0 19,5 17,0 - - 1,742 47,4
7 15,0 15,5 10,0 15,0 8,0 10,0 26,5 - - 1,737 48,3
8 20,0 20,0 6,o 6,o 9,0 15,0 24,0 - - 1,688 50,2
9 21,1 21,2 6,3 6,3 9,5 15,8 8,4 - 11,4 1,681 50,4
1o 15, 0 16,o 15,0 14,0 8,0 11,0 21,0 - - 1,747 48,2
11 11,2 20,0. 20,7 17,9 - 20,0 10,2 - - 1,753 49,2
12 10,7 24,0 19,6 17 ,0, - 19,0 9,7 - - 1,739 50,5
13 10,2 19,9 18,1 16,7 5,5 18,3 11,3 - - 1,763 47,7
14 11,7 @ 17,0 21,4 18,5 - 2o,8 1o,6 - - j 1,762 48,o

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Optisches Glas, bei dem nd > 1,62 und "d > 075 - 0,00422 v, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens io °/o Kieselsäure, 8 9/o bis 24 °/o Borsäure, mindestens 15 °/o und . höchstens 40 °% Lanthanoxyd, Tantaloxyd und Thoriumoxyd zusammen, an Titanoxyd und Molybdänoxyd zusammen höchstens io °/o und an Zirkonoxyd, Kadmiumoxyd und Baryt zusammen mindestens 28,5 % enthält, wobei Kadmiumoxyd und Baryt zusammen mindestens 28 % und höchstens 55 °/o betragen und Kadmiumoxyd mindestens io °/o und höchstens 30 °/o beträgt.
2. Optisches Glas nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Kieselsäure höchstens 2o °/o beträgt.
3. Optisches Glas nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Borsäure höchstens 2o °/o beträgt.
4. Optisches Glas nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Lanthanoxyd, Den Gehalt an Baryt läßt man zweckmäßig nicht mehr als 25 °/o betragen, um die chemische Widerstandsfähigkeit möglichst günstig zu beeinflussen. Um besonders hohe Brechungszahlen ohne große Mengen der Oxyde der seltenen Erden zu erreichen, kann man in die neuen Gläser Wolframoxyd (WO,) einführen. Den Gehalt an Tantaloxyd, Thoriumoxyd und Wolframoxyd zusammen läßt man dabei zweckmäßig mindestens io °/o betragen, um die Neigung zu Kristallisation zu vermindern. Baryt kann in den neuen Gläsern ganz oder teilweise durch andere Erdalkalioxyde in äquivalenten Mengen ersetzt werden, womit sich die chemische Widerstandsfähigkeit und unter Umständen auch die Brechungszahl erhöhen läßt. Außer den ausdrücklich genannten Stoffen können natürlich auch geringere Mengen in der Glastechnik sonst üblicher Stoffe, wie z. B. Alkalien, insbesondere Lithium und Zink in die neuen Gläser eingeführt werden. In der folgenden Tafel ist eine Anzahl von Beispielen der neuen Gläser angegeben. Tantaloxyd und Thoriumoxyd zusammen höchstens 30 °/o beträgt.
5. Optisches Glas nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Zirkonoxyd, der mindestens 6 °/o und zusammen mit dem Gehalt an Kadmiumoxyd und Baryt mindestens 35 % beträgt.
6. Optisches Glas nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Baryt höchstens 25 °/o beträgt.
7. Optisches Glas nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Wolframoxyd. B.
Optisches Glas nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Tantaloxyd, Thoriumoxyd und Wolframoxyd zusammen mindestens io % beträgt.
9. Optisches Glas nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Borsäure höchstens 2o % beträgt. io.
Optisches Glas nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Lanthanoxyd, Tantaloxyd und Thoriumoxyd zusammen höchstens 30 % beträgt. i i.
Optisches Glas nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Baryt höchstens 25 % beträgt.
12. Optisches Glas nach Anspruch ii, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Borsäure höchstens 200/, beträgt.
13. Optisches Glas nach Xnspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Gehalt an Kieselsäure sowohl wie der an Borsäure höchstens 200/0 und der an Baryt höchstens 25 % beträgt.
14. Optisches Glas nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Baryt mindestens zum Teil durch andere Erdalkalioxyde in äquivalenten Mengen ersetzt ist.
15. Optisches Glas nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Kieselsäure von io % bis 12 0/0, an Borsäure von 14 % bis 20 0/0, an Lanthanoxyd von 18 % bis 22 0/0, an Thoriumoxyd von 16 % bis 18,5 0/0, an Zirkonoxyd von höchstens 8 0/0, an Kadmiumoxyd von 18 % bis 20 % und an Baryt von io % bis 12 0/0.
16. Optisches Glas nach Anspruch 2, 3, 5 und 6, bestehend aus ii,o % Si 02, 14,0 % B203, 19,5 0/0 La20" i8,o % Th02, 8,o0/, 2r02, 19,50/, CdO und io,o % Ba 0.
17. Optisches Glas nach Anspruch 2, 3 und 6, bestehend aus 11,2 % Si 0" 2o,o % B203, 20,7 0/0 La203,17,9 % Th 02, 2o,o % Cd 0 und 1o,2 % Ba O.
18. Optisches Glas nach Anspruch 2 und 6, bestehend aus io,7 % S'02, 24,0% B203, i9,6 0/0 La2O3, 17,0 % Th 02, i9,o o/0 CdO und 9,7 % Ba O. i9.
Optisches Glas nach Anspruch 2, 3 und 6, bestehend aus 10,20/0 S'02, 19,90/0 B203, 18,10/0 La, 0" 16,7 % Th02, 5,5 % Zr 02, 18,3 % Cd 0 und 11,3 % Ba 0.
20. Optisches Glas nach Anspruch 2, 3 und 6, bestehend aus 11,7 % S'021 17,0 % B203, 2i,4 0/0 La2O3,18,5 % Th 02, 2o,8 % CdO und io,6 % Ba0.