DE832049C - Verfahren zum Erhoehen der Lichtdurchlaessigkeit optischer Glaeser - Google Patents

Description

• Verfahren zum Erhöhen der Lichtdurchlässigkeit optischer Gläser 1892 machte H. D. T a y 1 o r die Entdeckung, daß gewisse optische Gläser beim natürlichen Altern an der Luft eine Erhöhung der Durchlässigkeit mit gleichzeitiger Reflexioiis@-rrniinderung erfahren. Es gelang ihm diese Erscheinung dann auch künstlich durch Behandlung der Gläser mit Säuren oder Salzen herbeizuführen. Da nach der Fresnelschen Theorie die Intensität von reflektiertem und durchgelassenem Licht bei durchsichtigen Körpern allein vom Brechungsindex abhängt, konnte schon damals auf eine Veränderung desselben an der Oberfläche dies Glases durch die chemische Behandlung geschlossen werden. Die Größe der optischen Wirkung zeigte sich abhängig von der Einwirkungsdauer; wir wissen 'heute, daßdabei die Eindringtiefe des chemischen Vorgangs fortschreitet. Diese läßt sich aus den im Verlauf der Behandlung auftretenden Interferenzfarben unmittelbar ablesen, ,die in der ersten Ordnung nacheinander von Braun über Violett nach Rot .sich verändern. Das Maximum der Durchlässigkeit wird ,beim Übergang von Braun nach Violett erreicht. Die dabei gebildete Oberflächenschicht zeigt keineelei Absorption.
• Die Höhe des Maximums wird durch den Wert des Brechungsindex bestimmt, den das Glas an seiner Oberfläche annimmt, wenn sämtliche in- ihm enthaltenen chemisch angreifbaren Metalle innerhalb d,-,r optimalen Schichtdicke möglichst gleichmäßig herausgelöst sind.
• Die so behandelten Gläser haben die Eigentümlichkeit, daß beim Lagern an der Luft Veränderungen in der Schicht eintreten, die 'häufig schon nach Stunden eine Verschlechterung der Durchlässigkeit um mehrere Prozent zur Folge 'haben. Diese Erscheinung erweist sich bei genauen Messungen als so schwerwiegend, daß eine Verwendung dieses Verfahrens trotz seiner an sich großen Vorteile in der Praxis hinfällig wird, da alle Versuche gescheitert sind, durch Änderung des Herstellungsverfahrens die Verschlechterung zu beseitigen.
• Erst durch die vorliegende Erfindung gelang es auf einem ganz anderen, außerhalb des Herstellungsverfahrens liegenden Weg den obigen Nachteil auszuschalten. Die wissenschaftliche Untersuchung der genannten Erscheinung zeitigte nämlich das nicht erwartete Ergebnis, daß durch das Altern nicht nur eine Verschlechterung, sondern auch eine Verbesserung der Durchlässigkeit eintreten kann und daß diese Verbesserung ein Maximum hat. Dieses Maximum aber ist bei ein und demselben Glas und sonst völlig gleichen Bedingungen des Verfahrens nur eine Funktion der Behandlungszeit. Trägt man in einem Diagramm die Veränderung der Durchlässigkeit durch das Altern in Abhängigkeit von der Behandlungszeit dies Glases auf, dann zeigt sich, daß mit der Zunahme der Behandlungszeit die Verschlechterung der Durchlässigkeit durch das Altern ein Maximum wird, dann abnimmt, um in eine Verbesserung überzugehen, die einem Maximum zustrebt. Zwei Beispiele für dieses verschiedene Verhalten je nach der Wahl der vorausgegangenen Behandllungszeit sind in Abb. i und 2 graphisch dargestellt. Während bei Unterbrechung der chemischen Behandlung im Durchlässigkeitsmaximum Dl schon nach kurzer Zeit ein starkes Absinken der Werte erfolgt, zeigt die bis zum Punkt D2 überbehandelte Probe einen langsamen Anstieg der Durchlässigkeit nahe bis zu dem während der chemischen Einwirkung eingetretenen Optimum, wo sie mit genügender Konstanz ihren Wert beibehält.
• Diese Ergebnisse scheinen also darauf hinzudeuten, daß durch das Altern die Dicke der chemisch veränderten Schicht verkleinert wird, so daß das Maximum der Durchlässigkeit dann wieder auftritt, wenn die verkleinerte Schichtdicke der Dicke für die optimale Durchlässigkeit entspricht. Da nun aber beim Altern die Interferenzfarben der chemisch behandelten Gläser sich nicht wesentlich verändern, kann dies nicht oder nicht allein die maßgebende Erklärung unserer Beobachtungen sein. Man muß vielmehr annehmen, daß der Brechungsindex der Oberflächenschicht oder dessen Inhomogenität durch das Altern beeinflußt wird. Dies läßt sich durch polarimetrische Messungen unmittelbar

  bestätigen, und zwar ergibt der mit den 1>escliriebe-

  nen Erscheinungen im Einklang bestehende Befund,

  daß der Brechungsindex bei den bis zum Durch-

  lässi,gkeitsmaximum oder kürzer behandelten Glä-

  sern sich durch das Altern erhöht, bei den darüber

  hinaus behandelten dagegen vermindert. Die vor-

  liegende Erfindung bestellt also darin, daß die

  chemische Behandlung der optischen Teile über das

  Maximum der Durchlässigkeitserhöhung hinaus

  fortgesetzt wird'.

  Sind die Gläser einer ungewöhnlich starken Be-

  anspruchung durch Witterungseinflüsse, chemische

  Dämpfe usw. ausgesetzt, so können auch nach der

  hier mitgeteilten Behandlung noch zeitliche Schwan-

  kungen im Sinne einer Durchlässigkeitsverminde-

  runig um mehrere Zehntel Prozent auftreten. Es ist

  aber durch eine besondere Temperaturbehandlung

  gelungen, auch diese feinen Schwankungen, die in

  vielen Fällen sehr störend wirken würden, zu ver-

  meiden. Eine Temperaturbehandlung ist in vielen

  Fällen, u. a. auch zur Erhöhung der chemischen

  und mechanischen Widerstandsfähigkeit notwendig.

  Durch systematische Versuchsreihen wurde fest-

  gestellt, daß eine Temperaturbehandlung die che-

  mischen Vorgänge im allgemeinen rückläufig beein-

  flußt. Für diesen allgemeinen Fall wird man also

  die chemische Behandlung zusätzlich so lange über

  den Wert Dl der Durchlässigkeit 'hinaus fortsetzen,

  daß durch die anschließende Temperaturbehand-

  lung die Durchlässigkeit gerade bis zu dem

  Wert Dl ansteigt, der ohne Tempern den günstig-

  sten Ausgangswert darstellt. Nach dieser Behand-

  lung sind die Gläser in ihren optischen Eigen-

  schaften vollkommen haltbar, unabhängig von

  Feuchtigkeitseinflüssen sowie von Öl- oder Fett-

  dämpfen in der Luft.

Claims (1)

1. PATRNTANSPBI`CliE: i. Verfahren zum Erhöhen der Lichtdurch- lässigkeit optischer Gläser durch Behandlung der Oberflächen mit Säuren, Salzen oder anderen chemischen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbehandlung über das Maxi- mum der Durchlässigkeitserhöhung 'hinaus fort- gesetzt wird. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß die behandelten Flächen einer anschließenden Temperaturbehandlung unter- worfen werden.