JP3993650B2 - 石英ガラス - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、紫外線吸収ドーピング材（すなわち紫外線を吸収するドーピング材）を有し、この紫外線吸収ドーピング材が、可視光スペクトル範囲に位置し紫外線によって誘発可能である螢光を有する石英ガラスに関する。
【０００２】
特に、本発明は、高圧放電ランプ用の放電管、外管及びハロゲン白熱電球のガラス球の製造に使用されるドープされた石英ガラスに関する。
【０００３】
【従来の技術】
高い熱的負荷のために高圧放電ランプ用の放電管を製造するための材料としては光透過性セラミックスの他に石英ガラスのみが問題になっている。約９９．９９モル％がケイ酸から構成された純石英ガラスは何れにしても光に対してもまた紫外線に対しても透明である。従って、健康に有害な紫外線を十分に減衰させるための措置が講ぜられなければならない。ランプから放出された紫外線を十分に減少させることは放電管製造に使用される石英ガラスが紫外線吸収ドーピング材を備えることである。ドーピング物質の選定や濃度の選定の際には、例えば、粘性、光透過率（同様にガラスの着色）及び結晶化傾向のような石英ガラスの物理特性がドーピングによって望ましくない方向に変化しないことに注意しなければならない。ドーピング物質としては就中セリウムが適切であることが実際に示されており、このセリウムは酸化物、ケイ酸塩又はアルミン酸塩として石英ガラスを溶解する前に石英粉末に混合される。紫外線の特に危険な短波長成分を大幅に減衰させるために、しばしば酸化チタンの形態の微少なチタン添加物が使用される。
【０００４】
米国特許第５１９６７５９号明細書には、約０．４１重量％の純セリウム成分に相当する０．５重量％以下の酸化セリウムと、さらに酸化チタンとがドープされた石英ガラスが記載されている。ヨーロッパ特許出願公開第０４７８０５９号明細書にも同様な石英ガラスが開示されている。この石英ガラスは０．１モル％の二ケイ酸セリウムと０．０１モル％の酸化チタンとから成る紫外線吸収ドーピング材を有している。これは石英ガラスにおける約０．４７重量％の純セリウム成分に相当する。
【０００５】
石英ガラスの紫外線吸収ドーピング材に対する更に高いセリウム濃度は、ヨーロッパ特許出願公開第０５８８２８４号明細書及びまだ未公開であるヨーロッパ特許出願第９３１１２２２７０．９号明細書に開示されている。より高いセリウムドーピングは肉厚の薄い管の場合にも有害な紫外線の十分な吸収を保証する。ドーピング物質としてここではアルミン酸セリウム及び酸化チタンが提案されている。
【０００６】
このセリウム−チタンドーピングによって石英ガラスの吸収端は約３５０ｎｍの波長に調整され、それによって不所望な健康に有害な紫外線に対する石英ガラスの透明性は許容可能な程度に減少する。何れにしてもこの石英ガラスは、２４５ｎｍ近辺の波長における石英ガラスのなお存在する残存透明性を除去するために、Ｏ2 雰囲気中で何時間もの焼きなまし工程を行うことができる。さらに、セリウムは紫外線によって誘発される青色の螢光を放出し、この螢光は例えば上記明細書で述べられているように青色スペクトル範囲における電球の演色を改善するために利用することができる。自動車用前照灯に使用される高圧放電ランプの場合、青色光成分の増大はもちろん好ましくない。さらに、このセリウムの青色螢光は前照灯又は方向性光放出を有する類似の光学系に使用される電球の場合には邪魔である。というのは、この青色螢光は光円錐の鮮明な明／暗境界をぼやけさせてしまう高い散乱光成分を生ずるからである。このような用途においてはセリウムの螢光を抑制することが必要である。
【０００７】
ヨーロッパ特許第００３２７６３号明細書には、０．１〜３．０重量％のアルカリ金属酸化物と、０．２〜５．０重量％の希土類金属酸化物と、０〜０．５重量％のアルカリ土類金属酸化物とを含む紫外線吸収ドーピング材を含む石英ガラスが記載されている。希土類金属酸化物としては酸化プラセオジム（ＰｒＯ2 ）もしくは酸化ユーロピウム（Ｅｕ2 Ｏ3 ）、そしてアルカリ金属酸化物としては酸化カリウム（Ｋ2 Ｏ）が実施例に示されている。希土類金属酸化物は紫外線吸収材として作用し、一方アルカリ金属酸化物は石英ガラス内での希土類金属酸化物の溶解度を高める。このようにしてドープされた石英ガラスは約２５０ｎｍの波長における吸収端を有する、即ち２５０ｎｍ以下の波長を持つ放射は石英ガラス内で吸収され、一方石英ガラスは２５０ｎｍより上の波長を持つ放射に対しては透明である。特に、２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの波長範囲の紫外線はこの石英ガラスによって殆ど減衰されずに透過する。それゆえ、この石英ガラスは高圧放電ランプの放電管又は外管用には全く適しないか、又はこの石英ガラスはこのドーピング材の他にさらに２５０ｎｍ以上の波長を持つ紫外線を抑制するための付随的な措置を講ぜられなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、紫外線スペクトル範囲における透明性を出来るだけ有しないか又は非常に僅かしか有せず、紫外線によって誘発可能な可視光スペクトル範囲の螢光を出来るだけ放出しないか又は非常に僅かしか放出せず、さらに高圧放電ランプ用の放電管又は外管の製造及びハロゲン白熱電球用のガラス球の製造に適する、紫外線吸収ドーピング材を備えた石英ガラスを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、セリウム又はセリウム化合物を含む紫外線吸収ドーピング材を有する石英ガラスにおいて、
セリウム含量は、ドープされていない石英ガラスに対して、ＣｅＡｌＯ 3 換算で０．１〜１．５重量％の範囲にあり、
石英ガラスはさらにセリウムから紫外線によって誘発可能である螢光を減少させる螢光抑制物質をドープされ、この螢光抑制物質はプラセオジム又はプラセオジム化合物を含み、プラセオジム含量は、ドープされていない石英ガラスに対して、Ｐｒ 6 Ｏ 11 換算で０．０１〜１．５重量％の範囲にあることによって解決される。
【００１０】
本発明の特に有利な実施態様は次の通りである。
（１）螢光抑制物質（すなわち螢光を抑制する物質）はバリウム及びホウ素を含む。
（２）石英ガラスはセリウム−プラセオジムアルミン酸塩（Ｃｅ X Ｐｒ 1-X ＡｌＯ 3 、但し０＜ｘ＜１）をドープされる。
（３）石英ガラスは、ドープされていない石英ガラスに対して、０．１〜１．５重量％のアルミン酸セリウム（ＣｅＡｌＯ 3 ）、０．０１〜１．５重量％の酸化プラセオジム（Ｐｒ 6 Ｏ 11 ）、０〜０．１５重量％の酸化チタン（ＴｉＯ 2 ）及び０〜２．０重量％のメタホウ酸バリウム（ＢａＢ 2 Ｏ 4 ）をドープされている。
【００１１】
本発明による石英ガラスはセリウムを含む紫外線吸収ドーピング材を持っている。紫外線によって励起可能なセリウムの青色の螢光を大きく減少させるために、本発明による石英ガラスはさらにプラセオジム又はプラセオジム化合物をドープされている。ドーピング物質及びドーピング量は、石英ガラスの吸収端が約３５０ｎｍの波長に位置するように決定され、その結果紫外線は実際上透過しないか又は許容可能な量しか透過しない。石英ガラスへのプラセオジム添加によってセリウムの螢光は消滅する、すなわち、セリウムの原子スペクトルにおける放射性転移に対する転移確率は大きく減少し、紫外線によって励起されたセリウムイオンの基底状態への無放射性転移の確率が相応して増大する。プラセオジムはセリウムと同様に紫外線を吸収するので、セリウム成分はプラセオジムドーピング材の増大に応じて少なくすることができ、それによって螢光をさらに低減することができる。セリウム及び特にプラセオジムがアルミン酸塩として石英ガラスの溶解前に石英粉末に混合されることは有利である。これらの化合物は酸化物に比べて、特に四価の酸化セリウム（Ｃｅ2 Ｏ4 ）に比べて、アルミン酸塩が石英ガラスの溶解時にタングステンるつぼを酸化する酸素を発生しないという利点を有する。さらに、アルミン酸塩によって添加されたアルミニウムは石英ガラス内でのセリウム及び同様にプラセオジムの溶解度を高め、それゆえ純セリウム成分もしくは純プラセオジム成分は、石英ガラスに不均一領域を発生することなく又は石英ガラスを失透させることなく、ドープされていない石英ガラスに対して、１．２５重量％までにすることができる。
【００１２】
本発明による石英ガラスはさらに短波長のＵＶ−Ｃ範囲における石英ガラスの吸収をより一層改善する微量のチタンドーピング材を含むことができる。他方では、図１の測定曲線によれば、セリウム−プラセオジムをドープされた本発明による石英ガラス（測定曲線２）は特に短波長の紫外線範囲において満足する吸収を有する。チタンドーピング（図１、測定曲線１）はプラセオジムドーピングによって代用することができる。プラセオジムは螢光を抑制するだけでなく、短波長の紫外線に対する吸収材としても作用する。
【００１３】
バリウム−ホウ素化合物、例えばメタホウ酸バリウムを用いた本発明による石英ガラスの付加的なドーピングによって、石英ガラスの螢光はさらに低減される。この添加物によって石英ガラスの粘性も減少する。一方ではこれによって石英ガラスは簡単かつ省エネルギーで加工することができ、他方ではホウ酸バリウム添加物は石英ガラスの熱的耐性を減少させる。それ故この石英ガラスは特に高圧放電ランプの放電管を囲繞する僅かしか熱負荷を受けない外管用及びハロゲン白熱ランプの僅かな負荷を受けるガラス球用に適する。
【００１４】
【実施例】
次に本発明を複数の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
全ての実施例において石英ガラスを溶解するための出発材料として、９９．９モル％以上がケイ酸（ＳｉＯ2 ）から成るケイ砂及び／又は水晶が使用される。粉末状ドーピング物質が石英ガラスを溶解する前にケイ砂もしくは水晶に混合され、出発材料と均質にされる。
【００１６】
第１の実施例においては、ケイ砂もしくは水晶にドーピング材として１．２５重量％のセリウム−プラセオジムアルミン酸塩（Ｃｅ0.4 Ｐｒ0.6 ＡｌＯ3 ）が添加される。重量％データは一般に出発材料即ち石英ガラスを溶解するための原料として使われるケイ砂もしくは水晶に関係する。セリウム−プラセオジムアルミン酸塩化合物におけるセリウム対プラセオジムのモル比はこの実施例の場合２／３である。石英ガラスにおける純セリウム成分は従って約０．３２重量％、純プラセオジム成分は約０．４９重量％に計算される。
【００１７】
図１には、セリウム−チタンをドープされた従来技術による石英ガラスの透過特性と、第１の実施例によるドープされた石英ガラスの透過特性とが２００ｎｍ〜８００ｎｍのスペクトル範囲における波長に関して示されている。調査されたスペクトル範囲はそれゆえ短波長のＵＶ−Ｃ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ａ及び可視光スペクトル範囲を含んでいる。透過は縦軸に％で示され、石英ガラス試料に当たった放射の強度に関係する。石英ガラス試料に当たった放射の約６．５％が反射されるので、例えば９３．５％透過は、観察した波長において放射が石英ガラスによって減衰されずに通過することを意味する。測定曲線１は約０．３３重量％の純セリウム成分に相当する０．５重量％のアルミン酸セリウム（ＣｅＡｌＯ3 ）と０．０４重量％の二酸化チタン（ＴｉＯ2 ）とがドープされた従来技術による石英ガラスの透過特性を示し、測定曲線２は本発明の第１の実施例によるドープされた石英ガラスの透過特性を示す。両石英ガラス試料の肉厚は約１．０ｍｍである。約３５０ｎｍ以上の可視光スペクトル範囲では、両試料は９０％以上の透過を有する。それに対して、約３５０ｎｍ以下の紫外線スペクトル範囲の透過は、約２４５ｎｍ〜２７０ｎｍの範囲の波長における高くなった残存透過を除くと、５％以下の値に減少している。セリウム−チタンをドープされた石英ガラスの場合この残存透過は約２５％であり、プラセオジム添加に基づく本発明による石英ガラス試料の場合この残存透過は約１５％にすぎない。セリウム−チタンをドープされた従来技術による石英ガラス試料の場合、２４５ｎｍにおける一段と高くなったこの残存透過はＯ2 焼きなましによって除去することができる。この残存透過を除くと、両石英ガラス試料は紫外線範囲におけるほぼ同じ程度に良好な吸収特性と可視光スペクトル範囲における良好な透過特性とを有している。両試料間の明確な相違は図４に示された螢光特性に現れている。約２５℃〜６５０℃の全温度範囲において、第１の実施例によるドープされた石英ガラス（図４、測定曲線４参照）はセリウム−チタンをドープされた従来技術による石英ガラス（図４、測定曲線１ａ）より、両石英ガラス試料におけるセリウム成分はほぼ同量であるにもかかわらず、明らかに小さい螢光信号を示している。プラセオジム添加は従って螢光放射の減衰に寄与する。
【００１８】
図２には本発明の第２の実施例によるドープされた石英ガラスの透過特性が示されている（測定曲線２）。この石英ガラス試料は約１．０ｍｍの厚みを持ち、ドーピング材として１．１７重量％のセリウム−プラセオジムアルミン酸塩（Ｃｅ0.6 Ｐｒ0.4 ＡｌＯ3 ）を有している。このセリウム−プラセオジムアルミン酸塩におけるセリウム対プラセオジムのモル比は、第１の実施例とは異なり３／２である。従って石英ガラスにおける純セリウム成分は約０．４６重量％、純プラセオジム成分は約０．３１重量％に計算される。全体的に少ないドーピング材濃度にも拘わらず、第２の実施例による石英ガラスは第１の実施例による石英ガラスより高いセリウム含有量を持つ。第１の実施例による石英ガラス試料の残存透過に比較して第２の実施例による石英ガラス試料の残存透過が少ないのはこのセリウム含有量が高いことに起因すると推測される。約２７０ｎｍの波長範囲における残存透過はこの試料（図２）に関しては１０％以下である。約３００ｎｍ以上の波長では本発明による両石英ガラス試料の透過特性は大きな相違を示さない。比較のために、図２には同様に他のセリウム−チタンをドープされた従来技術による石英ガラス試料の透過特性（測定曲線１参照）が示されている。この石英ガラス試料は１．０重量％のアルミン酸セリウム（ＣｅＡｌＯ3 ）と０．０５重量％の酸化チタン（ＴｉＯ2 ）とがドープされている。純セリウム成分はこの場合約０．６５重量％である。約３００ｎｍ以上では図２における両測定曲線は大きな相違を示さない。セリウム−チタンをドープされた試料の残存透過（図２、測定曲線１）は短波長の紫外線範囲へずらされて、約２４５ｎｍに位置し、約１２％で、第２の実施例による石英ガラス試料の残存透過（図２、測定曲線２）より僅かに高い。
【００１９】
第２の実施例による石英ガラス試料の螢光信号（図４、特性線２）はセリウム−プラセオジムアルミン酸塩におけるより高いセリウム含有量及びより大きいセリウム対プラセオジムのモル比のために本発明の第１の実施例による石英ガラス試料の螢光信号（図４、特性線４）より明らかに大きく現れている。他方、第２の実施例による石英ガラス試料の螢光信号（図４、特性線２）はセリウム−チタンをドープされた従来技術による石英ガラス試料の螢光信号（図４、特性線１ａ、１ｂ）よりなお明らかに弱い。
【００２０】
図３には本発明の第３の実施例によるドープされた石英ガラスの透過特性が示されている。この石英ガラス試料は同様に約１．０ｍｍの厚みを持ち、０．５重量％のアルミン酸セリウム（ＣｅＡｌＯ3 ）、０．５重量％の酸化プラセオジム（Ｐｒ6 Ｏ11）、及び０．０５重量％の酸化チタン（ＴｉＯ2 ）の形で出発材料（ケイ砂もしくは水晶）に石英ガラスを溶融する前に粉末形態で混合されたセリウム−プラセオジム−チタンドーピング材を有する。石英ガラスにおける純セリウム成分は従ってこの場合には約０．３３重量％、純プラセオジム成分は約０．４１重量％に計算され、一方純チタン成分は僅か約０．０３重量％である。約３００ｎｍ以上の波長に関してはこの石英ガラス試料の透過特性は最初の両実施例の試料に対して大きな相違を示さない。吸収端は前述の実施例と同様に約３４０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲にあり、そして約２７０ｎｍ近辺の波長において僅かに高い残存透過が観察される。２４０ｎｍ以下の波長に関しては石英ガラス試料の透過は付加のチタンドーピングにより無くなる程小さい。この石英ガラス試料の螢光特性（図４、特性線３）は第１の実施例の螢光特性（図４、特性線４）とは殆ど同じである。
【００２１】
第４の実施例においては、セリウム−プラセオジム−チタンドーピングの他に、第３の実施例と同様に、さらにメタホウ酸バリウム（ＢａＢ2 Ｏ4 ）をドープされた石英ガラスが使用される。第４の実施例のドーピング材は０．５重量％のアルミン酸セリウム（ＣｅＡｌＯ3 ）、０．５重量％の酸化プラセオジム（Ｐｒ6 Ｏ11）、０．０５重量％の酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、及び１．０重量％のメタホウ酸バリウム（ＢａＢ2 Ｏ4 ）から構成される。１．０ｍｍの肉厚を持つこの石英ガラス試料の透過特性はほぼ第３の実施例の透過特性に一致する。というのは、メタホウ酸バリウムは２００ｎｍ〜８００ｎｍの観察した波長範囲における石英ガラスの透過特性に極くわずか影響するだけだからである。メタホウ酸バリウム添加によって、石英ガラスの螢光は、この実施例による石英ガラスの螢光特性を示す図４の特性線５と第３の実施例による石英ガラス試料の螢光特性を示す図４の特性線３との比較から明らかなように、大きく減少する。ランプ点灯にとって重要な約６５０℃の温度範囲では第４の実施例による石英ガラス試料の螢光信号は殆ど完全に消滅している。しかしながら、メタホウ酸バリウム添加物は石英ガラスの粘性低下をもたらし、それゆえ第４の実施例による石英ガラスは例えば高圧放電ランプの放電管を囲繞する外管用のような僅かしか熱負荷を受けないランプ部品として使用することができる。
【００２２】
図４に示された温度依存性螢光信号は螢光信号を約２Ｖ以下の直流電圧に変換するルミネッセンスプローブによって測定された。測定試料はそれぞれ炉内で室温から６５０℃まで加熱された。温度測定は熱電対によって比較の対象に成り得る参照試料のところで行われた。セリウムの青色の螢光を励起するために、水銀高圧ランプの３６５ｎｍ線が利用された。測定された石英ガラス試料としてそれぞれ１．２ｍｍの肉厚を有し両側を平面状に研削されてつや出しされた実験室用融成物が使用される。
【００２３】
図５は約１１００℃〜２４００℃の範囲における本発明による２つの石英ガラス試料の粘性の温度依存性（測定曲線２、３）とドープされていない石英ガラスの粘性の温度依存性（測定曲線１）とを示す。縦軸には粘性の常用対数がデシパスカル秒（ｄＰａ ｓ）の単位で記入されている。測定曲線２は第３の実施例による石英ガラス試料に関する粘性の温度依存性を示し、測定曲線３は第４の実施例による石英ガラス試料に関する粘性の温度依存性を示す。これらの測定は回転粘度計を用いて行われた。
【００２４】
図５の測定曲線から分かるように、下側冷却点（１０14.5ｄＰａ ｓ）、上側冷却点（１０13.0ｄＰａ ｓ）及びリトルトン点（１０7.6 ｄＰａ ｓ）のような特徴のある粘性点はドープされた石英ガラス試料ではより低い温度へずれている。
【００２５】
第４の実施例による石英ガラス（図５、測定曲線３）では、比較的低い温度のところに定められた粘性点により、例えば高圧放電ランプの放電管のような極めて高い熱負荷を受けるランプ部品の製造に適しない“軟質”石英ガラスが関係する。この石英ガラスは外管の製造に使用することができ、この場合低い加工温度の利点を奏する。図５における測定曲線２は第３の実施例による石英ガラス試料の粘性特性を示す。この場合には、高圧放電ランプの極めて高い熱負荷を受ける放電管の製造にも適する“硬質”石英ガラスが関係する。実施例１、２による石英ガラス試料の粘性曲線は測定曲線２の粘性曲線と類似の経過を有する。これらのガラスも“硬質”石英ガラスに属し、極めて高い熱負荷を受けるランプ部品の製造に利用することができる。
【００２６】
本発明は上述した実施例に限定されない。すなわち例えば、実施例１、２によるセリウム−プラセオジムアルミン酸塩（Ｃｅx Ｐｒ1-x ＡｌＯ3 、但し０＜ｘ＜１）におけるセリウム−プラセオジム比は変えることができる。さらに、ドーピング材は他の形で石英ガラスに混合することもできる。例えば、セリウム及びプラセオジムはアルミン酸セリウムとアルミン酸プラセオジムとの混合物として又は酸化物もしくはケイ酸塩として石英ガラス溶解のための出発材料に添加することもできる。石英ガラスにおけるセリウム成分及びプラセオジム成分の上限値は就中石英ガラス内でのこのドーピング物質の溶解度と最大許容粘性低下とによって決められる。従って、石英ガラスにおける純セリウム成分又はプラセオジム成分の約１．２５重量％の上限値は重要である。螢光を抑制しかつ粘性を低下させるメタホウ酸バリウム添加物は、低い加工温度を持つ特に軟らかい石英ガラスが望ましい場合には、約２．０重量％の量まで増加させることができる。詳細に述べた４つの実施例は特に優れた用途に選択された例を示すものにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【図１】セリウム−チタン（０．５重量％ＣｅＡｌＯ3 及び０．０４重量％ＴｉＯ2 ）をドープされた従来技術による石英ガラスの透過曲線と、セリウム−プラセオジムアルミン酸塩（１．２５重量％Ｃｅ0.4 Ｐｒ0.6 ＡｌＯ3 ）をドープされた本発明の第１の実施例による石英ガラスの透過曲線とを示す特性線図。
【図２】セリウム−チタン（１．０重量％ＣｅＡｌＯ3 及び０．０５重量％ＴｉＯ2 ）をドープされた従来技術による石英ガラスの透過曲線と、セリウム−プラセオジムアルミン酸塩（１．１７重量％Ｃｅ0.6 Ｐｒ0.4 ＡｌＯ3 ）をドープされた本発明の第２の実施例に相当する石英ガラスの透過曲線とを示す特性線図。
【図３】セリウム−プラセオジム−チタン（０．５重量％ＣｅＡｌＯ3 及び０．５重量％Ｐｒ6 Ｏ11及び０．０４重量％ＴｉＯ2 ）をドープされた本発明の第３の実施例に相当する石英ガラスの透過曲線を示す特性線図。
【図４】セリウム−チタンをドープされた従来技術による石英ガラスの螢光の温度依存性を表す特性線と、本発明による第１乃至第４の実施例によるドープされた石英ガラスの螢光の温度依存性を表す特性線とを示す特性線図。
【図５】ドープされていない石英ガラスの粘性の温度依存性を表す特性線と、第３の実施例及び第４の実施例に相当する本発明による石英ガラスの粘性の温度依存性を表す特性線とを示す特性線図。
【符号の説明】
図１において：
１ 従来技術による石英ガラスの透過特性を示す測定曲線
２ 第１の実施例による石英ガラスの透過特性を示す測定曲線
図２において：
１ 従来技術による石英ガラスの透過特性を示す測定曲線
２ 第２の実施例による石英ガラスの透過特性を示す測定曲線
図４において：
１ａ 従来技術による石英ガラスの螢光信号を示す特性線
１ｂ 従来技術による石英ガラスの螢光信号を示す特性線
２ 第２の実施例による石英ガラスの螢光信号を示す特性線
３ 第３の実施例による石英ガラスの螢光信号を示す特性線
４ 第１の実施例による石英ガラスの螢光信号を示す特性線
５ 第４の実施例による石英ガラスの螢光信号を示す特性線
図５において：
１ ドープされていない石英ガラスの粘性の温度依存性を示す測定曲線
２ 第３の実施例による石英ガラスの粘性の温度依存性を示す測定曲線
３ 第４の実施例による石英ガラスの粘性の温度依存性を示す測定曲線
【産業上の利用分野】
本発明は、紫外線吸収ドーピング材（すなわち紫外線を吸収するドーピング材）を有し、この紫外線吸収ドーピング材が、可視光スペクトル範囲に位置し紫外線によって誘発可能である螢光を有する石英ガラスに関する。
【０００２】
特に、本発明は、高圧放電ランプ用の放電管、外管及びハロゲン白熱電球のガラス球の製造に使用されるドープされた石英ガラスに関する。
【０００３】
【従来の技術】
高い熱的負荷のために高圧放電ランプ用の放電管を製造するための材料としては光透過性セラミックスの他に石英ガラスのみが問題になっている。約９９．９９モル％がケイ酸から構成された純石英ガラスは何れにしても光に対してもまた紫外線に対しても透明である。従って、健康に有害な紫外線を十分に減衰させるための措置が講ぜられなければならない。ランプから放出された紫外線を十分に減少させることは放電管製造に使用される石英ガラスが紫外線吸収ドーピング材を備えることである。ドーピング物質の選定や濃度の選定の際には、例えば、粘性、光透過率（同様にガラスの着色）及び結晶化傾向のような石英ガラスの物理特性がドーピングによって望ましくない方向に変化しないことに注意しなければならない。ドーピング物質としては就中セリウムが適切であることが実際に示されており、このセリウムは酸化物、ケイ酸塩又はアルミン酸塩として石英ガラスを溶解する前に石英粉末に混合される。紫外線の特に危険な短波長成分を大幅に減衰させるために、しばしば酸化チタンの形態の微少なチタン添加物が使用される。
【０００４】
米国特許第５１９６７５９号明細書には、約０．４１重量％の純セリウム成分に相当する０．５重量％以下の酸化セリウムと、さらに酸化チタンとがドープされた石英ガラスが記載されている。ヨーロッパ特許出願公開第０４７８０５９号明細書にも同様な石英ガラスが開示されている。この石英ガラスは０．１モル％の二ケイ酸セリウムと０．０１モル％の酸化チタンとから成る紫外線吸収ドーピング材を有している。これは石英ガラスにおける約０．４７重量％の純セリウム成分に相当する。
【０００５】
石英ガラスの紫外線吸収ドーピング材に対する更に高いセリウム濃度は、ヨーロッパ特許出願公開第０５８８２８４号明細書及びまだ未公開であるヨーロッパ特許出願第９３１１２２２７０．９号明細書に開示されている。より高いセリウムドーピングは肉厚の薄い管の場合にも有害な紫外線の十分な吸収を保証する。ドーピング物質としてここではアルミン酸セリウム及び酸化チタンが提案されている。
【０００６】
このセリウム−チタンドーピングによって石英ガラスの吸収端は約３５０ｎｍの波長に調整され、それによって不所望な健康に有害な紫外線に対する石英ガラスの透明性は許容可能な程度に減少する。何れにしてもこの石英ガラスは、２４５ｎｍ近辺の波長における石英ガラスのなお存在する残存透明性を除去するために、Ｏ2 雰囲気中で何時間もの焼きなまし工程を行うことができる。さらに、セリウムは紫外線によって誘発される青色の螢光を放出し、この螢光は例えば上記明細書で述べられているように青色スペクトル範囲における電球の演色を改善するために利用することができる。自動車用前照灯に使用される高圧放電ランプの場合、青色光成分の増大はもちろん好ましくない。さらに、このセリウムの青色螢光は前照灯又は方向性光放出を有する類似の光学系に使用される電球の場合には邪魔である。というのは、この青色螢光は光円錐の鮮明な明／暗境界をぼやけさせてしまう高い散乱光成分を生ずるからである。このような用途においてはセリウムの螢光を抑制することが必要である。
【０００７】
ヨーロッパ特許第００３２７６３号明細書には、０．１〜３．０重量％のアルカリ金属酸化物と、０．２〜５．０重量％の希土類金属酸化物と、０〜０．５重量％のアルカリ土類金属酸化物とを含む紫外線吸収ドーピング材を含む石英ガラスが記載されている。希土類金属酸化物としては酸化プラセオジム（ＰｒＯ2 ）もしくは酸化ユーロピウム（Ｅｕ2 Ｏ3 ）、そしてアルカリ金属酸化物としては酸化カリウム（Ｋ2 Ｏ）が実施例に示されている。希土類金属酸化物は紫外線吸収材として作用し、一方アルカリ金属酸化物は石英ガラス内での希土類金属酸化物の溶解度を高める。このようにしてドープされた石英ガラスは約２５０ｎｍの波長における吸収端を有する、即ち２５０ｎｍ以下の波長を持つ放射は石英ガラス内で吸収され、一方石英ガラスは２５０ｎｍより上の波長を持つ放射に対しては透明である。特に、２５０ｎｍ〜３５０ｎｍの波長範囲の紫外線はこの石英ガラスによって殆ど減衰されずに透過する。それゆえ、この石英ガラスは高圧放電ランプの放電管又は外管用には全く適しないか、又はこの石英ガラスはこのドーピング材の他にさらに２５０ｎｍ以上の波長を持つ紫外線を抑制するための付随的な措置を講ぜられなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、紫外線スペクトル範囲における透明性を出来るだけ有しないか又は非常に僅かしか有せず、紫外線によって誘発可能な可視光スペクトル範囲の螢光を出来るだけ放出しないか又は非常に僅かしか放出せず、さらに高圧放電ランプ用の放電管又は外管の製造及びハロゲン白熱電球用のガラス球の製造に適する、紫外線吸収ドーピング材を備えた石英ガラスを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、セリウム又はセリウム化合物を含む紫外線吸収ドーピング材を有する石英ガラスにおいて、
セリウム含量は、ドープされていない石英ガラスに対して、ＣｅＡｌＯ 3 換算で０．１〜１．５重量％の範囲にあり、
石英ガラスはさらにセリウムから紫外線によって誘発可能である螢光を減少させる螢光抑制物質をドープされ、この螢光抑制物質はプラセオジム又はプラセオジム化合物を含み、プラセオジム含量は、ドープされていない石英ガラスに対して、Ｐｒ 6 Ｏ 11 換算で０．０１〜１．５重量％の範囲にあることによって解決される。
【００１０】
本発明の特に有利な実施態様は次の通りである。
（１）螢光抑制物質（すなわち螢光を抑制する物質）はバリウム及びホウ素を含む。
（２）石英ガラスはセリウム−プラセオジムアルミン酸塩（Ｃｅ X Ｐｒ 1-X ＡｌＯ 3 、但し０＜ｘ＜１）をドープされる。
（３）石英ガラスは、ドープされていない石英ガラスに対して、０．１〜１．５重量％のアルミン酸セリウム（ＣｅＡｌＯ 3 ）、０．０１〜１．５重量％の酸化プラセオジム（Ｐｒ 6 Ｏ 11 ）、０〜０．１５重量％の酸化チタン（ＴｉＯ 2 ）及び０〜２．０重量％のメタホウ酸バリウム（ＢａＢ 2 Ｏ 4 ）をドープされている。
【００１１】
本発明による石英ガラスはセリウムを含む紫外線吸収ドーピング材を持っている。紫外線によって励起可能なセリウムの青色の螢光を大きく減少させるために、本発明による石英ガラスはさらにプラセオジム又はプラセオジム化合物をドープされている。ドーピング物質及びドーピング量は、石英ガラスの吸収端が約３５０ｎｍの波長に位置するように決定され、その結果紫外線は実際上透過しないか又は許容可能な量しか透過しない。石英ガラスへのプラセオジム添加によってセリウムの螢光は消滅する、すなわち、セリウムの原子スペクトルにおける放射性転移に対する転移確率は大きく減少し、紫外線によって励起されたセリウムイオンの基底状態への無放射性転移の確率が相応して増大する。プラセオジムはセリウムと同様に紫外線を吸収するので、セリウム成分はプラセオジムドーピング材の増大に応じて少なくすることができ、それによって螢光をさらに低減することができる。セリウム及び特にプラセオジムがアルミン酸塩として石英ガラスの溶解前に石英粉末に混合されることは有利である。これらの化合物は酸化物に比べて、特に四価の酸化セリウム（Ｃｅ2 Ｏ4 ）に比べて、アルミン酸塩が石英ガラスの溶解時にタングステンるつぼを酸化する酸素を発生しないという利点を有する。さらに、アルミン酸塩によって添加されたアルミニウムは石英ガラス内でのセリウム及び同様にプラセオジムの溶解度を高め、それゆえ純セリウム成分もしくは純プラセオジム成分は、石英ガラスに不均一領域を発生することなく又は石英ガラスを失透させることなく、ドープされていない石英ガラスに対して、１．２５重量％までにすることができる。
【００１２】
本発明による石英ガラスはさらに短波長のＵＶ−Ｃ範囲における石英ガラスの吸収をより一層改善する微量のチタンドーピング材を含むことができる。他方では、図１の測定曲線によれば、セリウム−プラセオジムをドープされた本発明による石英ガラス（測定曲線２）は特に短波長の紫外線範囲において満足する吸収を有する。チタンドーピング（図１、測定曲線１）はプラセオジムドーピングによって代用することができる。プラセオジムは螢光を抑制するだけでなく、短波長の紫外線に対する吸収材としても作用する。
【００１３】
バリウム−ホウ素化合物、例えばメタホウ酸バリウムを用いた本発明による石英ガラスの付加的なドーピングによって、石英ガラスの螢光はさらに低減される。この添加物によって石英ガラスの粘性も減少する。一方ではこれによって石英ガラスは簡単かつ省エネルギーで加工することができ、他方ではホウ酸バリウム添加物は石英ガラスの熱的耐性を減少させる。それ故この石英ガラスは特に高圧放電ランプの放電管を囲繞する僅かしか熱負荷を受けない外管用及びハロゲン白熱ランプの僅かな負荷を受けるガラス球用に適する。
【００１４】
【実施例】
次に本発明を複数の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
全ての実施例において石英ガラスを溶解するための出発材料として、９９．９モル％以上がケイ酸（ＳｉＯ2 ）から成るケイ砂及び／又は水晶が使用される。粉末状ドーピング物質が石英ガラスを溶解する前にケイ砂もしくは水晶に混合され、出発材料と均質にされる。
【００１６】
第１の実施例においては、ケイ砂もしくは水晶にドーピング材として１．２５重量％のセリウム−プラセオジムアルミン酸塩（Ｃｅ0.4 Ｐｒ0.6 ＡｌＯ3 ）が添加される。重量％データは一般に出発材料即ち石英ガラスを溶解するための原料として使われるケイ砂もしくは水晶に関係する。セリウム−プラセオジムアルミン酸塩化合物におけるセリウム対プラセオジムのモル比はこの実施例の場合２／３である。石英ガラスにおける純セリウム成分は従って約０．３２重量％、純プラセオジム成分は約０．４９重量％に計算される。
【００１７】
図１には、セリウム−チタンをドープされた従来技術による石英ガラスの透過特性と、第１の実施例によるドープされた石英ガラスの透過特性とが２００ｎｍ〜８００ｎｍのスペクトル範囲における波長に関して示されている。調査されたスペクトル範囲はそれゆえ短波長のＵＶ−Ｃ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ａ及び可視光スペクトル範囲を含んでいる。透過は縦軸に％で示され、石英ガラス試料に当たった放射の強度に関係する。石英ガラス試料に当たった放射の約６．５％が反射されるので、例えば９３．５％透過は、観察した波長において放射が石英ガラスによって減衰されずに通過することを意味する。測定曲線１は約０．３３重量％の純セリウム成分に相当する０．５重量％のアルミン酸セリウム（ＣｅＡｌＯ3 ）と０．０４重量％の二酸化チタン（ＴｉＯ2 ）とがドープされた従来技術による石英ガラスの透過特性を示し、測定曲線２は本発明の第１の実施例によるドープされた石英ガラスの透過特性を示す。両石英ガラス試料の肉厚は約１．０ｍｍである。約３５０ｎｍ以上の可視光スペクトル範囲では、両試料は９０％以上の透過を有する。それに対して、約３５０ｎｍ以下の紫外線スペクトル範囲の透過は、約２４５ｎｍ〜２７０ｎｍの範囲の波長における高くなった残存透過を除くと、５％以下の値に減少している。セリウム−チタンをドープされた石英ガラスの場合この残存透過は約２５％であり、プラセオジム添加に基づく本発明による石英ガラス試料の場合この残存透過は約１５％にすぎない。セリウム−チタンをドープされた従来技術による石英ガラス試料の場合、２４５ｎｍにおける一段と高くなったこの残存透過はＯ2 焼きなましによって除去することができる。この残存透過を除くと、両石英ガラス試料は紫外線範囲におけるほぼ同じ程度に良好な吸収特性と可視光スペクトル範囲における良好な透過特性とを有している。両試料間の明確な相違は図４に示された螢光特性に現れている。約２５℃〜６５０℃の全温度範囲において、第１の実施例によるドープされた石英ガラス（図４、測定曲線４参照）はセリウム−チタンをドープされた従来技術による石英ガラス（図４、測定曲線１ａ）より、両石英ガラス試料におけるセリウム成分はほぼ同量であるにもかかわらず、明らかに小さい螢光信号を示している。プラセオジム添加は従って螢光放射の減衰に寄与する。
【００１８】
図２には本発明の第２の実施例によるドープされた石英ガラスの透過特性が示されている（測定曲線２）。この石英ガラス試料は約１．０ｍｍの厚みを持ち、ドーピング材として１．１７重量％のセリウム−プラセオジムアルミン酸塩（Ｃｅ0.6 Ｐｒ0.4 ＡｌＯ3 ）を有している。このセリウム−プラセオジムアルミン酸塩におけるセリウム対プラセオジムのモル比は、第１の実施例とは異なり３／２である。従って石英ガラスにおける純セリウム成分は約０．４６重量％、純プラセオジム成分は約０．３１重量％に計算される。全体的に少ないドーピング材濃度にも拘わらず、第２の実施例による石英ガラスは第１の実施例による石英ガラスより高いセリウム含有量を持つ。第１の実施例による石英ガラス試料の残存透過に比較して第２の実施例による石英ガラス試料の残存透過が少ないのはこのセリウム含有量が高いことに起因すると推測される。約２７０ｎｍの波長範囲における残存透過はこの試料（図２）に関しては１０％以下である。約３００ｎｍ以上の波長では本発明による両石英ガラス試料の透過特性は大きな相違を示さない。比較のために、図２には同様に他のセリウム−チタンをドープされた従来技術による石英ガラス試料の透過特性（測定曲線１参照）が示されている。この石英ガラス試料は１．０重量％のアルミン酸セリウム（ＣｅＡｌＯ3 ）と０．０５重量％の酸化チタン（ＴｉＯ2 ）とがドープされている。純セリウム成分はこの場合約０．６５重量％である。約３００ｎｍ以上では図２における両測定曲線は大きな相違を示さない。セリウム−チタンをドープされた試料の残存透過（図２、測定曲線１）は短波長の紫外線範囲へずらされて、約２４５ｎｍに位置し、約１２％で、第２の実施例による石英ガラス試料の残存透過（図２、測定曲線２）より僅かに高い。
【００１９】
第２の実施例による石英ガラス試料の螢光信号（図４、特性線２）はセリウム−プラセオジムアルミン酸塩におけるより高いセリウム含有量及びより大きいセリウム対プラセオジムのモル比のために本発明の第１の実施例による石英ガラス試料の螢光信号（図４、特性線４）より明らかに大きく現れている。他方、第２の実施例による石英ガラス試料の螢光信号（図４、特性線２）はセリウム−チタンをドープされた従来技術による石英ガラス試料の螢光信号（図４、特性線１ａ、１ｂ）よりなお明らかに弱い。
【００２０】
図３には本発明の第３の実施例によるドープされた石英ガラスの透過特性が示されている。この石英ガラス試料は同様に約１．０ｍｍの厚みを持ち、０．５重量％のアルミン酸セリウム（ＣｅＡｌＯ3 ）、０．５重量％の酸化プラセオジム（Ｐｒ6 Ｏ11）、及び０．０５重量％の酸化チタン（ＴｉＯ2 ）の形で出発材料（ケイ砂もしくは水晶）に石英ガラスを溶融する前に粉末形態で混合されたセリウム−プラセオジム−チタンドーピング材を有する。石英ガラスにおける純セリウム成分は従ってこの場合には約０．３３重量％、純プラセオジム成分は約０．４１重量％に計算され、一方純チタン成分は僅か約０．０３重量％である。約３００ｎｍ以上の波長に関してはこの石英ガラス試料の透過特性は最初の両実施例の試料に対して大きな相違を示さない。吸収端は前述の実施例と同様に約３４０ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲にあり、そして約２７０ｎｍ近辺の波長において僅かに高い残存透過が観察される。２４０ｎｍ以下の波長に関しては石英ガラス試料の透過は付加のチタンドーピングにより無くなる程小さい。この石英ガラス試料の螢光特性（図４、特性線３）は第１の実施例の螢光特性（図４、特性線４）とは殆ど同じである。
【００２１】
第４の実施例においては、セリウム−プラセオジム−チタンドーピングの他に、第３の実施例と同様に、さらにメタホウ酸バリウム（ＢａＢ2 Ｏ4 ）をドープされた石英ガラスが使用される。第４の実施例のドーピング材は０．５重量％のアルミン酸セリウム（ＣｅＡｌＯ3 ）、０．５重量％の酸化プラセオジム（Ｐｒ6 Ｏ11）、０．０５重量％の酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、及び１．０重量％のメタホウ酸バリウム（ＢａＢ2 Ｏ4 ）から構成される。１．０ｍｍの肉厚を持つこの石英ガラス試料の透過特性はほぼ第３の実施例の透過特性に一致する。というのは、メタホウ酸バリウムは２００ｎｍ〜８００ｎｍの観察した波長範囲における石英ガラスの透過特性に極くわずか影響するだけだからである。メタホウ酸バリウム添加によって、石英ガラスの螢光は、この実施例による石英ガラスの螢光特性を示す図４の特性線５と第３の実施例による石英ガラス試料の螢光特性を示す図４の特性線３との比較から明らかなように、大きく減少する。ランプ点灯にとって重要な約６５０℃の温度範囲では第４の実施例による石英ガラス試料の螢光信号は殆ど完全に消滅している。しかしながら、メタホウ酸バリウム添加物は石英ガラスの粘性低下をもたらし、それゆえ第４の実施例による石英ガラスは例えば高圧放電ランプの放電管を囲繞する外管用のような僅かしか熱負荷を受けないランプ部品として使用することができる。
【００２２】
図４に示された温度依存性螢光信号は螢光信号を約２Ｖ以下の直流電圧に変換するルミネッセンスプローブによって測定された。測定試料はそれぞれ炉内で室温から６５０℃まで加熱された。温度測定は熱電対によって比較の対象に成り得る参照試料のところで行われた。セリウムの青色の螢光を励起するために、水銀高圧ランプの３６５ｎｍ線が利用された。測定された石英ガラス試料としてそれぞれ１．２ｍｍの肉厚を有し両側を平面状に研削されてつや出しされた実験室用融成物が使用される。
【００２３】
図５は約１１００℃〜２４００℃の範囲における本発明による２つの石英ガラス試料の粘性の温度依存性（測定曲線２、３）とドープされていない石英ガラスの粘性の温度依存性（測定曲線１）とを示す。縦軸には粘性の常用対数がデシパスカル秒（ｄＰａ ｓ）の単位で記入されている。測定曲線２は第３の実施例による石英ガラス試料に関する粘性の温度依存性を示し、測定曲線３は第４の実施例による石英ガラス試料に関する粘性の温度依存性を示す。これらの測定は回転粘度計を用いて行われた。
【００２４】
図５の測定曲線から分かるように、下側冷却点（１０14.5ｄＰａ ｓ）、上側冷却点（１０13.0ｄＰａ ｓ）及びリトルトン点（１０7.6 ｄＰａ ｓ）のような特徴のある粘性点はドープされた石英ガラス試料ではより低い温度へずれている。
【００２５】
第４の実施例による石英ガラス（図５、測定曲線３）では、比較的低い温度のところに定められた粘性点により、例えば高圧放電ランプの放電管のような極めて高い熱負荷を受けるランプ部品の製造に適しない“軟質”石英ガラスが関係する。この石英ガラスは外管の製造に使用することができ、この場合低い加工温度の利点を奏する。図５における測定曲線２は第３の実施例による石英ガラス試料の粘性特性を示す。この場合には、高圧放電ランプの極めて高い熱負荷を受ける放電管の製造にも適する“硬質”石英ガラスが関係する。実施例１、２による石英ガラス試料の粘性曲線は測定曲線２の粘性曲線と類似の経過を有する。これらのガラスも“硬質”石英ガラスに属し、極めて高い熱負荷を受けるランプ部品の製造に利用することができる。
【００２６】
本発明は上述した実施例に限定されない。すなわち例えば、実施例１、２によるセリウム−プラセオジムアルミン酸塩（Ｃｅx Ｐｒ1-x ＡｌＯ3 、但し０＜ｘ＜１）におけるセリウム−プラセオジム比は変えることができる。さらに、ドーピング材は他の形で石英ガラスに混合することもできる。例えば、セリウム及びプラセオジムはアルミン酸セリウムとアルミン酸プラセオジムとの混合物として又は酸化物もしくはケイ酸塩として石英ガラス溶解のための出発材料に添加することもできる。石英ガラスにおけるセリウム成分及びプラセオジム成分の上限値は就中石英ガラス内でのこのドーピング物質の溶解度と最大許容粘性低下とによって決められる。従って、石英ガラスにおける純セリウム成分又はプラセオジム成分の約１．２５重量％の上限値は重要である。螢光を抑制しかつ粘性を低下させるメタホウ酸バリウム添加物は、低い加工温度を持つ特に軟らかい石英ガラスが望ましい場合には、約２．０重量％の量まで増加させることができる。詳細に述べた４つの実施例は特に優れた用途に選択された例を示すものにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【図１】セリウム−チタン（０．５重量％ＣｅＡｌＯ3 及び０．０４重量％ＴｉＯ2 ）をドープされた従来技術による石英ガラスの透過曲線と、セリウム−プラセオジムアルミン酸塩（１．２５重量％Ｃｅ0.4 Ｐｒ0.6 ＡｌＯ3 ）をドープされた本発明の第１の実施例による石英ガラスの透過曲線とを示す特性線図。
【図２】セリウム−チタン（１．０重量％ＣｅＡｌＯ3 及び０．０５重量％ＴｉＯ2 ）をドープされた従来技術による石英ガラスの透過曲線と、セリウム−プラセオジムアルミン酸塩（１．１７重量％Ｃｅ0.6 Ｐｒ0.4 ＡｌＯ3 ）をドープされた本発明の第２の実施例に相当する石英ガラスの透過曲線とを示す特性線図。
【図３】セリウム−プラセオジム−チタン（０．５重量％ＣｅＡｌＯ3 及び０．５重量％Ｐｒ6 Ｏ11及び０．０４重量％ＴｉＯ2 ）をドープされた本発明の第３の実施例に相当する石英ガラスの透過曲線を示す特性線図。
【図４】セリウム−チタンをドープされた従来技術による石英ガラスの螢光の温度依存性を表す特性線と、本発明による第１乃至第４の実施例によるドープされた石英ガラスの螢光の温度依存性を表す特性線とを示す特性線図。
【図５】ドープされていない石英ガラスの粘性の温度依存性を表す特性線と、第３の実施例及び第４の実施例に相当する本発明による石英ガラスの粘性の温度依存性を表す特性線とを示す特性線図。
【符号の説明】
図１において：
１ 従来技術による石英ガラスの透過特性を示す測定曲線
２ 第１の実施例による石英ガラスの透過特性を示す測定曲線
図２において：
１ 従来技術による石英ガラスの透過特性を示す測定曲線
２ 第２の実施例による石英ガラスの透過特性を示す測定曲線
図４において：
１ａ 従来技術による石英ガラスの螢光信号を示す特性線
１ｂ 従来技術による石英ガラスの螢光信号を示す特性線
２ 第２の実施例による石英ガラスの螢光信号を示す特性線
３ 第３の実施例による石英ガラスの螢光信号を示す特性線
４ 第１の実施例による石英ガラスの螢光信号を示す特性線
５ 第４の実施例による石英ガラスの螢光信号を示す特性線
図５において：
１ ドープされていない石英ガラスの粘性の温度依存性を示す測定曲線
２ 第３の実施例による石英ガラスの粘性の温度依存性を示す測定曲線
３ 第４の実施例による石英ガラスの粘性の温度依存性を示す測定曲線
Claims (3)
- セリウム又はセリウム化合物を含む紫外線吸収ドーピング材を有する石英ガラスにおいて、
セリウム含量は、ドープされていない石英ガラスに対して、ＣｅＡｌＯ 3 換算で０．１〜１．５重量％の範囲にあり、
石英ガラスはさらにセリウムから紫外線によって誘発可能である螢光を減少させる螢光抑制物質をドープされ、この螢光抑制物質はプラセオジム又はプラセオジム化合物を含み、プラセオジム含量は、ドープされていない石英ガラスに対して、Ｐｒ 6 Ｏ 11 換算で０．０１〜１．５重量％の範囲にあることを特徴とする石英ガラス。 - 螢光抑制物質はバリウム及びホウ素を含むことを特徴とする請求項１記載の石英ガラス。
- 石英ガラスはセリウム−プラセオジムアルミン酸塩（ＣｅxＰｒ1-xＡｌＯ3、但し０＜ｘ＜１）をドープされることを特徴とする請求項１又は２記載の石英ガラス。
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