JPS6217045A - リン酸塩系レ−ザ−ガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法 - Google Patents

リン酸塩系レ−ザ−ガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法

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JPS6217045A
JPS6217045A JP15231285A JP15231285A JPS6217045A JP S6217045 A JPS6217045 A JP S6217045A JP 15231285 A JP15231285 A JP 15231285A JP 15231285 A JP15231285 A JP 15231285A JP S6217045 A JPS6217045 A JP S6217045A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発朗は、リン酸塩系レーザーガラスの表面を化学研磨
によって処理し、さらに光学研磨しまたはそのままの状
態でその上にガラス質被膜を形成することにより、レー
ザーガラスの光励起に対する耐熱衝撃強度、すなわち破
壊強度を増加させろ方法に関するものである。
[従来の技術] レーザー発振特性のすぐれたリン酸塩系レーザーガラス
に対して高繰返し、高出力発振の要請が高い。しかし、
励起用のフラッシュランプの熱により、ガラス内部に温
度分布が生じ熱ストレスとなる。この熱ストレスによる
ガラスの破壊が実質的なレーザー発振出力の限界を決め
ており、特に、珪酸塩系ガラスと比べて曲げ強度の小さ
いリン酸塩ガラス、硅すンR塩ガラスでは、レーザー発
振出力の低いものの使用に止っていた。
[発明が解決しようとする問題点] レーザーガラスに発生する熱ス1−レスを小さくするた
めに、液体や気体の冷却媒で冷却されるが、ガラス自身
の熱伝導率が小さいこともあり、大きな効果はあられれ
ていない。一般に耐熱衝撃強度Rは、ガラスのヤング率
Eにポアソン比μ、熱膨張係数α、熱伝導率におよび抗
折(破壊)強度Sの関数でR=(1−μ)にS/Eαで
あられされるが、S以外はガラスの固有の性質で決まっ
てしまうため、それらを改善するには、ガラス組成から
検討しなければならない。したがっである特性のガラス
に対しては破壊強度Sを何らかの方法で向上させる工夫
がなされる。一般にガラスが割れやすくなる原因として
、表面に存在するマイクロクラックが考えられる。これ
は、主として研削、砂がけの加工段階で作られるが、精
密研磨などでも完全には取り除くことができず、また放
置してa5けば、増加すると考えられている。
このマイクロクラックの影響を小さくする目的でレーザ
ーガラス表面にガラス質被膜を形成する方法がとられて
いるが、この方法では2〜3倍の破壊強度の増加にすぎ
なかった。
本発明は、これらマイクロクラックの影響を完全に取り
除き、大幅に強度を増加させる目的で、研究された結果
完成されたものである。
L問題点を解決するための手段] 本発明は、砂かけ加工もしくは研磨加工されたリン酸塩
系レーザーガラスの破壊強度低下の原因となっているマ
イクロクラックおよび傷の存在する表面層を、アルカリ
および酸によるエツチングで完全に取り除き、光沢研磨
する又はそのままの状態で新たなマイクロクラックの発
生を防ぐために、ガラス質被膜を形成することにより、
リン酸塩系レーザーガラスの破壊強度を、したがって耐
熱衝撃強度を大幅に増加しうろことを見い出した。
砂かけ加工もしくは光沢研磨されたリン酸塩系レーザー
ガラスをKOHやNa○H等その他のアルカリ水溶液で
リーチングし、表面に柔かいヤケ層を生成させた後に、
このヤケ層をリン酸水溶液で完全に取り除く。このリー
チング、エツチングの2段階の操作を繰返すことにより
、完全にマイクロクラックの存在する表面層を除去し、
マイクロクラックのない平滑な面をうる。スラブレーザ
ーのような表面精度の必要な場合はさらに研磨して精密
な面精度としてからまた、それほど面精度が必要でない
場合は、そのままの状態で金属アルコキシド、シリカ微
粒子、有機金属化合物の1種または2種以上をアルコー
ル等の有機溶媒で稀釈し、加水分解、部分縮重合させて
得たゾル溶液をコーティングし、加熱処理してガラス質
被膜とする。このコーティングにより、ガラス表面に新
たなりラックが発生するのを防ぐことができる。
化学研磨は、アルカリ水溶液、濃度5wt%〜40wt
% 、温度30℃〜70℃で5分〜4時間、リン酸水溶
液、温度10wtX 〜90wtX 、温度30℃〜1
00℃で5分〜5時間の範囲で行なうことが望ましい。
完全にマイクロクラックおよび傷の層を取り除くための
ガラス表面層の除去量は、50〜500μmであり、上
記のアルカリ−リン酸の化学研磨を繰返して行なうこと
で加工にょろりれぎのない平滑な面が達成される。
リン酸塩系レーデ−ガラスの化学研磨された後の面ある
いは化学研磨の後、精密研磨された面は、そのまま放置
すれば、環境下に存在する水分と反応して、ヤケを発生
し、それが核となって新たにマイクロクラックが発生す
ることになるため、これを防ぐためにガラス質被膜のコ
ーティングがなされるが、このガラス質被膜は、研磨面
と違って緻密でかつ化学的耐久性にすぐれているため、
クラックのないレーザーガラス面を安定的に保持するた
めには非常に好ましいものである。
本発明により、リン酸塩系レーザーガラスの破壊強度、
したがって耐熱衝撃性は、従来の加工のレーザーガラス
と比較して5〜10倍の強さに増加した。したがって励
起光として、やはり5〜10倍入れることが可能であり
、レーザー出力も大幅に増すことになる。
[実施例] 次に本発明をより具体的に説明するために実施例を述べ
る。ただし、本発明は以下の実施例の範囲に限定される
ものではない。
実施例1 砂かけ加工した5φ〜40amのリン酸塩レーザーガラ
スをK OH30wt%の水溶液55℃で30分間浸漬
した後、H3PO4水溶液80wt%90℃に10分間
浸漬するサイクルで5回繰返し、化学研磨を完了させた
。このとぎのエツチング量は径で約350μmである。
このレーザーガラスを洗浄し、即座にコーティングを行
った。コーテイング液は、テトラエトキシシランとメチ
ルトリエトキシシランのエチルアルコール溶液を加水分
解、部分縮重金貸なわせたゾル溶液である。コーティン
グしたレーザーガラスは60℃乾燥、120℃乾燥の後
徐々に350℃まで昇温し、酸素ガス雰囲気中で10時
間保持し、さらに窒素ガス雰囲気にして430℃までゆ
っくり昇温し、10時間保持して有機基−CH3を含む
ガラス質被膜とした。このようにエツチング、コーティ
ングの処理を行ったレーザーガラスの曲げ強度は500
0k(J/ Cm2で、処理していない砂がけ加工のレ
ーザーガラスの強度800ko /cm2に比較して、
約6.3倍に破壊強度が増大した。したがって、耐熱衝
撃性も同様に約6.3倍となる。
実施例2 砂がけ加工した3 x 10x 40mn+のスラブタ
イプのリン酸塩レーザーガラスをN a OH28vt
%の水溶液60℃で1時間浸漬した後、H3PO4水溶
液90wt%、95℃に15分間浸漬するサイクルで3
回繰返し、化学研磨を行った。これをさらに精密研磨し
た後に、シリカ微粒子を含むゾル溶液をコーティングし
た。コーテイング液は、エタノール分散コロイダルシリ
カとテトラエトキシシランのエチルアルコール溶液を加
水分解、部分縮重合したゾル溶液である。コーティング
したレーザーガラスは、120℃乾燥の後、徐々に40
0℃まで昇温し、15時間酸素ガス雰囲気中で保持して
シリカ微粉末を含むガラス質被膜とした。
上記の処理を行ったレーザーガラスの曲げ強度ハロ50
0k(1/ C112で、処理のない砂かけ加工したレ
ーザーガラスの強度900ko /cm2に比較して約
7倍に強化された。
実施例3 光沢研磨した3 X 10X aommのスラブタイプ
の硅リン酸塩レーザーガラスをKOH25wt%の水溶
液60℃に30分浸漬した後、H3PO4水溶液90w
t%85℃に15分間浸漬するサイクルで4回繰り返し
化学研磨を行った。これをさらに精密研磨で平精度を出
した後にテトラエトキシシランを含むゾル溶液をコーテ
ィングした。コーテイング液はエトラエトキシシランの
エチルアルコール溶液を加水分解、部分縮重合させたゾ
ル溶液である。コーティングしたゾル溶液は80℃乾燥
の後、徐々に410℃まで昇温し、20時間酸素ガス雰
囲気中で保持して、S i 02ガラス質被膜とした。
上記の処理を行ったレーザーガラスの曲げ強度は、68
00kQ/ Cm2で処理のない光沢研磨のレーザーガ
ラスの強度1200kM cm2に比較して約5.6倍
に強化された。
出 願 人  ホーヤ株式会社 代  理  人   朝  倉  正  幸手続補正書
(自発) 昭和60年8月8日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 リン酸塩系レーザーガラスの砂がけ面もしくは研磨
    面をアルカリ水溶液でリーチングし、リン酸水溶液でエ
    ッチングしたのち光学研磨を行ない、あるいはそのまま
    の状態で金属アルコレート、有機金属化合物、有機分散
    コロイダルシリカのうち1種もしくは2種以上および有
    機溶媒からなる混合液を加水分解し、部分縮重合したゾ
    ル溶液をコーティングすることを特徴としたリン酸塩系
    レーザーガラス耐熱衝撃強度を増加させる方法。 2 濃度5〜40wt%のKOH、NaOHを含むアル
    カリ水溶液30℃〜70℃で5分〜4時間リーチングを
    行ない、さらに濃度10wt%〜90wt%のH_3P
    O_4を含むリン酸水溶液30℃〜100℃で5分〜5
    時間エッチングを行なう処理を繰返して行うことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のリン酸塩系レーザー
    ガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法。
JP15231285A 1985-07-12 1985-07-12 リン酸塩系レ−ザ−ガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法 Granted JPS6217045A (ja)

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JP15231285A JPS6217045A (ja) 1985-07-12 1985-07-12 リン酸塩系レ−ザ−ガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法
US06/884,907 US4816049A (en) 1985-07-12 1986-07-14 Process of surface treating laser glass

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JP15231285A JPS6217045A (ja) 1985-07-12 1985-07-12 リン酸塩系レ−ザ−ガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法

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JPS6217045A true JPS6217045A (ja) 1987-01-26
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JP (1) JPS6217045A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02153843A (ja) * 1988-12-06 1990-06-13 Asahi Glass Co Ltd 表面処理されたリン酸塩系ガラスおよびその表面処理方法
US6756104B2 (en) 1998-04-21 2004-06-29 Lsp Technologies, Inc. Surface finishes on laser rods and slabs for laser peening systems

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02153843A (ja) * 1988-12-06 1990-06-13 Asahi Glass Co Ltd 表面処理されたリン酸塩系ガラスおよびその表面処理方法
US6756104B2 (en) 1998-04-21 2004-06-29 Lsp Technologies, Inc. Surface finishes on laser rods and slabs for laser peening systems

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JPH0415178B2 (ja) 1992-03-17

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