KR20190121934A - 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 및 그 제조방법에 관한 것으로, 그 구성은 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는, 중적외선 투과율이 70% 이상인 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리에 산화안티몬을 함유하며, 유리 제조 원료에 Sb2O3의 첨가를 통해 다른 추가 장치나 추가 공정이 필요 없이 맥리가 제거된 상태의 우수한 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 및 그 제조방법{Mid-infrared transmitting BaO-GeO2-La2O3-ZnO system glasses and the manufacturing method of the same}
본 발명은 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3 ~ 5㎛ 범위의 중적외선에서 75% 이상의 투과율을 갖는 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 중적외선 투과유리 및 맥리가 없는 적외선 투과유리의 제조방법에 관한 것이다.
적외선은 근적외선(1 ~ 3㎛), 중적외선(3 ~ 5㎛), 원적외선(5㎛이상)으로 세분할 수 있다. 이 중에서 중적외선 영역은 1000℃ 이하인 복사체의 복사 파장 영역에 해당되며 이를 활용하여 열분포 영상을 얻는 열화상 기술에 응용되고 있다. 이 열화상 기술은 연구개발 분야, 예방 유지 보수 분야, 보안 및 화재 감시 분야, 의료 및 채혈 진단 분야 등에 이용되고 있다. 이러한 다양한 분야에서 이용되고 있는 열화상 기술이 적용되는 장비에 사용되는 핵심부품으로 중적외선 투과용 광학렌즈가 있다. 이 광학렌즈에 사용되는 재료는 Ge, Si, 사파이어 등의 단결정과 칼코게나이트계, 불화물계 그리고 저마나이트계 유리가 있다.
그러나, 단결정 Ge, Si와 사파이어는 단일 조성으로 단 하나의 굴절률만을 갖기 때문에 다양한 굴절률을 얻을 수 없는 문제점을 가지고 있고, 칼코게나이트계와 불화물계 유리는 투과율은 양호하나, 제조 공정이 복잡하며, 수분에 약한 문제점을 가지고 있다. 저마나이트계 유리는 제조 공정이 상대적으로 단순한 장점을 가지고 있기 때문에 중적외선 광학렌즈용 유리 재료로 주목을 받고 있다.
하지만 종래의 기술 중 미국 특허 3,119,703에서는 BaF2를 4몰%, 미국 특허 3,531,305에서는 CaCl2를 4 ~7몰%, 미국 특허 4,385,128에서는 F 그리고/또는 Cl을 0.1 ~4 중량%, 미국 특허 3,911,275에서는 CaCl2를 4.4%, 미국 특허 5,837,628에서는 CaCl2 1~17중량% 또는 CaF2 3중량% 미만, 그리고 일본 특허 제201400097904호에서는 불화물을 8 ~ 45몰% 투입하는 등 내화물 침식에 지대한 영향을 미치는 불화물 그리고/또는 염화물을 사용하는 문제점을 가지고 있다.
또한 불화물과 염화물의 비산에 의해 제조된 유리에 맥리가 발생하는 문제점을 가지고 있다. 이에 반해 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 산화물만을 사용함으로 내화물 침식에 대한 영향을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있으나, 유리에 맥리가 발생하는 문제점을 가지고 있다.
즉, 일반적인 종래의 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 GeO2의 용융온도가 1115℃로 낮은 반면 La2O3의 온도가 2307℃로 상대적으로 높아 용융시간이 충분히 길어도 용융물이 균질하지 못하고 맥리가 발생하는 문제점이 있다.
이러한 맥리를 제거하기 위해서 용융물을 물이나 공기 중에서 급냉하고 이렇게 급냉하여 얻은 유리 조각을 다시 용융하여 유리 성형체를 제조하는 방법이나, 용융 공정에서 용융물을 교반하여 강제 혼합하는 방법을 사용한다.
그러나 이러한 상기와 같은 용융 방법은 공정이 복잡해지고 용융 에너지 소비가 크며, 용융물을 교반하는 방법은 추가 설비가 필요하고 교반 장비의 유지 보수 비용이 늘어나는 문제점을 가지고 있다.
선행기술문헌 1 : 미국특허 제3,119,703호
선행기술문헌 2 : 미국특허 제3,531,305호
선행기술문헌 3 : 미국특허 제4,385,128호
선행기술문헌 4 : 미국특허 제3,911,275호
선행기술문헌 5 : 미국특허 제5,837,628호
선행기술문헌 6 : 일본공개특허공보 제201400097904호
본 발명의 목적은 상기한 바와 같이 종래의 특성을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 중적외선 투과율이 70% 이상이며 맥리가 없는 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 및 제조방법을 제공하기 위함이다.
특히 본 발명의 다른 목적은 중적외선 투과율이 75% 이상이면서도 유리 전이점이 650℃ 이하로 낮으며, 기존 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리가 가지고 있는 특성인 양호한 경도, 높은 굴절률을 갖는 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 및 제조방법을 제공하기 위함이다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.
본 발명의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는, 중적외선 투과율이 70% 이상인 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리에 산화안티몬을 함유한다.
또한 상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계에서 사용되는 유리는 순도가 99~99.9999% 것을 바람직하다. 이는 광학유리의 동일 종류의 제조 로트 별 굴절률의 차이가 0.001이하가 요구됨으로 광학유리에 사용되는 원료의 순도가 99% 이상이어야만 제조 로트별 굴절률 차이가 0.001 이하가 가능하기 때문이다.
그리고 상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 BaO 16~22몰%, GeO2 56~57몰%, La2O3 8~10몰%, ZnO 10~18몰%, Sb2O3 2~4몰%에 수화물, 탄화물 또는 산화물로 칭량하여 혼합하여 사용한다.
또한 상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리의 BaO은 탄산바륨, 수산바륨 또는 수산화바륨을 공급원으로, 상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리의 GeO2은 산화저마나이트을 공급원으로, 상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리의 La2O3는 산화란탄 또는 수산화란탄을 공급원으로, 상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리의 ZnO는 산화아연 또는 수산아연을 공급원으로, 상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리의 Sb2O3는 산화안티몬을 공급원으로 사용한다.
그리고 본 발명의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 각각의 공급원을 칭량하여 혼합된 성분으로 용융하여 사용한다.
또한 본 발명의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 유리 전이점이 650℃ 이하이고, 양호한 경도와 높은 굴절률을 가지며, 중적외선 투과율이 75% 이상이면서도 맥리가 없는 것이 특징이다.
한편 본 발명의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리를 제조하기 위한 방법으로써, 1) BaO의 공급원으로 탄산바륨, 수산바륨 또는 수산화바륨을, GeO2의 공급원으로 산화저마나이트을, La2O3의 공급원으로 산화란탄 또는 수산화란탄을, ZnO의 공급원으로 산화아연 또는 수산아연을, Sb2O3의 공급원으로 산화안티몬을 칭량하여 혼합하는 단계; 2) 상기 혼합된 성분을 용융하는 단계; 및 3) 상기 용융물을 성형하고 아닐링하는 단계;를 포함한다.
그리고 상기 1)단계에서는 BaO 16~22몰%, GeO2 56~57몰%, La2O3 8~10몰%, ZnO 10~18몰%, Sb2O3 2~4몰%에 수화물, 탄화물 또는 산화물로 칭량하여 혼합한 것을 사용한다.
또한 상기 1)단계에서는 12시간 동안 혼합한다.
그리고 상기 2)단계는 혼합된 원료를 1200℃ ~ 1400℃ 사이에서 6시간 동안 용융시켜 사용한다.
또한 상기 3) 단계는 용융 단계를 거친 용융물을 400℃ ~ 450℃ 사이에서 성형한다.
그리고 상기 3)단계에서는 카본금형에 부어 벌크 유리화시킨 후 로에 장비하여 650℃로 유지되는 로에 장입하여 2시간 유지한 다음 서냉시켜 형성된다.
또한 본 발명에 의해 제조된 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 굴절률(nd) 1.79850 ~ 1.82686, 전이온도 615℃ ~ 634℃, 투과율 75% 이상을 갖는다.
본 발명에 따르면, 유리 제조 원료에 Sb2O3의 첨가를 통해 다른 추가 장치나 추가 공정이 필요 없이 맥리가 제거된 상태의 우수한 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 유리 전이점이 650℃ 이하로 낮으며, 양호한 경도와 높은 굴절률을 가지며, 중적외선 투과율이 75% 이상이면서도 맥리가 없게 하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 제조공정도을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 비교 예로 제조된 유리의 맥리를 관찰한 것을 나타내는 사진.
도 3a는 본 발명의 실시 예1로 제조된 유리의 맥리를 관찰한 것을 나타내는 사진.
도 3b는 본 발명의 실시 예2로 제조된 유리의 맥리를 관찰한 것을 나타내는 사진.
도 3c는 본 발명의 실시 예3으로 제조된 유리의 맥리를 관찰한 것을 나타내는 사진.
도 4는 본 발 명의 실시 예1,2로 제조된 유리의 적외선 영역 투과율을 나타내는 그래프.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 조성에 Sb2O3를 2 ~ 4몰% 첨가하여 용융하면 균질한 용융물이 형성되어 맥리가 없는 유리 성형체를 얻을 수 있는 것이 특징이다. 이는 유리 제조 원료에 Sb2O3의 첨가를 통해 다른 추가 장치나 추가 공정이 필요 없이 맥리가 제거된 상태의 우수한 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 얻을 수 있기 때문이다.
본 발명에 따르면, 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는, 중적외선 투과율이 70% 이상인 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리에 산화안티몬을 함유한다.
또한 상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계에서 사용되는 유리는 순도가 99~99.9999% 것을 바람직하다. 이는 광학유리의 동일 종류의 제조 로트 별 굴절률의 차이가 0.001이하가 요구됨으로 광학유리에 사용되는 원료의 순도가 99% 이상이어야만 제조 로트 별 굴절률 차이가 0.001 이하가 가능하기 때문이다.
그리고 상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 BaO 16~22몰%, GeO2 56~57몰%, La2O3 8~10몰%, ZnO 10~18몰%, Sb2O3 2~4몰%에 수화물, 탄화물 또는 산화물로 칭량하여 혼합하여 사용한다.
또한 상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리의 BaO은 탄산바륨, 수산바륨 또는 수산화바륨을 공급원으로, 상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리의 GeO2은 산화저마나이트을 공급원으로, 상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리의 La2O3는 산화란탄 또는 수산화란탄을 공급원으로, 상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리의 ZnO는 산화아연 또는 수산아연을 공급원으로, 상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리의 Sb2O3는 산화안티몬을 공급원으로 사용한다.
그리고 본 발명의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 각각의 공급원을 칭량하여 혼합된 성분으로 용융하여 사용한다.
또한 본 발명의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 유리 전이점이 650℃ 이하이고, 양호한 경도와 높은 굴절률을 가지며, 중적외선 투과율이 75% 이상이면서도 맥리가 없는 것이 특징이다.
한편 본 발명의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리를 제조하기 위한 방법으로써, 1) BaO의 공급원으로 탄산바륨, 수산바륨 또는 수산화바륨을, GeO2의 공급원으로 산화저마나이트을, La2O3의 공급원으로 산화란탄 또는 수산화란탄을, ZnO의 공급원으로 산화아연 또는 수산아연을, Sb2O3의 공급원으로 산화안티몬을 칭량하여 혼합하는 단계; 2) 상기 혼합된 성분을 용융하는 단계; 및 3) 상기 용융물을 성형하고 아닐링하는 단계;를 포함한다.
그리고 상기 1)단계에서는 BaO 16~22몰%, GeO2 56~57몰%, La2O3 8~10몰%, ZnO 10~18몰%, Sb2O3 2~4몰%에 수화물, 탄화물 또는 산화물로 칭량하여 혼합한 것을 사용한다.
또한 상기 1)단계에서는 12시간 동안 혼합한다.
그리고 상기 2)단계는 혼합된 원료를 1200℃ ~ 1400℃ 사이에서 6시간 동안 용융시켜 사용한다.
또한 상기 3) 단계는 용융 단계를 거친 용융물을 400℃ ~ 450℃ 사이에서 성형한다.
그리고 상기 3)단계에서는 카본금형에 부어 벌크 유리화시킨 후 로에 장비하여 650℃로 유로 유지되는 로에 장입하여 2시간 유지한 다음 서냉시켜 형성된다.
또한 본 발명에 의해 제조된 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 굴절률(nd) 1.79850 ~ 1.82686, 전이온도 615℃ ~ 634℃, 투과율 75% 이상을 갖는다.
아래에서는 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 제조방법과 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 제조방법을 통해 제조된 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리를 비교예와 실시예를 통해 대비하여 본다.
비교예와 실시예는 동일한 조건에서 진행하였다.
<비교 예 1>
BaO 16몰%, GeO2 56몰%, La2O3 8몰%, ZnO 20몰%를 수화물, 탄화물 또는 산화물로 칭량하여 혼합기에서 12시간 혼합한 후 이 혼합물을 1250℃에서 6시간동안 용융한 후 450℃로 예열된 카본금형에 부어 벌크 유리를 제작하였다. 이 벌크 유리를 카본금형에서 꺼내어 로에 장입하여 650℃, 2시간 유지한 다음 서냉하였다. 이렇게 서냉된 벌크 유리의 양면을 경면 연마하여 유리의 맥리 여부를 관찰하였다. 그 결과 도 2와 같이 맥리가 존재함을 확인할 수 있었다.
또한 유리를 가공하여 굴절률(nd), 유리 전이온도 및 3 ~ 5㎛ 영역에서의 투과율을 측정하였다. 그 결과 굴절률 1.80633, 전이온도 637℃, 투과율 75% 이상의 값을 얻었다.
<실시 예 1>
BaO 16몰%, GeO2 56몰%, La2O3 8몰%, ZnO 18몰%, Sb2O3 2몰%를 수화물, 탄화물 또는 산화물로 칭량하여 혼합기에서 12시간 혼합한 후 이 혼합물을 1250℃에서 6시간동안 용융한 후 450℃로 예열된 카본금형에 부어 벌크 유리를 제작하였다. 이 벌크 유리를 카본금형에서 꺼내어 로에 장입하여 650℃, 2시간 유지한 다음 서냉하였다. 이렇게 서냉된 벌크 유리의 양면을 경면 연마하여 유리의 맥리 여부를 관찰하였다. 그 결과 도 3a와 같이 맥리가 존재하지 않았다.
또한 유리를 가공하여 굴절률(nd), 유리 전이온도 및 3 ~ 5㎛ 영역에서의 투과율을 측정하였다. 그 결과 굴절률 1.81661, 전이온도 634℃, 투과율 75% 이상의 값을 얻었다.
<실시 예 2>
BaO 16몰%, GeO2 56몰%, La2O3 8몰%, ZnO 16몰%, Sb2O3 4몰%를 수화물, 탄화물 또는 산화물로 칭량하여 혼합기에서 12시간 혼합한 후 이 혼합물을 1250℃에서 6시간동안 용융한 후 450℃로 예열된 카본금형에 부어 벌크 유리를 제작하였다. 이 벌크 유리를 카본금형에서 꺼내어 로에 장입하여 630℃, 2시간 유지한 다음 서냉하였다. 이렇게 서냉된 벌크 유리의 양면을 경면 연마하여 유리의 맥리 여부를 관찰하였다. 그 결과 도 3b와 같이 맥리가 존재하지 않았다.
또한 유리를 가공하여 굴절률(nd), 유리 전이온도 및 3 ~ 5㎛ 영역에서의 투과율을 측정하였다. 그 결과 굴절률 1.82686, 전이온도 615℃, 투과율 75% 이상의 값을 얻었다.
<실시 예 3>
BaO 22몰%, GeO2 57몰%, La2O3 9몰%, ZnO 10몰%, Sb2O3 2몰%를 수화물, 탄화물 또는 산화물로 칭량하여 혼합기에서 12시간 혼합한 후 이 혼합물을 1250℃에서 6시간동안 용융한 후 450℃로 예열된 카본금형에 부어 벌크 유리를 제작하였다. 이 벌크 유리를 카본금형에서 꺼내어 로에 장입하여 650℃, 2시간 유지한 다음 서냉하였다. 이렇게 서냉된 벌크 유리의 양면을 경면 연마하여 유리의 맥리 여부를 관찰하였다. 그 결과 도 3c와 같이 맥리가 존재하지 않았다.
또한 유리를 가공하여 굴절률(nd), 유리 전이온도 및 3 ~ 5㎛ 영역에서의 투과율을 측정하였다. 그 결과 굴절률 1.79850, 전이온도 627℃, 투과율 75% 이상의 값을 얻었다.
상기 비교예와 실시예들에서 확인할 수 있듯이 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 제조방법을 통해 제조된 비교예에서는 도 2에서와 같이 맥리가 존재함을 확인할 수 있었으나, 본 발명의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리에서는 맥리가 존재하지 않음을 확인할 수 있다.
즉, 동일한 제조방법으로 제조되더라도 본 발명의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리와 같이 조성할 경우 맥리가 존재하지 않기 때문에 종래에 비해 제조공정을 단축할 수 있고 공정의 단축을 통해 제조원가를 절감할 수 있게 된다.
다시 말해서 종래의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리에서 맥리를 제거하기 위하여 소요되는 공정(용융물을 물이나 공기 중에서 급냉하고 이렇게 급냉하여 얻은 유리 조각을 다시 용융하여 유리 성형체를 제조하는 방법이나, 용융 공정에서 용융물을 교반하여 강제 혼합하는 방법)을 거치지 않기 때문에 그만큼 시간과 비용을 절감할 수 있게 된다.
따라서 본 발명에서와 같이 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리를 제조함에 있어 산화안티몬(Sb2O3)을 함유하는 것이 매우 유리하며, 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 제조방법을 단순화시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나, 이는 본 발명의 기술적 내용에 대한 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아니다.
즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

Claims (11)

  1. 중적외선 투과율이 70% 이상인 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리에 산화안티몬을 함유하는 것을 특징으로 하는 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 BaO 16~22몰%, GeO2 56~57몰%, La2O3 8~10몰%, ZnO 10~18몰%, Sb2O3 2~4몰%에 수화물, 탄화물 또는 산화물로 칭량하여 혼합한 것을 특징으로 하는 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리.
  3. 제1항 또는 제2항의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 각각의 공급원을 칭량하여 혼합된 성분으로 용융하는 것을 특징으로 하는 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리.
  4. 제1항 또는 제2항의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 유리 전이점이 650℃ 이하이고, 양호한 경도와 높은 굴절률을 가지며, 중적외선 투과율이 75% 이상이면서도 맥리가 없는 것을 특징으로 하는 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리.
  5. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항의 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리를 제조하기 위한 방법으로써,
    1) BaO의 공급원으로 탄산바륨, 수산바륨 또는 수산화바륨을, GeO2의 공급원으로 산화저마나이트을, La2O3의 공급원으로 산화란탄 또는 수산화란탄을, ZnO의 공급원으로 산화아연 또는 수산아연을, Sb2O3의 공급원으로 산화안티몬을 칭량하여 혼합하는 단계;
    2) 상기 혼합된 성분을 용융하는 단계; 및
    3) 상기 용융물을 성형하고 아닐링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 1)단계에서는 BaO 16~22몰%, GeO2 56~57몰%, La2O3 8~10몰%, ZnO 10~18몰%, Sb2O3 2~4몰%에 수화물, 탄화물 또는 산화물로 칭량하여 혼합한 것을 특징으로 하는 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 1)단계에서는 12시간 동안 혼합한 것을 특징으로 하는 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 2)단계는 혼합된 원료를 1200℃ ~ 1400℃ 사이에서 6시간 동안 용융시키는 것을 특징으로 하는 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 제조방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 3)단계는 용융 단계를 거친 용융물을 400℃ ~ 450℃ 사이에서 성형하는 것을 특징으로 하는 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 3)단계에서는 카본금형에 부어 벌크 유리화시킨 후 로에 장비하여 650℃로 유지되는 로에 장입하여 2시간 유지한 다음 서냉시켜 형성된 것을 특징으로 하는 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 제조방법.
  11. 제5항 내지 제10항의 어느 한 항에 의해 제조된 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리는 굴절률(nd) 1.79850 ~ 1.82686, 전이온도 615℃ ~ 634℃, 투과율 75% 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 중적외선 투과 BaO-GeO2-La2O3-ZnO계 유리 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210132454A (ko) * 2020-04-27 2021-11-04 한국광기술원 중적외광 투과 유리용 조성물 및 그의 제조방법
KR20230101965A (ko) * 2021-12-29 2023-07-07 공주대학교 산학협력단 고굴절 유리 조성물 및 이의 제조방법

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3531305A (en) 1967-03-06 1970-09-29 Corning Glass Works Method of making infrared transmitting germanate glasses
US3911275A (en) 1971-04-27 1975-10-07 Corning Glass Works Infrared detection system and windows used therein
US4385128A (en) 1981-02-11 1983-05-24 Corning Glass Works Germanium-containing glass of high infrared transmission and low density
US5486495A (en) * 1994-12-23 1996-01-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Germanate glass ceramic
US5837628A (en) 1996-02-20 1998-11-17 National Science Council Low cost and environmentally improved infrared transmitting germanate glasses
JP3119703U (ja) 2005-11-25 2006-03-09 麻実 原田 内側にもう一枚ズボンが内蔵されたズボン。
US20140097904A1 (en) 2008-06-26 2014-04-10 Sige Semiconductor, Inc. Dual band amplifier
KR20150035747A (ko) * 2012-06-25 2015-04-07 쇼트 코포레이션 가시광선 내지 중적외선 투과 광학체를 위한 실리카 및 불화물 도핑된 중금속 산화물 유리와 이의 제조 방법
JP2016088760A (ja) * 2014-10-29 2016-05-23 株式会社オハラ 赤外線透過ガラス、光学素子及びプリフォーム
JP6043160B2 (ja) * 2012-11-13 2016-12-14 株式会社住田光学ガラス GeO2系赤外線透過ガラス

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3531305A (en) 1967-03-06 1970-09-29 Corning Glass Works Method of making infrared transmitting germanate glasses
US3911275A (en) 1971-04-27 1975-10-07 Corning Glass Works Infrared detection system and windows used therein
US4385128A (en) 1981-02-11 1983-05-24 Corning Glass Works Germanium-containing glass of high infrared transmission and low density
US5486495A (en) * 1994-12-23 1996-01-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Germanate glass ceramic
US5837628A (en) 1996-02-20 1998-11-17 National Science Council Low cost and environmentally improved infrared transmitting germanate glasses
JP3119703U (ja) 2005-11-25 2006-03-09 麻実 原田 内側にもう一枚ズボンが内蔵されたズボン。
US20140097904A1 (en) 2008-06-26 2014-04-10 Sige Semiconductor, Inc. Dual band amplifier
KR20150035747A (ko) * 2012-06-25 2015-04-07 쇼트 코포레이션 가시광선 내지 중적외선 투과 광학체를 위한 실리카 및 불화물 도핑된 중금속 산화물 유리와 이의 제조 방법
JP6043160B2 (ja) * 2012-11-13 2016-12-14 株式会社住田光学ガラス GeO2系赤外線透過ガラス
JP2016088760A (ja) * 2014-10-29 2016-05-23 株式会社オハラ 赤外線透過ガラス、光学素子及びプリフォーム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210132454A (ko) * 2020-04-27 2021-11-04 한국광기술원 중적외광 투과 유리용 조성물 및 그의 제조방법
KR20230027110A (ko) * 2020-04-27 2023-02-27 한국광기술원 중적외광 투과 유리용 조성물 및 그의 제조방법
KR20230101965A (ko) * 2021-12-29 2023-07-07 공주대학교 산학협력단 고굴절 유리 조성물 및 이의 제조방법

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