DD221990A1 - Kristallisationsstabiles optisches lanthanflintglas - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft kristallisationsstabiles optisches Lanthanflintglas mit Brechzahlen n ind e =1,75-1,78 und Abbezahlen v ind e =42-46, das kostengünstiger und wesentlich kristallisationsstabiler zu erschmelzen ist als bisher bekanntes Glas gleich er optischer Lage. Auf Grund dieser Eigenschaften, der guten Homogenität, der chemischen Stabilität und mechanischen Eigenschaften eignet es sich zur Herstellung als Massenglas. Erfindungsgemäß besteht das optische Lanthanflintglas aus (Formel)Es wurde gefunden, dass sich neues, ganz wesentlich kristallisationsstabilisiertes optisches Lanthanflintglas im System (Formel) homogen und einfach erschmelzen lässt und im Zusammenhang mit seinen günstigen chemischen und mechanischen Eigenschaften eine problemlose Weiterverarbeitung ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft optisches Lanthanflintglas mit Brechzahlen

η = 1,75 - 1,78 und Abbezahlen ν _Λ = 42 - 46, das als kosten- © · . '. ' ^e . ' · günstiges fciassenglas produziert wird und zur Herstellung von optischen Bauteilen für die Fotoindustrie und den Wissenschaftlichen Gerätebau geeignet ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Optische Lanthanflintgläser mit Brechzahlen η =1,75 - 1,78 und Abbezahlen ν =42-46 werden kommerziell von den Glasproduzenter bis auf zwei Ausnahmen» die optischen Gläser LaF 82 mit η » 1,758C bzw. ν = 42,28 und LaF. 85 mit η = 1,76699 bzw. ν =44,75, nic> angeboten* Beide Gläser enthalten sehr große. Anteile B₂Q,, La^CL· und ZnO und besitzen deshalb nachteiligerweise eine selbst für Lanthanflinte dieser optischen Lage sehr große Kristallisationstendenz, die in Tabelle 1 durch die Angaben

- des Kristallisationsbereiches

- der maximalen Kristallwachstumsgeschwindigkeit - KG

- der Temperatur für KG_max - T belegt wird.

LaF 85enthält zusätzlich noch einen großen Anteil der sehr giftigen Komponente CdO₀, Somit ist, kein kommerzielles optisches Lanthanflintglas in dem speziellen Brechzahl - Abbezahlbereich bekannt» das 'die··Anforderungen, die an ein optisches Massenglas gestellt werden, erfüllt,, Unter "optischem Massenglas" sollen in diesem Bereich der Lanthanflinte Gläser verstanden werden:

- die keine umweltschädigenden und sehr teuren Komponenten ent-

. halten» . -.'"' '. : ; ' . ". . .

- die so kristallisationsstabil sind, daß sie nach konventionellen und hochproduktiven, modernen Schmelz- und Verarbeitungsverfahren als Blockglas und Halbzeuge mit annähernd konstanten Eigenschaften

. herstellbar sind, '.' /.... . ' ' . .

- die einfach, d»h. ohne speziellen kostenaufwendigen, störungsanfälligen technischen Aufwand bei relativ niedrigen Temperaturen mit guter Homogenität und mit hohen Ausbeuten zu erschmelzen

' sind, '' " . ' ' ' . .·

- die solche chemische Beständigkeit und mechanischen Eigenschaften besitzen, daß sie problemlos weiterverarbeitet werden können.

Optische Lanthanflintgläser, die Brech- und Abbezahlen von ungefähr 1,75 - .1,78 bzw« 42 - 46 besitzen, sind aus Patentschriften bekannt φ ':' ' ..'. \\ ;.; '. ·..-.- ·' ...

Eine Gruppe dieser Gläser ist jedoch nicht zur Herstellung als Massenglas geeignet, da folgende nachteilige Komponenten enthalten Bind: .' \; γ. ·. /' .· ' .. . '.- ··· ·.

radioaktives ThOp

- stark giftiges GdO sehr teueres Gd₀O,, GeO₀, Nb_o0_ und/oder

Selbst kleine Mengen sehr teurer Rohstoffe wie Nb₅O- oder Ta₉O_c erhöhen die Gemengekosten so erheblich, daß die daraus erschmolzenen Gläser keine optischen Massengläser sein können. Da die Rohstoffpreise weltweit steigen, muß diese Tatsache verstärkt berücksichtigt werden. · ',_.-.'.. . ; . ' ^: y :' '

Eine zweite Gruppe von Gläsern, die zum Teil neuste Entwicklungen darsteilen und weder sehr umweltfeindliche noch sehr teure Komponenten enthalten müssen, wird in der Patentliteratur als stabil gegen Entglasung und teilweise als chemisch beständig bzw. kostengünstig beschrieben. Diese Gläser werden auf unterschiedliche Weise aus den bekannten instabilen ternären Systemen B₂O- - La₂O, - ZnO und B₂O- - La₂O - Y₂O- abgeleitet.

Nach der japanischen Patentschrift 52 085 - 210 soll die Herstellung optischer Lanthanflintgläser mit verbesserter Kristallisationsstabilität im System B₂O- - La₂O₃ - ^Y2°x " ^Zn0 möglich sein, wenn La₂O oder Y₂O durch wenigstens 5 Masseprozent (Ma %) ZnO substituiert werden und der B₃O₃ - Gehalt > 25 Ma % bzw der La₃O₃ Gehalt < 45 Ma % beträgt. , ."; '.'''.

Die DE - AS 2 633 946 beschreibt kristallisationsstabilisiertes optisches Glas, das grundsätzlich aus dem System 8«0, - La₂O- Y₀O - F~ mit notwendigen Zusätzen von Ta₂O₅ und ZrO₂ besteht. Der stabilisierende Effekt wird der Wirkung der Fluorionen zugeschrieben. Er soll durch den Austausch von 0,2 - 10 Ma % Sauerstoffionen gegen Fluorionen erreicht werden. D.h. daß bereits kleinste Mengen an Fluorionen einen großen Stabilisierungseffekt gegenüber dem instabilen System B₂O - La₂O, -. Y₂O- bewirken müßten·

Entsprechend der DE - OS 2 754 255 werden gegen Entglasung stabile optische Gläser mit ausgezeichneter chemischer Beständigkeit im Vier-Komponenten-Systemen B_o0_, - ZnO-La₀O- - Y₀O- erschmolzen/ die zur Massenfertigung geeignet sein sollen. Die Entgläsungsstabilität soll durch die Konzentrationsbereiche der Komponenten B₂O₃ = 25 - 40 Ma %, ZnO = 11-30 Ma %,. La₂O₃= 28 - 44 Ma % und Y₃O₃ = 1 - 25 Ma % erzielt werden.

Das bedeutet /daß bereits der Zusatz von 1 Ma % Yg⁰T ^zu dem bekannten instabilen System BgO, - La₂O₃ - ZnO eine sprunghafte Verbesserung der Entglasungsstabilität bewirken müßte. Es wird fernerhin ausdrücklich ausgeführt, daß nicht mehr als 5 Ma % SiOp in das Glas eingeführt werden können, ohne daß der Schmelzprozeß problematisch wird bzw. daß ein AIpO - Anteil von mehr als 5 Ma% zur Verringerung der Beständigkeit gegen Entglasung führt.

In der DE - OS 3 038 205 werden nochbrechende, niedrig dispersive und thoriumfreie Gläser vorgeschlagen, die grundsätzlich in das System B₂O₃ - La₂O₃ - ZnO- RO- ZrO₂ - WO gehören und wobei RO eines der Erdalkalimetalloxide MgO, CaO, SrO und BaO oder eine -Kombination von ihnen ist. Die Stabilität gegen Entglasung soll Verbessert werden, weil Ta_o0_ und Nb₀O- im Glas nicht vorhanden sind, der notwendige Anteil von ZnO < 14 Ma % und der von RO = 1-9 Ma % beträgt. Die Stabilität gegen Entglasung soll außerdem durch Zusatz von SiO₂ bis zu 4 Ma % und PbO bis zu 7 Ma % verbessert werden. Falls erforderlich, können außerdem z.B. bis zu 4,5 Ha % YpO, und bis zu 5,0 Ma % AIpO- hinzugefügt werden, ohne daß jedoch ein Zusammenhang zur Stabilität gegen Entglasung festgestellt wurde.

Gemäß OE - OS 3 130 066 können kostengünstigere optische Gläser durch den ganzen oder weitestgehenden Verzicht der Verwendung von Ta₂Oc hergestellt werden, die sich gleichzeitig durch gute Entglasungsstabilität auszeichnen und im Glassystem B₂O -SiQ₂-La₂O₃ ^:r ^Y2°3 ~ ZrO₂- ZnO liegen. Die Entglasungsstabilität soll entscheidend durch das Verhältnis La₂O₃ zu Y₂ ⁰X (^La2°3 ⁼ ^ ~ Ma %, Y₂O₃ =6 - 12 Ma %, Summe La₂O₃ + Y₂O₃- 53 - 58 Ma %) , den ZnÖ-Anteil von 1-4,5 Ma % und in einzelnen Fällen durch den Ta₀O Gehalt bis zu 1,8Ma % erreicht werden« Ein höherer ZnO-Anteil als 4,5 Ma % soll die Entglasungsstabilität verringern. Ein Zusammenhang der Beeinflussung der Entglasungsstabilität durch die notwendigen Komponenten B₂O , SiO₂ und ZrO₂ bzw. durch solche Zusatzkomponenten wie TiO₂ oder BaO wurde offensichtlich nicht erkannt .

Die DE - OS 3 138 138 betrifft Ta₂O₅ - freie optische Gläser mit ausgezeichneter Entglasungsstabilität im System BgO, - LqJQ- ~ ^Y2°3 " ^W03 "" ^Zr02 "" ^F"· ^Die Entglasungsstabilität soll durch die gleichzeitige Anwesenheit von Fluoridionen (Ersatz von 1 -4 Ma %

2 — " der Menge O durch 2F - Ionen) und 1 - 20 Ma % WO, und das Fehlen von Erdalkali- und Alkalioxiden erreicht werden. D,h., daß kleinste Mengen von Fluorid im Zusammenwirken mit schon 1 Ma₍% WO, eine große Wirkung erzielen müßten. Der Einfluß anderer Hauptkomponenten und von wahlweise zuzusetzenden Komponenten wird nicht beschrieben. Das Glas enthält keinen SiO₂-Anteil.

Eine Gemeinsamkeit aller angeführten Patentschriften dieser zweiten Gruppe besteht darin,-'daß die Gläser sinngemäß als kristallisationsstabil bzw, kristallisationsstabilisiert bezeichnet werden. In keinem Fall jedoch wird diese Eigenschaft erläutert, ihre Verbesserung beschrieben oder durch Beispiele nachgewiesen. Damit sind die Wirkungen von geringsten Zusätzen zu einem Grundsystem nicht überzeugend angegeben. Die Wirkungen einzelner Komponenten sind bei Gegenüberstellung von Patentschriften zum Teil widersprüchlich oder in einigen Fällen gar nicht aufgeführt.

Schmelzen von Beispielen dieser den Stand der Technik charakterisierenden Gläser sind in Tabelle 2 und 3 mit den Nummern der Beispiele der Patentschriften aufgeführt. Aus der japanischen Patentschrift 52085 - 210 wurden dagegen nach eigenem Ermessen zwei Zusammensetzungsbeispiele aus den Ansprüchen gewählt, die den erfindungsgemäßen Gläsern möglichst ähnlich sind. Zusätzlich wurden in diese Tabellen Nachschmelzen von Patentbeispielen aufgenommen, die zur ersten Gruppe der betrachteten Gläser gehören. Alle Gläser sind durch ihre Zusammensetzung, das Schmelzvolumen und Kristallisationseigenschaf ten charakterisiert . Es ist deutlich zu erkennen, daß alle diese Gläser für die Produktion als optisches Massenglas völlig unzureichende Kristallisationseigenschaften besitzen, da sie entweder schon beim Erschmelzen in kleinen Volumina beim Abrühren bzw. Gießen oder nach kurzen Temperzeiten, mit bloßem Auge deutlich sichtbar, kristallisieren.

-:.- ' ' . .' .' . .:.. .'ν:· _:: . .- ' , · ." ' :'. β : ^::

Die Gläser der Patentschriften DE - AS 2 633 946 und DE - OS 3 138 138 müssen außerdem zwingend mit Fluoridzusätzen erschmolzen .wenden,. Das verursacht nachteiligerweise eine Umwelt Schädigung oder erfordert Gegenmaßnahmen und führt zu verstärkter Schlierenbildung im Glas*

Im Gebiet der optischen Lanthanflintgläser mit Brechzahlen h_ = 1,75 - 1,78 und Abbe-Zahlen ν =42 - 46 sind keine technischen Lösungen bekannt, die die Herstellung dieser Gläser als optisches Massenglas entsprechend obiger Definition beinhalten.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung sind neue Zusammensetzungen für Lanthanflintgläser, die als optisches Massenglas produziert werden können, d.hV auf nicht umweltschädigenden, billigen Rohstoffen basieren und durch ihre für Lanthanflinte extrem verbesserte Kristallisationsbeständigkeit die Voraussetzungen schaffen, daß alle Vorteile • könventiöeller und hochproduktiver moderner Schmelz- und V'er,— arbeitungstechnologien wirksam werden können, so daß kostengünstigere, stabil zu produzierende und ökonomisch weiterzuverarbeitende Gläser vorliegen, die den Bereich der optischen Lage η =1,75 - 1,78, y = 42-46 für derartige Gläser zugänglich .machen«: ' - ., .' -...' ' .' . . ' '-'. · ·' '- . '; -

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, durch geeignete neue Zusammensetzungen optisches Lanthanfliritglas mit Brechzahlen η = 1,75 - 1,78 und Abbezahlen ν _= 42 - 46 als Massenglas herzustellen, das,

- keine umweltschädigehden Rohstoffe wie Thorium-, Cadmium- o.der Fluoridverbindungen, die zusätzlich Schlierenbildung verursachen, enthält

- aus kostengünstigen Komponenten besteht und damit auch frei von Gd₂O₃, GeO₂, Ta₂G₅ und Nb₃O₅ ist

- so kristallisationsstabil ist, daß es nach konventionellen und hochproduktiven modernen Schmelz- und Verarbeitungstechnologien als Blockglas und Halbzeug, ζ,Β« preßgeformt, mit annähernd konstanten Eigenschaften zu produzieren ist

- die Anwendung einfacher und störungsunanfälliger Technologien mit relativ geringen Temperaturen ermöglicht, mit guter Homogenität und hoher Ausbeute zu erschmelzen ist

- auf Grund seiner chemischen Beständigkeit und mechanischen Eigenschaften ökonomisch zum Finalprodukt weiterverarbeitet werden kar

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das optische Lanthanflintglas folgendermaßen zusammengesetzt ist:

B2°3 '-.	26,0 -	29,5	Ma %
La2°3 =	31,0 -	36,0	Il
Y2°3 >	7,5 -	10,0	(I1
zno .* ;/,	6,0 -	10,0	>l
SiO2 =	5,»6 ·.-	8,0	»»
BaO ==	4,0-	6,0	·<
ZrO2 =	3,0 -	5,5	j II'
TiO2 =	3.5 -	6,5	I·
Al2O3 =	' G :· : ^	; 8·5	Il
WO3 S	0 -	4,5	Il
PbO =	0	4,0

Dabei ist es günstig, wenn das Glas Läutermittel wie z_#B_#'As₂0 , Sb₂O oder NH₄NO₃ im Konzentrationsbereich bis zu 1,5 Ma % zusätzlich enthält.

Es wurde gefunden, daß sich Zusammensetzungen für neue* besonders kristallisationsstabile optische Lanthanflintgläser im System

'- - ' ⁸ ' - .

^2;₂2₂22 homogen erschmelzen lassen, die gleichzeitig chemisch stabil sind und sich im Zusammenhang mit ihren günstigen mechanischen Eigenschaften ökonomisch weiterverarbeiten lassen« im Gegensatz zu bekannten Gläsern innerhalb der genannten optischen Lage ist die vorrangige Eigenschaft "Kristallisationsstabilität" nicht von dem Vorhandensein von einer oder wenigen Komponenten bestimmter Konzentrationen abhängig, sondern wird durch die Einhaltung der als erfindungsgemäß angegebenen eng begrenzten Züsammeneetzungsbereic|ie von mindestens der acht als wesentlich angegebenen Komponenten erreicht. Schon geringfügige Überschreitung des erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereiches einer einzigen Komponente führt zu sprunghaft veränderten Kristallisationstendenzen bzw. verhindert die Glasbildung überhaupt, wie mit den Schmelzbeispielen von optischen Lanthanflintgläsern der Tabelle 4 bewiesen wird. Die in Tabelle 4 unter "Angaben zur Kristallisationstendenz" aufgeführten Zahlen geben die Einordnung der Gläser in Gruppen nach einer Temperung in einem horizontalen Gradientenofen im Temperaturbereich von 700 - lOOO C und visueller Begutachtung wieder. Als Vergleichsglas dient dabei das Ausführungsbeispiel der lfd. Nr. 2 der erfindungsgemäßen optischen Lanthanflintgläser der Tabelle 5, das unter gleichen Bedingungen behandelt worden ist und nach einer Stunde Temperung mit bloßem Auge keine Kristalle erkennen läßt. Gläser der Gruppe ι zeigen dagegen deutliche Kristallisationserscheinungen, bei Gläsern der Gruppe 2 verstärkt sich diese Kristallisationstendtenz und die Gläser der Gruppe 3 sind total durchkrlstallisiert. Alle Gläser der Gruppen 1 bis 3 stellen Schmelzbeispiele mit nur geringfügigen Abweichungen im wesentlichen von nur einer Komponente von dem Zusammensetzungsbereich der erfindungsgemäßen Gläser darv Alle Schmelzbeispiele der Tabelle 4, einschließlich der lfd. Nr, 16 und 17 für die Meßwerte der Kristallisationsgeschwindigkeiten wiedergegeben sirid, besitzen nicht die für Massenglas des beschriebenen Bereiches der optischen Lage η = 1,75 - 1,78 und y .5» 42 - 46 notwendige Kristallisationsstabilität. Das Gemenge des Schmelzbeispiels Nr. 10 der Tabelle 4 konnte auf Grund des zu hohen SiOg-Anteils nicht eingeschmolzen werden»

Überraschenderweise verändern sich die Kristallisationseigenschaften bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereiche im Vergleich zum bekannten Stand der Technik in, einem vom Glasentwickler nicht zu erwartenden günstigen Maße, Die Gesamtheit der positiven Glaseigenschaften und das gute Schmelzverhalten wird durch das ausgewogene erfindungsgemäße Verhältnis aller Glaskomponenten erreicht. . '. / '; :· ., ' ;. ' ,. ; ; ' ' .' ' :

Die Komponenten B₂O₃, ^La2^ü3' ^Y2°3' ^2r02 ^unc* ^Ti02 bzw* ihre Mengenanteile'bestimmen die optische Lage des Glases, ZnO und BaO haben dagegen in diesem System einen geringen Einfluß auf Brech- und Abbezahlen.

Die chemische Beständigkeit wird durch den relativ geringen Anteil von BgOj", den hohen Anteil der Summe von La₂O, und Y₂O₃, die Zusätze von SiO₂, ZrO₂ und TiOp bzw. das günstige Verhältnis ZnO zu BaO bestimmt. Durch wahlweisen Zusatz von Al₂O₃ und/oder WO₃ ist die chemische Beständigkeit und in einigen Fällen mit Al₂O₃ die Kristallisationsstabilität weiter zu steigern. Durch Al₂O₃-, WO₃- und PbO-Zusätze ist außerdem die optische Lage zu variieren. Zur Beibehaltung der hohen Kristallisationsstabilität bei Einführen von WO₃ oder PbO in das Glas/ ist besonders das Vorhandensein von TiO₂ unbedingt notwendig, da sonst eine sehr starke gegenteilige Wirkung erzielt wird. ·

Obwohl der Anteil schwerlöslicher Komponenten, ganz besonders der von SiO₂, hoch ist, schmilzt das Gemenge schon bei relativ niedrigen Temperaturen problemlos ein. Im Gegensatz zu den bekannten vergleichbaren Gläsern können und müssen die erfindungsgemäßen Gläser mit einem erhöhten Gehalt von 5,6 - 8,0 Ma % SiO₂ erschmolzen werden, um eine Bedingung zur Realisierung der Kristallisationsstabilität zu erfüllen, um gleichzeitig die chemische Beständigkeit zu verbessern und die Homogenität durch erhöhte Viskosität bzw. Unterdrückung der Schlierenbildung zu verbessern.

ίο

Als weiterer überraschender Effekt trat auf, daß ZrO₂, TiO₂ und

- noch dazu relativ große Mengen SiO₂ - gleichzeitig und bei einem ZhO-Anteil von 6,0 - 10,0 Ma % in das Glas einzuführen sind und daß diese Komponenten zwingend vorhanden sein müssen.

Die gute Bearbeitbarkeit des erfindungsgemäßen Glases, die außer von der chemischen Beständigkeit durch mechanische Eigenschaften wie z.B. vorteilhafte Ritzhärte oder relative Schleifhärte beeinflußt wird, ist nicht auf das Vorhandensein einer oder einiger spezieller Komponenten zurückzuführen, sondern wird durch die Gesamtheit aller komponenten in ihrem Zusammensetzungsbereich'erreicht.

Ausführungsbeispiele γ

In Tabelle 5 werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Gläser mit ihren Synthesen und Meßwerten der Brech- und Abbezahlen wiedergegeben, die sich auf Grund der Ausgewogenheit 'aller Komponenten in neu ermittelten Kombinationen und Zusämmensetzungsbereichen zur Herstellung,als optisches Massenglas eignen. Oer Bereich cjer optischen Lage η =1,75 - 1,78 und ν = 42 - 46 Ist durch viele Ausführungs-

'... e >.:. ... e . ι,¹.. . beispiele und damit umfassend belegt.

Einige erfindungsgemäßeri Gläser der Tabelle 5 sind zusätzlich in Tabelle 6 in Bezug auf ihre hervorragenden Kris|allisationseigen~ schäften charakterisiert. Im Vergleich zu den Schmelzbeispielen lfd. Nr. 16 und 17 der Tabelle 4 mit TiO₂-Gehalten von 2 ynd 7,6 Ma % und maximalen Kristallwachstumsgeschwindigkeiten von 40 bzw. 25/-cm/h einer Kristallart und 200 bzw. 75 /tm/h.einer weiteren Kristallart sind die erfindungsgemäßen Gläser der lfd. Nr. 1 bis 3 der Tabelle wesentlich kristallisationsstabiler. Sie enthaltend - 6 Ma % TiO₂ und kristallisieren vorteilhafterweise nur in der ersten Kristallart mit KG_max < 40 bzw. < 25 xcm/h.

Es ist deutlich zu erkennen, daß bei bestimmter TiO₂-l<onzentration die zweite Kristallart eliminiert ist und die erste Art einem

Minimum zustrebt. Das gilt jedoch nur für den Fall, daß alle anderen erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereiche eingehalten werden* In ähnlicher Weise besitzt jede andere Komponente einen in Bezug auf die Verringerung der Kristallisationsneigung optimalen Gehalt.

Die Rohstoffe der erfindungsgemäßen Gläser werden in herkömmlicher Weise als Oxide, Karbonate, Nitrate usw. eingesetzt« Als Schmelztiegelmaterial dienen Platin bzw« Platinlegierungen· Pas Gemenge, das bis zu mehreren Hundert Kilogramm berechnetes Glas betragen kann, wird, nachdem es gut homogenisiert wurde, bei etwa 1250 ⁰C bis 1330⁰G zu optischem Lanthanflintglas erschmolzen.

Tabelle 1

Anga beri zu r Kr is t a1Ii sa t ionst en denz de r den St and der Technik cha fa k t er isierenden komme rziellen Lanthanflintgläser im Bereich n_e= 1,75 - l_r78 und v_ß = 42-46

kommerzielle Glasbe- Kristallisationsbereich ^KGmax ^TjfKG max)

zeichnung ( C) ( /^m/h) ( C)

LaF 82/1405 ca 600 - 950 ca 650 ca 850

(LaF 758/423)

LaF 85/1408 ca 680 - 1000 ca 750 ca 750

(LaF 766/ 447)

Bemerkung: Bestimmung der Kristallwachsturasgeschwindigkeiten mittels Abschreckmethode

nach U. Hoff und R. Katzschmann/Silikattechnik 17, 1966, S. 285 -

Beispiele yon den Stand der Technik charakterisierenden Lanthanflintgläsern aus Patentschriften

Lfd.	Bezeichnung	2	633	946/12	Glaszusammensetzungen	82°3	La2°3	in Masseprozent	9,22	6,28	6,23	Nb2O5	WO3 TiO2	1,15	SiO2	Al2O3 MgO CaO
Nr.		2	754	255/12	32,57	43*85	ZnO Y2O3 ZrO2 Ta2O5	10,0
1	DE-AS	2	754	255/14	30,0	30,0	1,24	10.0	10,0
2	DE-OS	3	038	205/ 1	30,0	35,0	15 ,0		7,0
3	DE-OS	3	038	205/ 3	27,0	42,0	15,0	3,63	3,99			7,0
4	DE-OS	3	038	205/5	29.08	39,23	13,0	3.63	3,99			7,92	2,07
5	DE-OS	3	038	205/ 6	24,08	39,23	13,06	3,63	3,99			2,92	2,07
6	DE-OS	3	038	205/ 7	29,08	34,23	13,06	3.63	3,99			2,92	2,07
7	DE-OS	3	038	205/ 8	26,08	29,23	13,06	3,63	3,99			17,92	2,07	3,00 7,C
8	DE-OS	3	102	690/ 5	24,08	39,23	7,06	3,1	7,0			7,92	2,07	5,00 2,00 2,C
9	DE-OS	3	102	690/10	33,8	37,8	7.06	3,1	4,1	1,8	10,7
IO	DE-OS	52	085	210/ c	29,8	36,2	7,6	8 ,7	4,2		5,5	5,0		1,2
11	DE-OS	52	085	210/ d	28,7	34,9	10,2	8,2	4,0		5,0		5,0
12	DP	52	152	910/10	27,2	38,1	6,9	8,5		13,0	4,8		4,8
13	3P	56	100	151/ 1	28,0	37,8	6,6	3,5	6,5			· '	1,0	2,:
14	OP	57	.56	344/ 3	28,0	38,0	9,0	8,0		13,0	4,0	1,0 V	3,0	3,(
15	OP-.	1	531	849/22	30,1	40,2	8,0	7,99			1,0			0,·;
16	DP	3	130	066/2	34,48	51 ,'88	7.0	6.23	7,13			5,65
17	GB	3	130	133/ 1	29 ,52	47,41		8,80	7,20		-		3,72
18	DE-OS			31,35	45 ,65	1,34	3,25
19	DE-OS		2,60

Tabelle 2 (Fortsetzung)

Lfd. Nr. SrO BaO PbO CdO 2F~/o"

1 . 0,61 0,50

.2 " ' .· . . .' ; . -.. is,ο . : '.' / ;

4 4,0

5 1,02

6 4,02 7.00

7 4,02 7,00

8 ^:; .' ·.

9 2,00 1,02 10

11 3,20

12 4,7 1,9

13 4,5 ' 1,8. 14

15 5.0

17 0,96 13 4,65 , -

19 1,5

Tabelle 3

Beispiele von den Stand der Technik charakterisierenden Länthanflintgläsern aus Patentschriften

Lfd. Schmelzvolumen

Nr. . ." '

Angaben zur Kristallisationstendenz

	(cm3)
1 ..	1 000
2	250
3	250
4	1 000
5	250
6	1 000
7	250
8	250
9	250
IO	250
11	250
12	500
13	500
14	250
15	250

während der Schmelze

nach anschließender temperung

Temperzeit Temperbereich visuelle Beobachtung (h) (°C)

- 1000

Kristallisation

Kristallisation beim Guß Kristallisation beim Guß Kristallisation beim Abrühren

Kristallisation beim Abrühren Kristallisation beim Guß Kristallisation beim Abrühren

0,5	800 -	950
0,5	800 -	950
0,5	800 -	950
0,5	800 -	950
1	700 -	1000
1 .	700 -	1000
1 '	700 -	1000
1	700 -	1000

Kristallisation

Kristallisation

Kristallisation

Kristallisation Kristallisat ion Kristallisation Kristallisation Kristallisation

tot tot

Tabelle 3 (Fortsetzung)

16 1 000

17 250

18 1 000

19 250

Kristallisat ion beim Abkühlen Kristallisation beim Guß

- 1000

- 1000

Kristallisation - total

Kristallisation - total

Tabelle 4

Schiaelzbeispiele von optischen Lanthanflintgläsern

Lfd.	Glaszusammensetzungen in	La2O3	Y2O	3 2n0	Masseprozent	BaO	ZrO2	TiO2 WO3	4,8	Angaben zur Kristallisationstendenz	C
Nr.	B2Ü3				SiO2				5,3
								V .	4,8	PbO während der Schmelze nach anschließend	t y
		33.5	8,4	6,6		4,5	4,0	4,5	Temperung	4M
1	31,6	37,0	9,2	7,3	6,6	.5,0	4,5	4,8	GruPPex KGmax
2	24,4	39,0	7,4	6,6	7,3	4,0	4,0	5.2	1 . ."
3	27,6	37,3	9.3	7,4	6,6	5,0	4,5	5,0	3
4	28,0	33,5	12,4	6,6	4,0	4.5	4,0	4,7	.- * \ · . 2
5	27,6	36,3	5,0	7.2	6,6	4,9	4,4	5.2	. ' 3 :
6	29,8	39,3	4,3	6.9	7,2	4,7	4,2	4,8	' · 2 .
7	28,7	32,8	8,2	12,5	6,9	4,4	3,9	5r2	. · 2 .
8	27.0	36,3	9,0	3,2	6,5	4,9	4,4	4,8	3
9	29,8	33,5	8,4	6,6	7.2	4,5	4,0	5,2	- 1
IO	27,6	36,3	9,0	7,2	10,6	4,9	4,4	4,8	totale Kristallisation beim Abrühren
11	29,8	33,5	8,4	6,6	3.2	8,5	4.0	5,2	. -
12	27,6	36,3	9.0	7,2	6,6	0.9	4,4	3
13	29,8 '	33,5	8,4	6,6	7,2	4,5	8,0	. 2 '-
14	27,6	36,3	9,0	7,2	6,6	4,9	0,4	totale Kristallisation beim Abrühren
15	29 ,8	7,2			"....-- '2 . .
. . 2 ; ; '..

Lfd. Glaszusammensetzung in Masseprpzent Angaben zur Kristallisationstendenz

Nr. B_o0_ La₀O₇ Y₉O, ZnO SiO₅ BaO ZrO₉ TiCu W0_ PbO während der Schmelze nach anschließender

- ; * . ³;-: : ^{4 3} ..' ; * . . -' [: ^: : '.." :· :^{:/ ;} .·.'-, : '· ^{; ;} '^:--'- :'>. ' ' Teraperung ;..::;- ..

Legende: grobvisuelle Unterscheidung der Kristallisationstendenz nach Temperung Gruppe 3 kristallisiert stärker als Gruppe 2, Gruppe 2 stärker als Gruppe 1

16 29,6 36,0 9,0 7,1 7,2 4,8 4,3 2,0

17 28,1 33,9 8,3 6,8 6,8 4,6 3,9 7,6 , 25/^mZh bzw,

18 29,0 35,2 8,9 7,0 7.0 4,7 4,2 - 4,0 - 3

19 29,0 35,2 8,9 7,0 7,0 4,7 4,2 - - 4,0 3

20 27,2 33,1 8,4 6,6 6,6 4,4 3,9 3.8 6,0 1

Tabelle 5 ''r ' \C ν -^: ' ^:Λ;/^: > ; : /. " ' ; %'.; -V;-^ -V ' ^: .^: \;[ :.' ^V\; V Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen optischen Lanthanflintgläser

Lfd.	Glaszusammensetzungen in	La2O3	Y2O3	ZnO	Masseprozent	BaO	ZrO2	TiO2	Al2O.	3 W03	4	Optische Lage	Abbezahl Ve' . - ' .
Nr.	B2°3	35,2	8,9	7.0	SiO2	4.7	4,2	4.0				PbO Brechzahl	45,4
1	29,0	34,9	8,7	6,9	7,0	4,7	4.2	5,0			2,0 3	1,762	43,8
2	28,7	34,5	8,6	6,9	6,9	4.6	4,1	6,0			3,0 3	1,770	42,5
3	28,4	34,3	8,6	6.9	6,9	4.6	4,1	6,4				1,776	42,0
4	28 .2	34,6	9,7	6,8	6,9	4,6	4,1	4,9				1,780	43,7
5	28 »5	34,6	8,7	6,9	6,8	4,6	5,0	4.8			1,772	43,5
6	28,5	34,8	8.7	6,9	6.9	4,5	4,2	4,4	1,0		1.772	44.9
7	28,6	34,5	8.7	6,9	6,9	4,6	4.1	3,9	2.0		1,762	45.4
8	28,4	33,8	8.6	6,7	6,9	4.5	4,0	3.8	4,0		1,757	45,5
9	27,9	34,1	8.4	6,7	6,7	4., 5	4,0	3.5	4,5		1,752	46,0
10	27,6	32,8	8,2	6,5	6,7	4,4	3,9	5,7	5,0		1,750	42,5 -
11	27,0	31,5	7,9	6,3	6,5	4,2	3,8	6,2	7,8		1,764	43,0
12	26,0 .	33,8	8,6	6,7	6,3	4,5	4,0	3,8		4.0	1,754	43,5
13 .	27,9	33,8	8,6	6,7	6,7	4,5	4,0	3,8		1,770	43,2
14	27,9	34,6	8,7	6,9	6,7	4,6	5,4	4,4		,0 1,771	44,2
15	28,5	31,5	7,5	'6,2	6,9	4,1	4,8	5,0	2,0	1,770	42.8
16	26,7	33,2	8.3	6,6	7,2	4,5	4.0	3,5		,0 1,764	43,5
17	27.3	34,6	8,6	8,8	6,6	4,6	3,2	5,0		/G 1,770	-43.8 ^ '.ν
18	28,4	36,0	10,0	7 j	6,8	5,1	5,5_	4,3		.1,770	A -/ ΓΊ . .
19	26,2	5,5				1 ,7RTi

Tabelle 6

Kristallisationseigenschaften von erfindungsgemäßen optischen Lanthanflintgläsern der Tabelle 5

τ (

KG ( /t m/h )

. - ' .	Lfd.Nr. 1	Lfd.Nr. 2	Lfd.Nr.	3 Lfd.Nr. 7	Lfd.Nr. 12	Lfd.Nr	. 15 Lfd.Hr»	16 Lfd.
730			...	. -	- " .·	- ...	-:	·;..: . -
750	8	2 ' ' :	-	. -'.'. .-"	' ".:. 5 '		-. . -	5
800	10	7	'. 4 ,	16	9	11	< 1	10
850	21	14	11	45	11	29	9	13
900	32	24	19	19	8	18	10	23
950	38	23	22	24	8	23	16	25
1000	39	23	16	19	6	20	• Ii	24
1050	7	-''	6		4	10	-	. -
1070		' ·«.		. '	. -	-		-

Claims (5)

1. Erf in dungsanspruch

   i„ Kristallisationsstabiles optisches Lanthanflintglas, das als Massenglas aus nichtumweltschädigenden, kostengünstigen Rohstoffen, nach kostengünstigen Schmelz- und Verarbeitungsver- ...fähren mit guter Homogenität produziert wird und auf Grund seiner chemischen und mechanischen Eigenschaften problemlos weiterverarbeitet werden kann und das zumindest Boroxid, Lanthanoxid, Yttriumoxid und Zinkoxid enthält, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
2. 2, Optisches Lanthanflintglas nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß die Zusammensetzung zusätzlich bis 8,5 Ma % Al₉O enthält»
3. 3. Optisches Lanthanflintglas nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet , daß die Zusammensetzung zusätzlich bis 4,5 Ma % WO, enthält.
4. 4, Optisches Lanthanflintglas nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung zusätzlich bis 4,0 Ma % PbO enthält.
5. 5. Optisches Lanthanflintglas nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung zusätzlich bis 1,5 Ma % Läutermittel enthält.