DD246977A1 - Keramisches kontaktmaterial zur formgebung optischer glaeser und seine herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Formen- oder Unterlagenmaterial zur Formgebung, insbesondere zum Nachformen, optischer Glaeser, z. B. Linsen, Prismen, Brillenglaeser oder Bifokallinsen, bis etwa 850C, sowie die Herstellung eines derartigen Materials. Das Ziel der Erfindung besteht darin, das Ankleben des heissen Glases an dem Formen- oder Unterlagenmaterial zu verhindern. Erfindungsgemaess erfolgt dies, indem als Formen- oder Unterlagenmaterial ein Keramikkoerper folgender chemischer Zusammensetzung: 42 bis 58 % Al2O3 36 bis 45 % TiO2 3 bis 10 % SiO2 2 bis 6 % MgO0,2 bis 1,1 % Alkalienund folgender Parameter- offene Porositaet 25 bis 37 %- Dichte 2,4 bis 2,7 g/cm3- Biegefestigkeit15 bis 32 MPa- mittlerer linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient20...1 000C 0 bis 2,110 6 K 1verwendet wird.

Description

Anwendungsgebiet der-Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein keramisches Kontaktmaterial, das alsFormen- oder Unterlagenmaterial zur Formgebung — insbesondere zum Nachformen — optischer Gläser, z. B. Linsen, Prismen, Brillengläser, Bifokallinsen, bei Temperaturen bis ca. 850⁰C eingesetzt wird, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Materials unter Anwendung einer feinkeramischen Technologie.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ein generelles Problem bei der Formgebung optischer Gläser besteht darin, das Ankleben des heißen Glases an dem Formenoder Unterlagenmaterial zu verhindern. Aus diesem Grunde werden Formen und Unterlagen aus Metall oder Keramik mit einem 'puderartigen Überzug aus Tonerde oder gebranntem Kaolin überzogen. Dieses Puder verhindert ein Ankleben des Glases an den Formen und Unterlagen. Ein großer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß das Puder an dem heißen Glas festklebt. Dadurch wird eine opake Schicht an der Oberfläche der Glasrohlinge gebildet, die eine visuelle Beurteilung der Qualität der Glasrohlinge verhindert und einen hohen schleiftechnischen Aufwand zur Beseitigung dieser Schicht bedingt. Diese Nachteile können beseitigt werden, wenn ein Formen- oder Unterlagenmaterial eingesetzt wird, das mit heißen, optischen Gläsern unterschiedlicher Zusammensetzung keine Kontaktreaktionen zeigt.

Bekannt ist, daß bestimmte Silikate wie z. B. ZrSiO₄ oder Spinelle, die Cr₂O₃ enthalten, solche Klebeerscheingungen nicht aufweisen (DE-OS 3049 390; 33 22 523; DD 159872). Das Cr₂O₃ soll ein Benetzen der Oberflächen der Formen bzw. Unterlagen mit dem heißen Glas verhindern. Ähnlich soll sich rekristallisiertes SiC verhalten. Nachteilig bei diesen Werkstoffen ist die aufwendige Herstellungstechnologie.

Ziel der Erfindung '

Das Ziel der Erfindung besteht darin, das Ankleben des heißen Glases an dem Formen- oder Unterlagenmaterial auf wirtschaftliche Weise zu verhindern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein keramisches Material zur Formgebung optischer Gläser bis ca 850⁰C, insbesondere zum Nachformen vorgeformter Gläser aus verfügbaren, kostengünstigen Rohstoffen zu entwickeln, das sich nach den gebräuchlichen keramischen Technologien verarbeiten läßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem als Formen- oder Unterlagenmaterial ein Keramikkörper folgender chemisch er Zusammen setzung:

42 bis 58%	AI2O3
36 bis 45%	TiO2
3 bis 10%	SiO2
2 bis 6%	MgO
0,2 bis 1,1%	Alkalien

und folgender Parameter '— offene Porosität 25 bis 37%

— Dichte 2,4 bis 2,7g/cm³

—. Biegefestigkeit 15 bis 32MPa

— mittlerer linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient₂o...ιοοοχΟ bis 2,1 χ 10"⁶K"¹ verwendet wird. \

Die Herstellung eines derartigen Kontaktmaterials erfolgt, indem eine homogene, feine Mischung aus

42 bis 58% AI₂O₃ . ·

•36 bis 45% TiO₂

3bis 10% SiO₂

2 bis 6% _% MgO

0,2 bis 1,1%' Alkalien

und 0,1 bis 2% eines bei Temperaturen zwischen 1 420 und 1 510⁰C bereits vorgebildeten Aluminiumtitanat-

Keramikpulvers

bereitet, danach die Mischung verformt und bei Temperaturen zwischen 1 400 und 1 500⁰C und einer Haltezeit zwischen 0,5 und 1,5h gesintert wird.

Mit den bisher bekannten Gläsern geht das erfindungsgemäße Material keine Kontaktreaktionen ein. Außerdem läßt es sich mechanisch gut bearbeiten, wodurch die Fertigung beliebiger Formen durch Drehen, Gießen oder Pressen möglich ist und auch die Nachbehandlung der Oberflächen auf die übliche Weise erfolgen kann. Das erfindungsgemäße Material besitzt eine lange Lebensdauer. ,

Ausführungsbeispiel

An einem Beispiel soll die Erfindung näher erläutert werden. Folgende Stoffe gelangen zum Einsatz:

Tonerde als a-AI₂O₃ 40,20%

AI₂O₃ aus einem Ton 4,70%

TiO₂ als Rutil 44,20%

SiO₂auseinemTon 6,10%

MgO aus Magnesit 3,00%

Alkalien insgesamt 0,80%

AI₂TiO₆ bei 1 500 ⁰C vorgebildet 1,00%

Vo

Die Stoffe werden durch Naßmahlung in einer Trommelmühle auf < 0,63 mm zerkleinert. Der Schlicker wird anschließend mittels Filterpressen entwässert. Die Filterkuchen lassen sich je nach bedarfsgerechten keramischen Formgebungsverfahren weiter verarbeiten zu Unterlagen oder Formen für die Heißbehandlung optischer Gläser. Aus getrockneten Filterkuchen wird durch mechanische Zerkleinerung und anschließendem Absiebens ein Splitterkorn zwischen 0,2 bis 1,8mm Korndurchmesser gewonnen.

Aus diesem Splitterkorn — homogen mit 2% Ölsäure und 3% Wasser angemischt—werden Unterlagen zum Verschmelzen von Linsenteilen zu „Buttons" und Unterlagen zum Verschmelzen der „Buttons" mit dem Grundglas im Trockenpreßverfahren bei Preßdrucken von ca. 50MPa hergestellt.

Beim Sintern der Unterlagen bei 1 450⁰C (1 Stunde Haltezeit) bildet sich ein Werkstoff mit folgenden Parametern aus:

— offene Porosität = ca. 30%

— Dichte = ca.2,5g/cm³

— Biegefestigkeit = ca. 23MPa

— mittl. Mn. therm. Ausdehnungskoeffizient₂₀...₁₀oox ⁼ 0,5 χ 10~⁶K~¹.

Claims (2)

Erfindungsanspfuch:

1. Keramisches Kontaktmaterial, z.B. Schmelzunterlagen, zur Formgebung optischer Gläser bis ca. 850⁰C, gekennzeichnet dadurch, daß für diesen Zweck ein Keramikkörper folgender chemischer Zusammensetzung:

und folgender Parameter:

— offene Porosität 25 bis 37% ' '

— Dichte 2,4 bis 2,7 g/cm³

— Biegefestigkeit 15 bis 32MPa

— mittlerer linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient ₂o...iooo°c0 bis 2,1 x 10"⁶K"¹ verwendet wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines keramischen Kontaktmaterials nach Punkt 1, unter Anwendung feinkeramischer Technologien, gekennzeichnet dadurch, daßeine homogene, feine Mischung aus

42 bis 58% AI₂O₃

36 bis45% TiO₂ ι

__' 3 bis 10% SiO₂

' 2 bis 6% MgO _ . ·

0,2 bis 1,1% Alkalien

und 0,1 bis 2% eines bei Temperaturen zwischen 1 420 und 1 510⁰C bereits vorgebildeten Aiuminiumtitanat-

Keramikpulvers

bereitet, danach die Mischung verformt und bei Temperaturen zwischen 1 400 und 1 500⁰C und einer Haltezeit zwischen 0,5 und 1,5h gesintert wird.