DE2435455B2

DE2435455B2 - Verfahren zum herstellen von telluritglas

Info

Publication number: DE2435455B2
Application number: DE19742435455
Authority: DE
Inventors: Nobuya Akishima Tokio Ogita (Japan)
Original assignee: Hoya Glass Works, Ltd., Tokio
Priority date: 1973-07-23
Filing date: 1974-07-23
Publication date: 1977-04-28
Also published as: JPS524281B2; DE2435455A1; JPS5033211A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Telluritglas durch Schmelzen eines Tellurit enthaltenden Glasgemenges in einem goldenen Schmelzbehälter.

Ein Tellurit enthaltendes Gemisch kann nicht in einem gewöhnlichen keramischen Schmelztiegel, z. B. aus Aluminiumoxid Zirkonoxid und Magnesiumoxid, geschmolzen werden, weil Tellurit sehr korrosiv ist, ein emulgiei''--ndes Gemisch bildet und den Schmelztiegel angreift. Diese Schmelztiegel sind zum Schmelzen eines Telluritgemisches ungeeignet. Ein Schmelztiegel aus Siliciumdioxid ist beim Schmelzen eines Telluritgemisches ebenfalls nicht lange haltbar.

Ein Platinbehälter kann zum Herstellen eines homogenen optischen Glases verwendet werden, weil Platin gegen korrosive Angriffe widerstandsfähig ist. Jedoch wird während des Schmelzens eines Telluritgemisches eine Legierung mit einem niedrigen Schmelzpunkt gebildet. Dadurch wird der Platinbehälter angegriffen und das Glas wird grau gefärbt. Außerdem wird häufig durch Platinionen eine tiefe Braunfärbung des Glases verursacht. Daher ist ein Schmelztiegel aus Platin zum Schmelzen von Telluritglas nicht geeignet.

Um die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen, wurde ein Goldbehälter zum Schmelzen von Telluritglas verwendet.

In der US-PS 36 61 600 wird ein Verfahren zur Herstellung von Telluritglas in einem Goldtiegel beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die Schmelze mit einem Goldstab gerünrt. Bei diesem Verfahren erhält man jedoch ein Glas, das etwas gefärbt ist und Einschlüsse enthält und somit nicht die hohen Anforderungen, die an optische Gläsei gestellt werden, vollständig erfüllt. Das Glas, das gemäß der US-PS 36 61 600 hergestellt wird, enthält unzählige Goldkri stalle mit einem goldenen Metallglanz als Ausfällungen und dadurch wird das Licht zerstreu;. Durch Schmelzen eines Clasgemischcs in einem Goldtiegel läßt sich somit kein optisches Telluritglas hoher Qualität herstellen.

Bei der Bestimmung des Temperaturbereiches zum Verblasen von Telluritglas wird dieses Glas in einem goldenen Behälter geschmolzen, kurzzeitig auf einer bestimmten Temperatur gehalten, in eine Form gegossen und darin abgekühlt und der Goldbehälter ist vollständig dauerhaft und wird durch das geschmolzene Telluritglas nicht korrodiert.

Ein tür optische Zwecke zu verwendendes Telluritglas muß jedoch der gleichen Schmelzbehandlung unterworfen werden, wie gewöhnliches optisches Glas, d. h. es muß gerührt werden, um den Schaum zum Verschwinden zu bringen, damit man ein optisch homogenes Glas erhält. Das geschmolzene Glas wird über einen ziemlich langen Zeitraum in einem Temperaturbereich gerührt, der niedriger als der zur Schmelz- und Klärbehandlung liegt. Wenn eine solche Schmelzbehandlung begleitet von der Temperaturänderung über einen langen Zeitraum mit einem goldenen Schmelztiegel und eheir. goldenen Rührstab durchgeführt wird, werden viele Kristallkörner mit einem metallischen Goldschimmer in der Glaszusammensetzung abgeschieden, welche den Streukoeffizienten erhöhen und die Homogenität verringern. So kann kein optisch verwendbares Telluritglas mit goldenem Schmelzzubehör erzielt werden.

In der DL-PS 97188 wird ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Telluritglases beschrieben, bei dem beim Schmelzen ein Platin-, Gold- oder Quarzbehälter verwendet wird. Das bei diesem Verfahren erhaltene Glas besitzt jedoch Einschlüsse.

In der DT-AS 19 62 433 werden optische Gläser extremer Lagen beschrieben, die großtechnisch hergestellt werden können, wobei Sauerstoff in die Schmelze eingeleitet wird. Bei Quarzglas liegen die Verhältnisse jedoch anders als bei Telluritglas, das Quarzglas bei wesentlich höheren Temperaturen als Telluritglas hergestellt wird.

Die US-PS 37 16 349 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von optischen Gläsern, das möglichst wenig Einschlüsse enthalten seil, durch Auflösen des Glases in einer Sauerstoffatmosphäre unter Verwendung eines Keramiktiegels. Dabei sollen sich die Einschlüsse lösen. Das bei diesem Verfahren erhaltene Glas ist jedoch kein optisch hochwertiges Telluritglas.

Aus den obigen Ausführungen ergibt sich, daß die bekannten Verfahren zur Herstellung eines homogenen und stabilen Telluritglases ungeeignet sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines homogenen und stabilen Telluritglases zu schaffen.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Telluritglas durch Schmelzen eines Tellurit enthaltenden Glasgemenges in einem goldenen Schmelzbehälter, das dadurch gekennzeichnet, ist, daß in einer Sauerstoffgasatmosphäre geschmolzen wird.

Erfindungsgemäß wird so ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines stabilen Telluritglases mit hoher Qualität geschaffen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird hochtransparentes Telluritglas erhalten, in dem keine Kristallkörnchen mit Metallglanz ausgefällt vorliegen. Erfindungsgemäß wird in einer Sauerstoff gasatme* phäre geschmolzen und es wird ein goldener Schmelztiegel und ein goldener Riihrstab verwendet.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Telluritglas ist homogen, enthält keine lichtzerstreuenden Partikel und weist eine hohe Lichtdurchlässigkeit ■■iUf.

Um das Glas in einer Sauerstoffgasatmosphäre zu schmelzen, wird die Luft in dem Glasschmelzofen zuerst

durch Sauerstoff ersetzt und dann wird während der Schmelzbehandlung Sauerstoff in einer solchen Menge in den Ofen eingeleitet, daß sie ausreicht, ein Hereinlecken von Luft in den Ofen zu verhindern. Auf diese Weise kann die Bildung von Kristallkörnern, die sich durch die Verwendung von goldenen Schmelzgeräten ergibt, vermieden werden und ein homogenes reines und kaum gefärbtes Telluritglas erzeugt werden.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen öuerschnitt eines von vorn gesehenen Glasschmelzofens, der beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendei wird,

F i g. 2 einen von der Seite gesehenen Schnitt des Glasschmelzofens, und

Fi g. 3 einen Querschnitt eines anderen Glasschmelzofens, der mit einer Zuführeinrichtung für Sauerstoffgas versehen ist

Das Telluritglas, das beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann, ist ein Glas, das mindestens 50 Mol.% TeO₂ enthält.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels erläutert. Ein Glasgemisch aus TeO₂ 60 Mol.%, WO₃ 20 Mol.%. Li₂O 14 Mol.% und PbO 6 Mol.% wurde in einem rechteckigen Ofen geschmolzen, wie er in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist, wo Sauerstoffgas von der Rückwand des Ofens über ein Rohr 2 in den Ofen geleitet wird, um darin eine reine Sauerstoffgasatmosphäre von ungefähr 1 atm aufrechtzuerhalten. Die Temperatur im Ofen kann durch ein Thermoelement 3 gemessen werden, das in die Rückseite des Ofens eingesetzt ist. Die Bezugszah! 4 bezeichnet einen Heizkörper, die Bezugszahl 5 einen schützenden Schmelztiegel aus Ton, die Bezugszahl 6 einen goldenen Schmelztiegel, die Bezugszahl 7 Aluminiumpulver, die Bezugszahl 8 Telluritglas, die Bezugszahl 9 einen goldenen Rührstab, der angehoben und abgesenkt werden kann, und die Bezugszahl 10 einen Gasauslaß.

F i g. 3 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens, bei welchem Sauerstoff durch das Glas geblasen wird, wobei das Sauerstoffgas durch ein Rohr 2' in ein geschmolzenes Telluritglas 8 zugeführt wird, um während des gesamten Schmelzvorganges eine Sauerstoffgasatmosphäre sicherzustellen.

Das geschmolzene Glas wird auf etwa 750 bis 800° C gehalten und ingefähr 7 bis 8 Stunden gerührt, um das Entschäumen und Klären durchzuführen. Dann wird das geschmolzene Glas auf ungefähr 600^ρ C abgekühlt und 1 Stunde lang weiter gerührt, um die Ursache der Linienbildung zu entfernen. Danach wird dei Schmelz tiegel aus dem Ofen genommen und das geschmolzene Glas wird in eine vorgewärmte Form gegossen und darin langsam abgekühlt. Infolge eines solchen Schmelzens und einer solchen Behandlung kann die Bildung zahlreicher Kristallkerne mit einem Metallglanz vermieden werden, das sich aus der Verwendung herkömmlicher goldener Schmelzwerkzeuge ergibt und

ίο so kann ein homogenes Telluritglas erzeugt werden. Außerdem werden die goldenen Schmelzwerkzeuge auch nach langer Zeit und wiederholter Verwendung nicht geändert oder chemisch umgewandelt.

Darüber hinaus wird nicht nur die Ausfällung von Kristallkörnern verhindert, sondern es kann auch die Färbung des Glases in großem Ausmaß verringert werden, um ein klares Ί elluritglas mit hoher Lichtdurchlässigkeit zu erhalten.

Wie oben im einzelnen beschrieben wurde, werden diese bemerkenswerten Wirkungen der Erfindung anscheinend dadurch erzielt, daß durch die Sauerstoffgasatmosphäre eine Reduktion des leicht reduzierbaren Tellurdioxids (TeO₂) und die Bildung der feinen metallischen Kristallkörner verhindert wird, die sonst

J5 durch Verwendung goldener Schmelzwerkzeuge verursacht werden.

Wenn die Telluritglascharge mit einem Siüciumdioxidschmelztiegel in der Sauerstoffgasatmosphäre mit der Absicht, gleichförmige Schmelzbedingungen und eine Verringerung des Grades der Färbung zu erzielen, geschmolzen wird, kann ein Telluritglas hoher Oualität hergestellt werden. Wenn eine muffelartige Innenkammer, groß genug für den Schmelztiegel, in dem Schmelzofen vorgesehen wird, um eine Sauerstoffgasatmosphäre in der inneren Ofenkammer zu bilden, wird die oxidierende Wirkung weiter gesichert. Das Blasen von Sauerstoffgas in das geschmolzene Glas ist ebenfalls wirksam und der Verbrauch an Sauerstoffgas wird verringert.

Wie oben beschrieben wurde, ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen von Telluritglas mit gleichbleibend hoher Qualität unter Verwendung goldener Schmelzwerkzeuge geeignet, ohne daß Kristallkörner und daß lichtzerstreuende Partikel gebildet werden. Weil außerdem die Färbung des Glases verringert wird und die Lichtdurchlässigkeit verbessert wird, ist das sich ergebende Telluritglas zur Herstellung optischer Instrumente geeignet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Telluritglas durch Schmelzen eines Tellurit enthaltenden Glasgemenges in einem goldenen Schmelzbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Sauerstoffgasatmosphäre geschmolzen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schmelzens Sauerstoffgas durch das Tellurit enthaltende Glasgemisch geblasen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur von 750 bis 800° C ungefähr 7 bis 8 h lang geschmolzer, wird und das geschmolzene Glasgemisch auf ungefähr 600° C abgekühlt wird und auf dieser Temperatur unter Rühren 1 h lang gehalten wird, worauf das geschmolzene Glasgemisch in eine Form gegossen und das geschmolzene Glasgemisch langsam abgekühlt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Telluritglasgemisch mindestens 50 Mol-% TeO₂ enthält.

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