DE3201943C2 - Optisches Glas im System SiO↓2↓-B↓2↓O↓3↓-CaO-La↓2↓O↓3↓ mit Brechwerten von 1,60 - 1,69 und Abbezahlen ≥ 54 mit besonders geringer Dichte und besonders guter chemischer Beständigkeit - Google Patents

Optisches Glas im System SiO↓2↓-B↓2↓O↓3↓-CaO-La↓2↓O↓3↓ mit Brechwerten von 1,60 - 1,69 und Abbezahlen ≥ 54 mit besonders geringer Dichte und besonders guter chemischer Beständigkeit

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Abstract

Ein optisches Glas mit Brechwerten von 1,60-1,69 und Abbezahlen über 54 sowie mit einer Dichte unter 3,4 g/cm ↑3, das sich durch eine gute chemische Haltbarkeit auszeichnet, besteht aus (in Gew.%) SiO ↓2 5-30, B ↓2O ↓3 20-55, CaO 13-40, La ↓2O ↓3 3-25, sowie gegebenenfalls 0-7 ZrO ↓2, 0-2 TiO ↓2, 0-9 Al ↓2O ↓3, 0-9 MgO, 0-10 ZnO, 0-10 SrO, 0-12 BaO.

Description

Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein neues optisches Glas, das sich von bekannten Gläsern der gleichen optischen Lage durch eine deutlich geringere Dichte und durch eine bessere chemische Haltbarkeit unterscheidet.
Bei den bekannten optischen Krongläsern wird diese optische Lage häufig und mit sehr hohen BaO- und/oder La[tief]2O[tief]3-Gehalten eingestellt. Dadurch sind diese Gläser erheblich schwerer als die erfindungsgemäßen Gläser.
Die DE-AS 10 99 136 beschreibt optische Gläser des Glassystems SiO[tief]2-B[tief]2O[tief]3-La[tief]2O[tief]3-CaO-BaO mit BaO-Gehalten über 6 Gew.-% und La[tief]2O[tief]3-Gehalten von 24 - 40 Gew.-%.
Aus der DE-PS 9 59 492 sind optische Gläser der Zusammensetzung SiO[tief]2-B[tief]2O[tief]3-ZrO[tief]2-La[tief]2O[tief]3-CaO bekannt, die Lanthanoxid in Mengen von 26 - 44 Gew.-% enthalten.
Bei den Gläsern der DE-AS 10 90 398 wird die optische Lage mit B[tief]2O[tief]3, CaO und/oder MgO, ZrO[tief]2, SrO und/oder BaO und/oder La[tief]2O[tief]3 sowie 10 - 46 Gew.-% ZnO und/oder CdO eingestellt.
Die erfindungsgemäßen Gläser bestehen aus den Komponenten SiO[tief]2-B[tief]2O[tief]3-CaO-La[tief]2O[tief]3, wobei der SiO[tief]2-Anteil 5 - 30 Gew.-%, der B[tief]2O[tief]3-Anteil 20 - 55 Gew.-% beträgt. Um Brechwerte > 1,60 bei gleichzeitig geringer Dichte zu gewährleisten, sind CaO-Anteile von 13 - 40 Gew.-% notwendig. La[tief]2O[tief]3 in Anteilen von 3 - 25 Gew.-% wird zugesetzt, um die chemische Beständigkeit zu verbessern.
Diesem Grundglassystem können je nach Wunsch weitere Komponenten zugefügt werden; ZrO[tief]2 0 - 7 Gew.-% erhöht deutlich den Brechwert und die Säureresistenz; allerdings geht die Abbezahl zurück. SrO 0 - 10, MgO 0 - 9 Gew.-% sind Wahlkomponenten, wie auch Al[tief]2O[tief]3 0 - 9 und TiO[tief]2 0 - 2 Gew.-%. TiO[tief]2 erniedrigt die Abbezahl sehr stark.
In der nachfolgenden Tabelle sind zwei bekannte Gläser (LaK 21 und LaK N12, s. SCHOTT-Katalog Nr. 311 d [1980]) zwei Gläsern gemäß der vorliegenden Erfindung gegenübergestellt; p ist die Dichte in g/cm[hoch]3.
__________________________________________________________________________
LaK 21 Beispiel 6 LaK N12 Beispiel 2
__________________________________________________________________________
nd 1,6405 1,6410 1,6779 1,6310
vd 60,10 53,40 55,10 60,2
p 3,74 3,01 4,10 3,01
In der Tabelle "Schmelzbeispiele" sind einige beispielhafte Zusammensetzungen mit ihren Eigenschaften aufgeführt.
Die erfindungsgemäßen Gläser werden folgendermaßen hergestellt:
Die Oxide, Carbonate, Nitrate werden entsprechend dem Rezept abgewogen; Läutermittel, wie z.B. As[tief]2O[tief]3 oder Sb[tief]2O[tief]3, wird in Anteilen von 0,1 - 1 Gew.-% zugesetzt. Dieser Ansatz wird gut gemischt und in einem keramischen Becken oder Pt-Tiegel bei 1250 - 1350°C eingeschmolzen, geläutert und homogenisiert und herabgerührt zur Gußtemperatur von 1000 - 1080°C und in Eisenformen gegossen bzw. maschinell weiterverarbeitet, z.B. verpreßt.

Claims (8)

1. Optisches Glas im System SiO[tief]2-B[tief]2O[tief]3-CaO-La[tief]2O[tief]3 mit Brechwerten von 1,60 - 1,69 und Abbezahlen >/= 54, das sich durch eine geringe Dichte von </= 3,4 g/cm[hoch]3 auszeichnet, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
SiO[tief]2 5 - 30 Gew.-%
B[tief]2O[tief]3 20 - 55 Gew.-%
CaO 13 - 40 Gew.-%
La[tief]2O[tief]3 3 - 25 Gew.-%.
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich enthält:
ZrO[tief]2 0 - 7 Gew.-%
3. Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich enthält:
TiO[tief]2 0 - 2 Gew.-%
4. Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich enthält:
Al[tief]2O[tief]3 0 - 9 Gew.-%
5. Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich enthält:
MgO 0 - 9 Gew.-%
6. Glas nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich enthält:
SrO 0 - 10 Gew.-%
7. Glas nach Anspruch 2 mit Brechwerten von 1,635 - 1,645, Abbezahlen >/= 59,8 und einer Dichte </= 3,0 g/cm[hoch]3, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
SiO[tief]2 6 - 10 Gew.-%
B[tief]2O[tief]3 48 - 53 Gew.-%
SiO[tief]2 + B[tief]2O[tief]3 57 - 59 Gew.-%
CaO 25 - 29 Gew.-%
La[tief]2O[tief]3 11 - 15 Gew.-%
ZrO[tief]2 0 - 3 Gew.-%.
8. Glas nach Anspruch 5 mit Brechwerten von 1,670 - 1,685, Abbezahlen > 54 und einer Dichte </= 3,4 g/cm[hoch]3, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
SiO[tief]2 15 - 19 Gew.-%
B[tief]2O[tief]3 29 - 33 Gew.-%
SiO[tief]2 + B[tief]2O[tief]3 45 - 49 Gew.-%
CaO 20 - 25 Gew.-%
MgO 0 - 4 Gew.-%
CaO + MgO 20 - 27 Gew.-%
La[tief]2O[tief]3 20 - 25 Gew.-%
ZrO[tief]2 4 - 7 Gew.-%
La[tief]2O[tief]3 + ZrO[tief]2 26 - 31 Gew.-%.
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