DE3331106C2 - Optisches Glas mit einem Brechtwert ≥1.60 und einer Abbezahl ≥58, mit hoher chemischer Stabilität und Entmischungs- und Kristallisationsfestigkeit im System SiO↓2↓-B↓2↓O↓3↓-SrO-La↓2↓O↓3↓-Al↓2↓O↓3↓-BaO-Alkalioxid-F - Google Patents
Optisches Glas mit einem Brechtwert ≥1.60 und einer Abbezahl ≥58, mit hoher chemischer Stabilität und Entmischungs- und Kristallisationsfestigkeit im System SiO↓2↓-B↓2↓O↓3↓-SrO-La↓2↓O↓3↓-Al↓2↓O↓3↓-BaO-Alkalioxid-FInfo
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Description
Ziel der Erfindung ist ein Zusammensetzungsbereich für ein optisches Glas im System SiO2, B2O3, SrO, La2O3,
Al2O3, BaO, Alkalioxid, F, im bekannten Brechwert/Abbezahl-Bereich
> 1,60/> 58, in welchem Gläser liegen, die mit herkömmlichen Gläsern die optischen Daten gemeinsam haben, sich von diesen jedoch durch eine wesentlich
verbesserte chemische Beständigkeit und/oder höherer Entmischungs- und Kristallisationsfestigkeit unterscheiden.
Der der Erfindung nächstkommende Stand der Technik ist in der DE-PS 29 52 705 beschrieben (s. dort weitere
Literaturangaben). Danach können zwar Gläser dieser optischen Lage mit erhöhter chemischer Beständigkeit
hergestellt werden, jedoch zeigen diese Gläser insbesondere bei hohen Abbezahlen (^60) eine starke Tendenz
zur Phasentrennung, wie sie seit langem im SiO2/B2O3-System bekannt ist (s. W. Vogel, Glaschemie, VEB
Deutscher Verlag für Grundstoffind., Leipzig 1979, S. 152). Diese Phasentrennung (Entmischung) wird verstärkt
durch die Zugabe von Fluor, das die Aufgabe hat, die Dispersion bei hohem Brechwert (>
1,620) zu erniedrigen und damit eine Abbezahl über 60,0 ermöglicht.
Die für optische Gläser notwendige Feinkühlung (10—0,3°C/h) ist nicht mehr möglich, ohne eine deutlich
sichtbare Trübung in größeren Glasblöcken (> 100 cm3) zu erzeugen. Die Trübungsgrenze reicht hinaus bis zur
Transformationstemperatur. Ein Verhindern der Trübung im Zusammensetzungsbereich der DE-PS 29 52 705
ist im hohen Brechzahl/Abbezahlbereich nicht möglich.
Um ein allen genannten Anforderungen (hoher Brechwert bei hoher Abbezahl, hohe chemische Beständigkeit,
hohe Entmischungs- und Kristallisationsstabilität) entsprechendes Glas zu schmelzen, war es deshalb notwendig,
einen neuen Zusammensetzungsbereich im System SiO2, B2O3, SrO, La2O3, Al2O3, BaO, Alkalioxid, F zu erfinden.
Dabei wurde das Grundglassystem, wie es in der DE-PS 29 52 705 beschrieben ist, beibehalten. Die entscheidende
Verbesserung gegenüber dem dort angegebenen Zusammensetzungsbereich liegt in einem deutlich erhöhten
Alkaligehalt. Der hohe Li2O-Gehalt ermöglicht eine verbesserte optische Lage (höherer Brechwert, höhere
Abbezahl), ohne daß es nötig ist, eine die Phasentrennung fördernde Menge an Fluor einzusetzen. Bei geringem
Fluoreinsatz kann durch Zugabe von mehr als 1 Gew.-°/o Na2O zw. K2O die Phasentrennungstendenz zurückgedrängt
werden.
Der erfindungsgemäße Bereich ist in den Ansprüchen angegeben. Dieser Bereich ist wie folgt gekennzeichnet
GIi!1 wandleroxide:
>rO 16,0-24,0; BaO 5,0-14; La2O310,0-20,5; ZrO2 0-4,0; Li2O 0,5-5;
Na2O 0,8-2,5; K2O 0-2,0; Summe Alkalioxide 1,6-5,0 mit einem Verhältnis
Na2O 0,8-2,5; K2O 0-2,0; Summe Alkalioxide 1,6-5,0 mit einem Verhältnis
Na2O+ K2O
und bei einem maximalen F~-Gehalt von 0,5.
Außerdem können noch folgende Oxide enthalten sein (Gew.-%):
MgO 0-2, CaO 0-7,ZnO 0-4, Y2O3 0-5, WO3 0-3 und Gd2O3 0-3.
Außerdem können noch folgende Oxide enthalten sein (Gew.-%):
MgO 0-2, CaO 0-7,ZnO 0-4, Y2O3 0-5, WO3 0-3 und Gd2O3 0-3.
Die erfindungsgemäßen Gläser erfüllen sowohl die Forderung nach hoher chemischer Beständigkeit bei
Brechzahlen > 1,60 und Abbezahlen > 58 als auch die nach ausreichender Entmischungs- und Kristallisationsstabilität.
Die Tabelle zeigt einige Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung (Zusammensetzungen in
Gew.-%).
Die erfindungsgemäßen Gläser werden folgendermaßen hergestellt:
Die Rohstoffe (Oxide, Carbonate, Nitrate und evtl. Fluoride) werden abgewogen; ein Läutermittel, wie As2O3
in Anteilen von 0,1 — 1 Gew.-% wird zugegeben und anschließend gut gemischt Das Glasgemenge wird bei ca.
116— 13000C im Pt-Tiegel oder im Keramikschmelzbecken eingeschmolzen, danach gelauert und mittels eines
Rührers gut homogenisiert. Bei einer Gußtemperatur von ca. 9300C wird das Glas zu den gewünschten Abmessungen
verarbeitet.
Schmelzbeispiel für 100 kg berechnetes Glas (Bsp. 1 der Tabelle):
Gew.-0,
Rohstoff
SiO2 | 24,10 | Quarzmehl | 24,14 |
B2O3 | 27,60 | H3BO3 | 48,93 |
BaO | 9,00 | Ba(NO3J2 | 15,45 |
SrO | 19,50 | Sr(NO3J2 | 40,21 |
Li2O | 0,60 | Li2CO3 | 1,89 |
Na2O | 1,10 | Na2CO3 | 1,89 |
Al2O3 | 2,80 | AlOOH | 3,61 |
La2O3 | 14,10 | La2O3 | 14,10 |
ZrO3 | 1,10 | ZrO2 | 1,10 |
As2O3 | 0,20 | As2O3 | 0,20 |
Eigenschaften dieses Glases: s. Tabelle (Beispiel 1).
SiO2 | 24,10 | 23,00 | 25,10 | 25,20 | 26,10 | 25.10 | 2) OEG — obere Entglasungsgrenze im Gradientenofen bei 60 min Temperung eines vorher gekühlten Glases. |
B2O3 | 27,60 | 27,50 | 24,20 | 25,00 | 24,80 | 24,40 | |
Al2O3 | 2,80 | 3,10 | 1,70 | 2,80 | 2,70 | 3,80 | |
Li2O | 0,60 | 1,10 | 3,80 | 2,50 | 1,00 | 0,90 | |
Na2O | 1,10 | 0,80 | 0,90 | 1,00 | UO | 1,10 | |
K2O | — | 0,50 | _ | — | — | 0,30 | |
MgO | — | 0,70 | — | — | — | — | |
CaO | — | _ | 2,60 | — | 0,50 | — | |
SrO | 19,50 | 17,80 | 18,00 | 16,50 | 17,00 | 21,10 | |
BaO | 9,00 | 10,00 | 6,80 | 12,10 | 8,00 | 9,00 | |
La2O3 | 14,10 | 14,00 | 16,20 | 13,00 | 18,00 | 12,80 | |
ZrO2 | 1,10 | 1,00 | 0,50 | 0,20 | — | — | |
Y2O3 | — | — | — | 1,10 | — | — | |
WO3 | — | — | — | — | 0,50 | — | |
Gd2O3 | — | — | — | — | — | 1,30 | |
F- | — | 0,30 | — | 0,40 | — | — | |
As2O3 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | |
/Jd | 1,6216 | 1,6222 | 1,6291 | 1,6150 | 1,6240 | 1,6200 | |
Vd | 60,0 | 60,2 | 59,4 | 60,5 | 59,60 | 60,1 | |
iss1) (min) | 7,1 | 6,9 | 7,5 | 6,5 | 8,0 | 9,1 | |
OEG2J(0C) | 1020 | 1000 | 950 | 990 | 1045 | 1030 | |
KG^)C C)/\im/mm) | 935/0,8 | 930/0,7 | 900/0,4 | 940/1,0 | 935/0,9 | 925/0,9 | |
FB4J(0C) | — | — | — | 750-810 | — | 760-800 | |
') fs« — Zeil für Abtrag von 1 μπι Schicht von polierter Glasoberfläche durch Lösung pH 4,6. |
EB — Entmischungsbereich bei einer 15stündigen Temperung im Gradientenofen. Die Transformationstemperaturen
liegen zwischen 600 und 650° C.
Claims (3)
1. Optisches Glas mit einem Brechwert > 1,60, einer Abbezahl
>58 und mit verbesserter Säure-, Entmischungs- und Kristallisationsbeständigkeit im System SiO2, B2O3, SrO, La2O3, AI2O3, BaO, Alkalioxid, F,
gekennzeichnetdurch folgende Zusammensetzung (in Gew.-%):
SiO3 21,5-27.0
B2O3 23,5-30,0
SrO 16,0-24,0
La2O3 10,0-20,5
Al2O3 1,5-5,0
BaO 5,0-14,0
ZrO2 0-4,0
Li2O 0,5-5,0
Na2O 0,8-2,5
K2O 0-2,0
Σ Li2O1Na2O1K2O 1,6-5,0
F- <0,5
Verhältnis von Li2O zu (Na2O + K2O)
> 0,5.
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es enthält (in Gew.-%):
MgO 0-2
CaO 0-7
ZnO 0-4
3. Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es enthält (in Gew.-%):
Y2O3 0-5
Wo1 0-3
Gd2O3 0-3
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DE3331106A DE3331106C2 (de) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | Optisches Glas mit einem Brechtwert ≥1.60 und einer Abbezahl ≥58, mit hoher chemischer Stabilität und Entmischungs- und Kristallisationsfestigkeit im System SiO↓2↓-B↓2↓O↓3↓-SrO-La↓2↓O↓3↓-Al↓2↓O↓3↓-BaO-Alkalioxid-F |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SCHOTT GLAS, 55122 MAINZ, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |