JPS60131851A - リン酸塩レ−ザガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法 - Google Patents
リン酸塩レ−ザガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法Info
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- JPS60131851A JPS60131851A JP58237760A JP23776083A JPS60131851A JP S60131851 A JPS60131851 A JP S60131851A JP 58237760 A JP58237760 A JP 58237760A JP 23776083 A JP23776083 A JP 23776083A JP S60131851 A JPS60131851 A JP S60131851A
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- Japan
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- glass
- shock resistance
- phosphate laser
- laser glass
- heat
- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/02—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with glass
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Lasers (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、リン酸塩レーザガラスの表面にガラス質の
被膜を形成して光ボンピングに対する耐５）熱衝撃強度
および破壊強度を増加させる方法に関する。
被膜を形成して光ボンピングに対する耐５）熱衝撃強度
および破壊強度を増加させる方法に関する。
最近、ガラスレーザに対して、高速繰り返し発振の要請
が高まっている。リン酸塩レーザガラス拡狭いスペクト
ル幅を有していて、このような発１．０振用ガ２スとし
て優れた特性を有している。しかし高速繰り返し発振を
行なうと励起光であるフラッシュランプからの熱がガラ
ス内部に蓄積し、レーザガラスの温度が上昇してしまう
。このため通常は、水冷あるいは空冷が行なわれている
。しかＩｌ、るにこの水冷等をしてもガラスの場合は結
晶と異なり熱伝導率が小さいので、内部に蓄積した熱が
、冷却媒体に拡散しに〈＜、その結果、ガラス内部に大
きな温度分布が発生□しやすい。このためこの温度分布
による熱応力によってガラス破壊がもたらされてしまう
。これを防ぐ手段としてはガラスの耐熱衝撃強度の増加
が必要とされる。
が高まっている。リン酸塩レーザガラス拡狭いスペクト
ル幅を有していて、このような発１．０振用ガ２スとし
て優れた特性を有している。しかし高速繰り返し発振を
行なうと励起光であるフラッシュランプからの熱がガラ
ス内部に蓄積し、レーザガラスの温度が上昇してしまう
。このため通常は、水冷あるいは空冷が行なわれている
。しかＩｌ、るにこの水冷等をしてもガラスの場合は結
晶と異なり熱伝導率が小さいので、内部に蓄積した熱が
、冷却媒体に拡散しに〈＜、その結果、ガラス内部に大
きな温度分布が発生□しやすい。このためこの温度分布
による熱応力によってガラス破壊がもたらされてしまう
。これを防ぐ手段としてはガラスの耐熱衝撃強度の増加
が必要とされる。
ここでこの耐熱衝撃強度Ｒの一般式は次のように表わさ
れる。
れる。
（１−μ）にＳ
Ｒ−□ ■
αＥ
ここで、μはポアソン比、には熱伝導率、Ｓは破壊（曲
げ）強度、αは熱膨張係数、Ｅはヤング率である。
げ）強度、αは熱膨張係数、Ｅはヤング率である。
熱伝導率に等は、その物質については定数なので、上式
から組成のきまったガラスの耐熱衝撃強度を増加させる
には、ガラスの破壊強度を増大させればよいことがわか
る。 □ そして従来のこのようにガラスの耐熱衝撃強度を増加さ
せる方法として杜、例えばイオン交換によるガラス表面
の化学強化方法がある。しかしながら従来のこの化学強
化方法は、この方法を採るために組成した特定のガラス
にしか適用できず、高速繰り返し発振特性を重視したリ
ン酸塩レーザガラス等のその他の組成のガラスには適用
できないという問題点があった。また、イオン交換によ
って表面に形成された圧縮応力層は、ガラスの温度が上
昇するとイオンが移動して消失するという性質を有して
いる。
から組成のきまったガラスの耐熱衝撃強度を増加させる
には、ガラスの破壊強度を増大させればよいことがわか
る。 □ そして従来のこのようにガラスの耐熱衝撃強度を増加さ
せる方法として杜、例えばイオン交換によるガラス表面
の化学強化方法がある。しかしながら従来のこの化学強
化方法は、この方法を採るために組成した特定のガラス
にしか適用できず、高速繰り返し発振特性を重視したリ
ン酸塩レーザガラス等のその他の組成のガラスには適用
できないという問題点があった。また、イオン交換によ
って表面に形成された圧縮応力層は、ガラスの温度が上
昇するとイオンが移動して消失するという性質を有して
いる。
この発明は、このような従来の問題点を解決する′こと
を目的としたもので、次のような研究の結果完成された
ものである。即ち金属アルコキシド等から作成した部分
縮重合ゾル溶液をリン酸塩レーザガラス表面に浸漬法等
によりコーチ−インクし１熱処理して、ガラス質の被膜
を形成することにより、ガラスの破壊強度、および耐熱
衝撃強度を大幅に増大し得ることを見出した。
を目的としたもので、次のような研究の結果完成された
ものである。即ち金属アルコキシド等から作成した部分
縮重合ゾル溶液をリン酸塩レーザガラス表面に浸漬法等
によりコーチ−インクし１熱処理して、ガラス質の被膜
を形成することにより、ガラスの破壊強度、および耐熱
衝撃強度を大幅に増大し得ることを見出した。
而してこの発明は、金属アルコキシドその他の有機金属
化合物の１種または２種以上をアルコールその他の有機
溶媒に溶解したものを加水分解し、これに部分縮重合反
応を行々わせて得たゾル溶液をリン酸塩レーザガラスの
表面にコーティングし、さらにこのコーテイング膜を熱
処理することによりガラス質の被膜とすることを特徴と
している。
化合物の１種または２種以上をアルコールその他の有機
溶媒に溶解したものを加水分解し、これに部分縮重合反
応を行々わせて得たゾル溶液をリン酸塩レーザガラスの
表面にコーティングし、さらにこのコーテイング膜を熱
処理することによりガラス質の被膜とすることを特徴と
している。
有機金属化合物としては、Ｓｉ、８％Ｎａ１Ａｔその他
のガラスを形成し得、る金属元素からなる化合物が用い
られる。例えば８４０２単成分ガラス被膜とするために
は、金属アルコキシドのケイ酸アルキル等を用いればよ
いし、８１０２ Ｂ２０ｚ Ｎａ２Ｏ３成分系ガラス被
膜とするためには、金属アルコキシドの例えばケイ酸エ
チル・、ホウ酸メチル、およびナトリウムメチラートの
混合物を用いればよい。
のガラスを形成し得、る金属元素からなる化合物が用い
られる。例えば８４０２単成分ガラス被膜とするために
は、金属アルコキシドのケイ酸アルキル等を用いればよ
いし、８１０２ Ｂ２０ｚ Ｎａ２Ｏ３成分系ガラス被
膜とするためには、金属アルコキシドの例えばケイ酸エ
チル・、ホウ酸メチル、およびナトリウムメチラートの
混合物を用いればよい。
一方、有機溶媒としては、アルコール、アセチルアセト
ンが一般的である。上記の有機金属化合物の１種あるい
は２・種以上を、この有機溶媒に溶解、シ、充分混合し
たのち加水分解のための水を、そのままの形で、あるい
は有機溶媒で希釈した形で添加し、攪拌、混合し加水分
解、縮重合を行なわせる。この際溶液中の有機金、属化
合物の濃度が０．１モル／却から５モル／Ｊｃ９の範囲
に入るように調整する。０．１モル／却以下では、コー
ティング時に充分な厚みの膜が形成されず、５モル／＃
以上では、加水分解に続いて起る縮重合反応の速度が大
きすぎて、溶液がゼリー状に固化してしまい、コーティ
ング溶液として使用できない。
ンが一般的である。上記の有機金属化合物の１種あるい
は２・種以上を、この有機溶媒に溶解、シ、充分混合し
たのち加水分解のための水を、そのままの形で、あるい
は有機溶媒で希釈した形で添加し、攪拌、混合し加水分
解、縮重合を行なわせる。この際溶液中の有機金、属化
合物の濃度が０．１モル／却から５モル／Ｊｃ９の範囲
に入るように調整する。０．１モル／却以下では、コー
ティング時に充分な厚みの膜が形成されず、５モル／＃
以上では、加水分解に続いて起る縮重合反応の速度が大
きすぎて、溶液がゼリー状に固化してしまい、コーティ
ング溶液として使用できない。
有機金属化合物と水の比率も適正なコーティング溶液を
作成するための重要なパラメータである。
作成するための重要なパラメータである。
加水分解用に加えられる水の好ましい量は、有機金属化
合物の種類によって異なるが、有機金属化合物１モルに
対して、およそ、１モルから５モルの範囲である。これ
以下の水の量の場合、コーティング可能な部分縮重合し
たゾル溶液を得るには、きわめて長い反応時間を必要と
するし、これ以上の水の量の場合、溶液のゲル化が速く
、安定なコーティング溶液が得られにくい。
合物の種類によって異なるが、有機金属化合物１モルに
対して、およそ、１モルから５モルの範囲である。これ
以下の水の量の場合、コーティング可能な部分縮重合し
たゾル溶液を得るには、きわめて長い反応時間を必要と
するし、これ以上の水の量の場合、溶液のゲル化が速く
、安定なコーティング溶液が得られにくい。
適当な量の水で加水分解し、熟成によって部分縮重合さ
せたゾル溶液に、リン酸塩レーザガラスを浸漬する、等
の方法で、膜をコーティングすることができる。この膜
を後述の各実施例で示すような熱処理条件で焼成するこ
とによりガラス質の被膜が得られる。
せたゾル溶液に、リン酸塩レーザガラスを浸漬する、等
の方法で、膜をコーティングすることができる。この膜
を後述の各実施例で示すような熱処理条件で焼成するこ
とによりガラス質の被膜が得られる。
この発明によるガラスの耐熱衝撃強度の増大の原因は、
イオン交換法の場合のような、表面圧縮応力層の形成に
よるというよりも、むしろ、ガラスの表面に存在する微
細なキズをガラス質の被膜がある程度消失させることに
よるためと考えられる。これは次の実施例で示すように
、Ｓｉｎ、ガラス被膜と５ｔ０２ＢｚＯｓ−ＮａｘＯ系
ガラメガラス被膜た場合、膨張係数の小さい、即ち、大
きな圧縮応力層が形成されると予想される５Ｉ０２ガラ
ス被膜の方が、耐熱衝撃強度が必ずしも大きくないこと
がらこのように考えられるものである。
イオン交換法の場合のような、表面圧縮応力層の形成に
よるというよりも、むしろ、ガラスの表面に存在する微
細なキズをガラス質の被膜がある程度消失させることに
よるためと考えられる。これは次の実施例で示すように
、Ｓｉｎ、ガラス被膜と５ｔ０２ＢｚＯｓ−ＮａｘＯ系
ガラメガラス被膜た場合、膨張係数の小さい、即ち、大
きな圧縮応力層が形成されると予想される５Ｉ０２ガラ
ス被膜の方が、耐熱衝撃強度が必ずしも大きくないこと
がらこのように考えられるものである。
次に実施例を述べる。なおこの発明は以下の実施例の範
囲に限定されるものではない。
囲に限定されるものではない。
実施例１
ケイ酸エチルのエチルアルコール溶液を加水分解した後
、室温に放置し部分縮重合化を行なわせ、コーティング
溶液とした。この溶液に、光沢研磨した５φ×４０１１
ＩＩ＋＋のリン酸塩レーザガラスを浸漬し、引き上げて
コーティングを行なった。これを室温で乾燥したのち、
徐々に３５０ ’Ｃまで昇温し、５時間保持してガラス
質の被膜を得た。このようにして作成された被膜つきガ
ラスの曲げ強度は１４００＃／ｃｄｌとなり、コーティ
ングのないガラスの曲げ強度６７０Ｊｃ’ｉ／Ｃｄに較
べ、約２．１倍に強化された。■式から耐熱衝撃強度も
同様に２．１倍になる。
、室温に放置し部分縮重合化を行なわせ、コーティング
溶液とした。この溶液に、光沢研磨した５φ×４０１１
ＩＩ＋＋のリン酸塩レーザガラスを浸漬し、引き上げて
コーティングを行なった。これを室温で乾燥したのち、
徐々に３５０ ’Ｃまで昇温し、５時間保持してガラス
質の被膜を得た。このようにして作成された被膜つきガ
ラスの曲げ強度は１４００＃／ｃｄｌとなり、コーティ
ングのないガラスの曲げ強度６７０Ｊｃ’ｉ／Ｃｄに較
べ、約２．１倍に強化された。■式から耐熱衝撃強度も
同様に２．１倍になる。
実施例２
光沢研磨した５φ×４０簡のリン酸塩レーザガラスに実
施例１と同様にしてコーティングを施した。
施例１と同様にしてコーティングを施した。
得られた被膜つきガラスの曲げ強度は１９ｏｏ＃／ｃｆ
Ａとなり、コーティングのないガラスの曲げ強度９００
ｋｉ／ｃｔ／ｌに較べ約２．１倍に強化された。耐熱衝
撃強度は、ｔよは２．１倍になる。
Ａとなり、コーティングのないガラスの曲げ強度９００
ｋｉ／ｃｔ／ｌに較べ約２．１倍に強化された。耐熱衝
撃強度は、ｔよは２．１倍になる。
実施例３
ケイ酸エチル、ホウ酸メチル、ナトリウムメチラートを
混合したエチルアルコール溶液を加水分解し、部分縮重
合化して得られたコーティング溶液に、光沢研磨した５
φ×４０閣のリン酸塩レーザガラスを浸漬しコーティン
グを行なった。これを、室温で乾燥したのち、徐々に３
８０ ’Ｃまで昇温し、２４時間保持してガラス質の被
膜を得た。このようにして作成された被膜つきガラスの
曲げ強度は２０００却／−となり、コーティングのない
ガラスの曲げ強度９００８／ｃｒ／ｌに較べ、約２．２
倍に強化された。
混合したエチルアルコール溶液を加水分解し、部分縮重
合化して得られたコーティング溶液に、光沢研磨した５
φ×４０閣のリン酸塩レーザガラスを浸漬しコーティン
グを行なった。これを、室温で乾燥したのち、徐々に３
８０ ’Ｃまで昇温し、２４時間保持してガラス質の被
膜を得た。このようにして作成された被膜つきガラスの
曲げ強度は２０００却／−となり、コーティングのない
ガラスの曲げ強度９００８／ｃｒ／ｌに較べ、約２．２
倍に強化された。
耐熱衝撃強度もは＃！１″２．２倍になる。
実施例４
側面を粗ずり仕上げした５ Ｘ ５ Ｘ ４０ｍｍのリ
ン酸塩レーザガラスに実施例１と同様にして、コーティ
ングを施し、４００℃で２時間保持してガラス質の被膜
を形成させた。得られた被膜つきガラスの曲げ強度は９
２０ｋｇ／ｃｄｌとなり、コーティングのないガラスの
曲げ強度５２０＃／Ｊに較べて約１．８倍に強化された
。耐熱衝撃強度もほぼ１．８倍になる。
ン酸塩レーザガラスに実施例１と同様にして、コーティ
ングを施し、４００℃で２時間保持してガラス質の被膜
を形成させた。得られた被膜つきガラスの曲げ強度は９
２０ｋｇ／ｃｄｌとなり、コーティングのないガラスの
曲げ強度５２０＃／Ｊに較べて約１．８倍に強化された
。耐熱衝撃強度もほぼ１．８倍になる。
実施例５
ケイ酸エチル、ホウ酸メチル、ナトリウムメチラート、
アルミニウムインプロポキシドを混合したインプロパツ
ール溶液を加水分解し、部分縮重合化して得られたコー
ティング溶液に光沢研磨した５φＸ ４０ｍ５＋のリン
酸塩レーザガラスを浸漬し、コーティングを行なった。
アルミニウムインプロポキシドを混合したインプロパツ
ール溶液を加水分解し、部分縮重合化して得られたコー
ティング溶液に光沢研磨した５φＸ ４０ｍ５＋のリン
酸塩レーザガラスを浸漬し、コーティングを行なった。
これを室温で乾燥したのち、徐々に４００℃まで昇温し
、１２時間保持してガラス質の被膜を得た。このように
して作成された被膜つきガラスの曲げ強度は、１７００
Ａｙ／ｄと、コーティングのないガラスの曲げ強度８
００却／ｃ！に較べ約２．１倍に強化された。耐熱衝撃
強度も＃まぼ２．１倍になる。
、１２時間保持してガラス質の被膜を得た。このように
して作成された被膜つきガラスの曲げ強度は、１７００
Ａｙ／ｄと、コーティングのないガラスの曲げ強度８
００却／ｃ！に較べ約２．１倍に強化された。耐熱衝撃
強度も＃まぼ２．１倍になる。
次いで上記各実施例を、その他の実施例とともに次表に
まとめて示す。
まとめて示す。
（以下余白）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 金属アルコキシドその他の有機金属化合物の１種
または２種以上をアルコールその他の有機溶媒に溶解し
たものを加水分解し、これに部分縮合反応を行なわせて
得たゾル溶液をリン酸塩レーザガラスの表向にコーティ
ングし、さらにこのコーテイング膜を熱処理することに
よりガラス質の被膜とすることを特徴とするリン酸塩レ
ーザガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法。 ２ 有機金属化合物を形成している金属元素は、別、Ｂ
％Ｎｍ、Ａｔその他のガラスを形成し得る金属元素であ
る特許請求の範囲第１項記載のリン酸塩レーザガラスの
耐熱衝撃強度を増加させる方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58237760A JPS60131851A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | リン酸塩レ−ザガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法 |
| US06/673,403 US4547402A (en) | 1983-12-19 | 1984-11-20 | Method of increasing the thermal shock resistance of phosphate laser glass |
| DE19843443624 DE3443624A1 (de) | 1983-12-19 | 1984-11-29 | Verfahren zur erhoehung der waermestossfestigkeit von phosphatlaserglas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58237760A JPS60131851A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | リン酸塩レ−ザガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60131851A true JPS60131851A (ja) | 1985-07-13 |
Family
ID=17020040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58237760A Pending JPS60131851A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | リン酸塩レ−ザガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4547402A (ja) |
| JP (1) | JPS60131851A (ja) |
| DE (1) | DE3443624A1 (ja) |
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| KR100392510B1 (ko) * | 2001-04-06 | 2003-07-23 | 한국전기연구원 | 인산염 유리의 표면 강화를 위한 가스 형성 혼합물 |
| JP2009031294A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Ivoclar Vivadent Ag | 部材の表面上で進行する物理および／または化学プロセスの経過を光学的に検査する方法 |
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| EP0397808B1 (en) * | 1988-08-01 | 1994-12-07 | Sri International | Process for increasing strength of glass by forming ceramic coating on surface and product formed thereby |
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| JP3083688B2 (ja) * | 1992-09-16 | 2000-09-04 | 三菱電機株式会社 | 固体レーザ装置 |
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-
1983
- 1983-12-19 JP JP58237760A patent/JPS60131851A/ja active Pending
-
1984
- 1984-11-20 US US06/673,403 patent/US4547402A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-11-29 DE DE19843443624 patent/DE3443624A1/de not_active Ceased
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3443624A1 (de) | 1985-07-04 |
| US4547402A (en) | 1985-10-15 |
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