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DE1596429C - Process for the production of optical elements by hot pressing - Google Patents

Process for the production of optical elements by hot pressing

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Publication number
DE1596429C
DE1596429C DE19671596429 DE1596429A DE1596429C DE 1596429 C DE1596429 C DE 1596429C DE 19671596429 DE19671596429 DE 19671596429 DE 1596429 A DE1596429 A DE 1596429A DE 1596429 C DE1596429 C DE 1596429C
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DE
Germany
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blanks
stack
hot
hot pressing
mold
Prior art date
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Expired
Application number
DE19671596429
Other languages
German (de)
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DE1596429B2 (en
DE1596429A1 (en
Inventor
Richard Edwin Ontario N. Y. Clark (v.St A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Publication date
Application filed by Eastman Kodak Co filed Critical Eastman Kodak Co
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Publication of DE1596429B2 publication Critical patent/DE1596429B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1596429C publication Critical patent/DE1596429C/en
Expired legal-status Critical Current

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer transparenter polykristalliner optischer Elemente aus unverdichteten kristallinen Pulvern anorganischer Verbindungen.The invention relates to a method for the simultaneous production of several transparent polycrystalline optical elements made from uncompacted crystalline powders of inorganic compounds.

Es ist bekannt, einzelne, für Infrarotstrahlen durchlässige optische Elemente aus unverdichteten kristallinen Pulvern anorganischer Verbindungen durch Heißverpressen herzustellen, indem man die Pulver einer hohen Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes und einem hohen mechanischen Druck aussetzt, während sie in einer Preßform eingeschlossen sind. Es hat sich gezeigt, daß es unter' bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen möglich ■'ist," i anorganische PulverIt is known individual ones that are transparent to infrared rays optical elements made from uncompacted crystalline powders of inorganic compounds by hot pressing Manufacture by placing the powder at a high temperature below the melting point and subject to high mechanical pressure while they are enclosed in a die. It has has shown that under certain conditions of temperature and pressure it is possible to use "i inorganic powders

ίο zu einer größeren_ Dichte' als 99% "der theoretischen Dichte eines "einzelnen Kristalls des gleichen Materials zu verdichten, so daß das entstehende polykristalline Element für infrarote Strahlen und in der Regel auch für sichtbares Licht durchlässig istίο to a greater_ density 'than 99% "of the theoretical Density of a "single crystal of the same material to condense, so that the resulting polycrystalline Element for infrared rays and usually also for visible light is permeable

Bisher wurden stets einzelne Elemente einer solchen Dicke durch Heißverpressen hergestellt, die größer als die Dicke der als Endprodukte erwünschten optischen Elemente ist Der erhaltene dicke, heißverpreßte Rohling wurde dann in mehrere dünnere Elemente zersägt, welche dann zu Elementen der gewünschten Größe verarbeitet wurden. Ein heißverpreßter Rohling mit einem Durchmesser von 15,24 cm und einer Dicke von 1,27 cm kann z.B. zur Herstellung einzelner Stücke von 0,254 cm Dicke zer-So far, individual elements of such a thickness have always been produced by hot pressing, the larger ones than the thickness of the optical elements desired as final products is the obtained thick, hot-pressed one The blank was then sawn into several thinner elements, which then became the desired elements Size have been processed. A hot-pressed blank with a diameter of 15.24 cm and a thickness of 1.27 cm can be used, for example, to produce individual pieces 0.254 cm thick.

2J- sägt, rund geschliffen und poliert werden. Diese Technik ist zur Erzeugung sowohl von Flachscheibenelementen als auch von Elementen, die die Form hohler Dome oder Kappen haben, angewendet worden. Obwohl dieses Verfahren an sich zufriedenstellend arbeitet, hat es doch bestimmte Nachteile, wie hohe Kosten, die lange Herstellungsdauer und der große Aufwand, den es erfordert, um die dicken Ausgangsrohlinge in dünne Elemente für die nachfolgende optische Endbehandlung zu unterteilen. Ferner geht eine nicht unwesentliche Menge an wertvollem kristallinem. Material durch den Sägeprozeß verloren. 2J - saws, grinds and polishes. This technique has been used to create both flat disk elements and elements that are in the form of hollow domes or caps. Although this method works satisfactorily in itself, it has certain disadvantages, such as high costs, long production times and the great effort that it requires in order to subdivide the thick starting blanks into thin elements for the subsequent optical finishing. In addition, there is a not insignificant amount of valuable crystalline. Material lost in the sawing process.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens, nach dem es möglich ist, gleichzeitig mehrere transparente optische Elemente in angemessener Zeit herzustellen und ohne größere Verluste an kristallinem Material voneinander zu trennen.The object of the invention is therefore to create a method according to which it is possible simultaneously produce several transparent optical elements in a reasonable time and without major losses to separate from each other in crystalline material.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer transparenter polykristalliner optischer Elemente aus unverdichteten, kri-The invention relates to a method for the simultaneous production of several transparent polycrystalline optical elements made of uncompacted, critical

4j stallinen Pulvern anorganischer Verbindungen, da-4j stalline powders of inorganic compounds, so that

""durch gekennzeichnet, daß man aus den Pulvern einen Stapel aus mehreren lose übereinander liegen-"" is characterized by the fact that the powders are made into a stack of several loosely on top of each other.

- den, eine Dichte von weniger als 99% der theoretischen Dichte aufweisenden Rohlingen bildet, zwisehen je zwei benachbarten Rohlinge eine Schicht aus mit den Rohlingen unvermischbaren Trennmaterial einfügt, daß man den Stapel unter solchen Temperatur- und Druckbedingungen heißverpreßt, daß die Dichte der Rohlinge nach dem Heißverpressen über 99% der theoretischen Dichte liegt und daß man die erhaltenen Elemente voneinander trennt.- Between the blanks having a density of less than 99% of the theoretical density for every two adjacent blanks a layer of separating material that cannot be mixed with the blanks inserts that the stack is hot-pressed under such temperature and pressure conditions that the The density of the blanks after hot pressing is above 99% of the theoretical density and that the obtained elements separates from each other.

Das Heißverpressen der Stapel erfolgt dabei in einer Hohlform unter Verwendung eines mechanisch oder manuell betätigbaren Preßstempels oder Druckkolbens. The stacks are hot-pressed in a hollow mold using a mechanical or manually operated ram or plunger.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß gleichzeitig mehrere einzelne Elemente, die angenähert die richtige Dicke für das als Endprodukt erwünschte Element aufweisen, in annehmbarer Zeit hergestellt werden können, ohne daß die Notwendigkeit zum Zersägen der Elemente wie bei den bisher üblichen Verfahren bestehtThe invention achieves that at the same time several individual elements that approximate the correct one Thickness for the element desired as the end product, can be produced in a reasonable time can without the need to saw the elements as in the previous methods consists

Zur Durchführung des Verfahrens der ErfindungTo carry out the method of the invention

eignen sich alle anorganischen Verbindungen, die bereits zuvor erfolgreich heißverpreßt worden sind. Genannt seien beispielsweise: all inorganic compounds that have already been successfully hot-pressed before are suitable. Called be for example:

MagnesiumfluoridMagnesium fluoride

ZinksulfidZinc sulfide

CalciumfluoridCalcium fluoride

ZinkselenidZinc selenide

MagnesiumoxydMagnesia

CadmiumtelluridCadmium telluride

LanthanfluoridLanthanum fluoride

CadmiumsulfidCadmium sulfide

ZinkoxydZinc oxide

StrontiumfluoridStrontium fluoride

TitandioxydTitanium dioxide

Kanadische Patentschrift 646,436 USA.-Patentschrift 3,131,025 Kanadische Patentschrift 701,845 Kanadische Patentschrift 688,568 USA-Patentschrift 3,236,595 Kanadische Patentschrift 731,706 Französische Patentschrift 1,476.277Canadian Patent 646,436 U.S. Patent 3,131,025 Canadian Patent 701,845 Canadian Patent 688,568 U.S. Patent 3,236,595 Canadian patent 731,706 French patent 1,476,277

USA.-Patentschrift 3,206,279 Kanadische Patentschrift 723,556 Kanadische Patentschrift 706,800 Kanadische Patentschrift 727,530 USA.-Patentschrift 3,459,503.U.S. Patent 3,206,279 Canadian Patent 723,556 Canadian Patent 706,800 Canadian Patent 727,530 U.S. Patent 3,459,503.

1010

1515th

Die optimalen Temperatur-, Druck- und Zeitbedingungen sind in den vorstehend aufgeführten Druckschriften für jede besondere Verbindung aufgeführt. Zweckmäßig werden ganz allgemein Temperaturen über 500° C und Drucke über 665 kg/cm2 angewandt The optimal temperature, pressure and time conditions are listed in the references listed above for each particular compound. In general, temperatures above 500 ° C. and pressures above 665 kg / cm 2 are expediently used

Die Zeichnung dient zur näheren Erläuterung der Erfindung.The drawing serves to explain the invention in more detail.

Fig. 1 ist eine schematische Teilansicht in senkrechter Ebene, teilweise im Aufriß, durch eine Vorrichtung zum Kaltverpressen von Pulvern zu Rohlingen von weniger als 99% der theoretischen Dichte, welche anschließend gestapelt und heißverpreßt werden; Fig. 1 is a schematic partial vertical view Level, partly in elevation, through a device for cold pressing powders into blanks less than 99% of theoretical density, which are then stacked and hot-pressed;

F i g. 2 ist eine schematische Teilansicht in senkrechter Ebene durch eine Vorrichtung zum Heißverpressen eines Stapels von flachen Rohlingen undF i g. 2 is a schematic partial view in a vertical plane through a device for hot pressing a stack of flat blanks and

Fig. 3 ist eine schematische Teilansicht in senkrechter Ebene durch einen Teil einer Vorrichtung zum Heißverpressen eines Stapels von gewölbten Rohlingen.Fig. 3 is a schematic partial vertical view Plane through part of a device for hot pressing a stack of arched Blanks.

Gemäß Fig. 1 wird eine Masse 11 aus einem unverdichteten Pulver einer anorganischen Verbindung in die Höhlung einer Preßform 13 eingeführt, worauf mittels eines Preßstempels 15 Druck ausgeübt wird, der das Pulver zu einer ebenen Scheibe 17 von wesentlich, geringerer Dichte als sie das ursprüngliche Pulver hatte, kaltverpreßt. Die Temperatur kann , Raumtemperatur sein. Die Preßform kann aber auch erhitzt werden, obwohl darin kein besonderer Vorteil liegt. Anstelle eines einzelnen Rohlings können gegebenenfalls auch mehrere auf einmal in einer Preßform mit mehreren Höhlungen und zusammenarbeitenden Druckkolben, kaltverpreßt werden. Der Ausdruck »Kaltverpressen«, wie er hier verwendet wird, besagt, daß die beim Preßvorgang angewandte Temperatur viel geringer ist als die später beim Heißverpressen angewendete Temperatur, so daß die entstehenden Rohlinge nicht transparent sind, sondern undurchsichtig und eine. Dichte aufweisen, die wesentlich unterhalb 99% der theoretischen Dichte liegtAccording to FIG. 1, a mass 11 consists of an uncompacted Powder of an inorganic compound introduced into the cavity of a die 13, whereupon by means of a ram 15 pressure is exerted, which the powder to a flat disc 17 of substantially, lower density than the original powder. The temperature can Be room temperature. However, the mold can also be heated, although this is of no particular advantage located. Instead of a single blank, it is also possible to use several at once in one die with multiple cavities and cooperating plungers. The expression "Cold pressing," as it is used here, means that the temperature used in the pressing process is much lower than the temperature used later during hot pressing, so that the resulting Blanks are not transparent, but opaque and a. Have density well below 99% of the theoretical density

Das Kaltverpressen kann schnell ausgeführt werden und die einzelnen Rohlinge können, sowie sie gepreßt sind, entfernt und dann in axialer Ausrichtung für das Heißverpressen gestapelt werden. Um ein Zusammenschmelzen der Rohlinge zu vermeiden, wird eine Schicht aus einem mit dem Material der Rohlinge nicht vermischbaren Trennmaterial 19 zwischen benachbarte Rohlinge eingeführt (Fig. 2). In vorteilhafter Weise wird das Trennmaterial auch unter jund_ über den Rohlingen angebracht, um eine leichte Trennung der Stapel aus der Heißpreßvorrichtung zu gewährleisten. Der Stapel kann dann in die Höhlung einer Preßform 21 innerhalb eines Ofens 23 eingeführt werden, der während dem Preßvorgang elektrisch beheizt wird. . .The cold pressing can be done quickly and the individual blanks can, as well as them are removed and then stacked in axial alignment for hot pressing. Around To avoid the blanks from melting together, a layer of one is made with the material of the Blanks immiscible separating material 19 introduced between adjacent blanks (Fig. 2). In Advantageously, the separating material is also attached under jund_ over the blanks in order to achieve a to ensure easy separation of the stacks from the hot-pressing device. The stack can then be transferred to the Cavity of a mold 21 are inserted within a furnace 23, during the pressing process is electrically heated. . .

Ein Preßstempel oder Druckkolben 25 wird auf den oberen Teil des Stapels einwirken gelassen/Der erwünschte Druck wird durch Abwärtsbewegung des Stempels oder Kolbens herbeigeführt Vorzugsweise wird innerhalb des Ofens 23 eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten, was durch Anlegung eines Vakuums durch eine Leitung 27 oder durch Einführung einesinerten Gases, wie Argon, durch die gleiche Leitung erfolgen kann.A ram or plunger 25 is applied to the top of the stack desired pressure is brought about by downward movement of the plunger or plunger. Preferably an inert atmosphere is maintained within the furnace 23, which is achieved by applying a vacuum through line 27 or by introducing an inert gas such as argon through the same line can be done.

Gegebenenfalls kann der Stapel auch innerhalb der Preßform durch abwechselndes Einführen von Trennmaterialien und Rohlingen aufgebaut werden.If necessary, the stack can also be placed inside the compression mold by alternately introducing separating materials and blanks can be built.

Die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung wird in gleicher Weise betrieben. In ihr wird ein Stapel von kaltverpreßten, 'muldenartig gewölbten Rohlingen 31, durchsetzt mit Abstandshaltern 32 innerhalb einer Preßform 33 mit einem aufwärtsgerichteten konkaven Boden 34 verpreßt. Der Druckkolben 35 hat in diesem Fall ein konvexes Ende, welches der Preßform angepaßt ist.The in F i g. 3 is operated in the same way. A pile of cold-pressed, 'Trough-like curved blanks 31, interspersed with spacers 32 within a The mold 33 is pressed with an upwardly directed concave bottom 34. The pressure piston 35 has in this Case a convex end which is adapted to the mold.

■ Die Abstandshalter 19 und 32 können aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, das die Trennung der Rohlinge ermöglicht und sie an einem Zusammenkleben bei den hohen Temperaturen und Drucken des Heißverpressens hindert. Geeignete Materialien bestehen beispielsweise aus Metall, Papier und Graphit. Geeignete Metalle sind Kupfer, Molybdän, Titan und rostfreier Stahl. Auch kann ein zersetzbares Material wie Papier verwendet werden, da auch der durch Verkohlen erhaltene Rückstand eine Trennung bewirkt. Auch keramische Materialien, wie z.B. gesintertes Aluminiumoxyd, können verwendet werden, und zwar mit oder ohne Formtrennmitteln, wie z.B. einer kolloidalen Kohlenstoffsuspension.■ The spacers 19 and 32 can be made of any suitable material that the separation of the blanks and allows them to stick together at the high temperatures and pressures of the Prevents hot pressing. Suitable materials consist, for example, of metal, paper and graphite. Suitable metals are copper, molybdenum, titanium and stainless steel. Also can be a decomposable material such as paper, as the residue obtained by charring also causes separation. Ceramic materials such as sintered aluminum oxide can also be used, and with or without mold release agents, such as a colloidal carbon suspension.

Anstatt besondere Abstandshalter zu verwenden, können die kaltverpreßten Rohlinge auch einzeln mit einem Oberflächenüberzug aus einem Trennmittel, z.B. einer kolloidalen Kohlenstoffsuspension, versehen werden, die durch Sprühen, Bestreichen oder Plattieren aufgebracht werden kann. Dies kann insbesondere bei -Vearbeitung komplexer Gebilde vorteilhaft sein, z. B. im Falle von hohlen Gebilden, z. B. Hohldomen, wobei sich das Gesamtvolumen der nichtverdichteten Beschickung gegenüber der verdichteten Be-. Schickung in unsymmetrischer Weise durch einen Faktor von vier oder fünf unterscheidet. Da geformte Abstandshalter aus Metall oder dgl. für komplexe Gebilde ziemlich teuer sind, werden Oberflächenüberzugsmittel in diesen Fällen bevorzugtInstead of using special spacers, the cold-pressed blanks can also be used individually a surface coating of a release agent, e.g. a colloidal carbon suspension which can be applied by spraying, brushing or plating. This can in particular be advantageous when processing complex structures, z. B. in the case of hollow structures, e.g. B. hollow domes, where the total volume of the uncompacted charge compared to the compacted charge. Dispatch differs in an unsymmetrical manner by a factor of four or five. Since formed Spacers made of metal or the like. For complex structures are quite expensive, surface coatings are used preferred in these cases

Anstelle einer besonderen Verdichtung des Pulvers durch Kaltverpressen kann das Verdichten vorzugsweise in der gleichen Preßform 13 oder 33, in denen das Heißverpressen erfolgt, ausgeführt werden. Wenn ν flache Scheiben hergestellt werden, wird die richtige Menge des Pulvers für einen Rohling in die Form 13 eingeführt und dann durch Einführung eines Druckkolbens verdichtet, der von Hand in Tätigkeit gesetzt werden kann. Dann wird ein Abstandshalter 19 auf die Oberfläche gebracht und eine weitere Charge des Pulvers auf die Oberfläche des Abstandshalters eingeführt und verdichtet. Diese Maßnahmen werden ab-Instead of a special compression of the powder by cold pressing, compression can be preferred in the same mold 13 or 33 in which the hot pressing is carried out. If ν If flat disks are made, the correct amount of powder for a blank is poured into the mold 13 introduced and then compressed by the introduction of a pressure piston which is put into action by hand can be. Then a spacer 19 is placed on the surface and another batch of the Powder introduced onto the surface of the spacer and compacted. These measures are

wechselnd wiederholt, bis die gewünschte Größe des Stapels erhalten worden ist. Dann wird das Heißverpressen, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt.alternately repeated until the desired size of the stack has been obtained. Then the hot pressing, carried out as described above.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Pulverfüllungen in der Heißpreßform 13 oder 33 durch mechanische Betätigung des Preßstempels oder des Druckkolbens 15 anstelle der vorstehend beschriebenen Verdichtung von Hand verpreßt. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung -von Elementen in Form von Hohldomen, die in vorteilhafter Weise durch ein Formtrennmittel, wie z.B.' eine kolloidale Kohlenstoffsuspension, die auf jeden Rohling aufgestrichen oder aufgesprüht wird, voneinander getrennt werden. ~In a further preferred embodiment, the powder fillings are in the hot press mold 13 or 33 by mechanical actuation of the ram or the plunger 15 instead of the above Compression described by hand. This is particularly advantageous in the manufacture of Elements in the form of hollow domes, which are advantageously secured by a mold release agent, e.g. one colloidal carbon suspension that is brushed or sprayed onto each blank, from each other be separated. ~

Ohne die anfängliche Bildung von lose gepackten Rohlingen ist es fast unmöglich, die Gewinnung von schließlich heißyerpreßten Elementen der erforderlichen genauen Formen und Größen- sicherzustellen. Ohne diesen wichtigen Schritt werden die besonderen Abstandshalter in der Preßform kantig und das Endprodukt ist an einer Seite dicker als an den anderen.Without the initial formation of loosely packed blanks, it is almost impossible to obtain Finally, hot-pressed elements of the required exact shapes and sizes to ensure. Without this important step, the special spacers in the die become angular and the end product is thicker on one side than the other.

Wenn die Abstandshalter kantig sind, können darüberhinaus die verschiedenen Elemente miteinander in Berührung kommen und zusammenschmelzen. Außerdem ist, wenn ein Oberflächenmittel verwendet wird, eine feste Oberfläche zur .Bildung eines kontinuierlichen Überzuges, um die Trennbarkeit der Elemente zu erhalten, wesentlich.In addition, if the spacers are angular, the various elements can fit into one another Come in contact and melt together. In addition, when a surfactant is used, a solid surface for the formation of a continuous Coating, in order to maintain the separability of the elements, essential.

Zweckmäßig werden vor dem Heißverpressen sämtliche inneren Oberflächen der Preßformen und das Ende des Druckkolbens mit einem Formtrennmittel, z.B. einer kolloidalen Kohlenstoffsuspension überzogen. Expediently, all the inner surfaces of the molds and the The end of the plunger is coated with a mold release agent, e.g. a colloidal carbon suspension.

Die folgenden Beispiele sollen das Verfahren der Erfindung näher erläutern.The following examples are intended to explain the process of the invention in more detail.

Beispiel 1example 1

80 g Magnesiumfluorid-Pulver mit einer Teilchengröße von unter 0,10 mm werden in eine zylindrische Form 13 mit einem Durchmesser von 9,14 cm eingeführt und bei Raumtemperatur bei einem Druck von 352 kg/cm2 zu einem Körper einer Dicke von 0,762 cm kaltverpreßt Neun dieser kaltverpreßten Rohlinge werden dann gestapelt, wobei rostfreie Stahltrennscheiben von 0,254 mm Dicke zwischen die einzelnen Rohlinge gelegt werden. Andere Scheiben aus dem gleichen Material werden auf den Boden der Form 21 und auf das obere Ende des Stapels gelegt.80 g of magnesium fluoride powder with a particle size of less than 0.10 mm are introduced into a cylindrical mold 13 with a diameter of 9.14 cm and cold-pressed at room temperature at a pressure of 352 kg / cm 2 to give a body with a thickness of 0.762 cm Nine of these cold-pressed blanks are then stacked with stainless steel cutting disks 0.254 mm thick placed between the individual blanks. Other disks of the same material are placed on the bottom of the mold 21 and on top of the stack.

Der Ofen 23 wird auf 704° C erhitzt Dann wird der Druckkolben 25 mit einem Druck von 2110 kg/cm2 auf den Stapel von Rohlingen gepreßt. Ein Vakuum wird durch die Leitung 27 angelegt und die Heißpreßbedingungen werden während 30 Minuten aufrechterhalten, wonach Argon durch die Leitung 27 eingeführt wird und der Ofen auf Raumtemperatur abkühlen gelassen wird. 'The furnace 23 is heated to 704 ° C. Then the pressure piston 25 is pressed onto the stack of blanks at a pressure of 2110 kg / cm 2. A vacuum is applied through line 27 and the hot press conditions are maintained for 30 minutes after which time argon is introduced through line 27 and the furnace is allowed to cool to room temperature. '

Der Stapel von Rohlingen wird dann aus der Form entnommen. Die einzelnen Rohlinge werden voneinander und von den Distanzhaltern 19 getrennt, worauf sie weiter verarbeitet werden können.The stack of blanks is then removed from the Taken from the shape. The individual blanks are separated from each other and from the spacers 19, whereupon they can be processed further.

des Kaltverpressen von 200 g Chargen in der Form 33 erzeugt Die Oberflächen der Rohlinge wurden jeweils nach Zurückziehen des Druckkolbens 25 und ■ vor Einführung der nächsten Charge mit einer Suspension kolloidalen Kohlenstoffs bestrichen.of the cold pressing of 200 g batches in the mold 33. The surfaces of the blanks were each after withdrawing the plunger 25 and ■ before introducing the next batch with a suspension coated with colloidal carbon.

. Nachdem die Oberfläche des letzten Rohlings bestrichen worden war, wurde der Druckkolben wieder. After the surface of the last blank was painted, the plunger became again

■ eingeführt und der Ofen mit Inhalt auf 704° C erhitzt Gleichzeitig wurde 30 Minuten lang ein mechanischer Druck von 2110 kg/cm2 ausgeübt, während im Ofen ein Vakuum erzeugt wurde. Der .Ofen wurde dann abkühlen gelassen, worauf das Vakuum durch Einführen von Argon aufgehoben und der Stapel aus der. Form durch Entfernen des zylindrischen Teils der■ introduced and the oven and its contents were heated to 704 ° C. At the same time, a mechanical pressure of 2110 kg / cm 2 was applied for 30 minutes while a vacuum was created in the oven. The furnace was then allowed to cool, whereupon the vacuum was released by introducing argon and the stack was removed from the. Shape by removing the cylindrical part of the

υ Form entnommen wurde. Die einzelnen gewölbten Teile wurden dann voneinander getrennt.υ shape was taken. The individual domed parts were then separated from one another.

Beispiel 3Example 3

Unter Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Vor-■ richtung wurden 2 Zinksulfid-Scheiben mit einem Durchmesser von 16,51 cm durch aufeinanderfolgen- , . des Kaltverpressen von 500 g Ansätzen aus Zinksul- V fidpulver einer Teilchengröße von unter 0,075 mm bei 2110 kg/cm2 hergestellt, wobei die Oberfläche des ersten Rohlings mit einer Suspension kolloidalen Kohlenstoffs nach Zurückziehen des Druckkolbens und vor Einführung der zweiten Charge bestrichen worden ,war.Using the ■ in Fig. 2 shown advantages device 2 zinc sulfide discs with a diameter of 16.51 cm by successive. the cold pressing of 500 g batches of zinc sulphide powder with a particle size of less than 0.075 mm at 2110 kg / cm 2 , the surface of the first blank being coated with a suspension of colloidal carbon after the plunger was withdrawn and before the second batch was introduced .

Nachdem die zweite Charge kaltgepreßt worden war, wurde der Ofen und dessen Inhalt auf 899° C erhitzt und während einer Stunde durchglühen gelassen. Dann wurde ein Druck von 2110 kg/cm2 angelegt und während einer Stunde aufrechterhalten, während Vakuum beibehalten wurde. Dann wurde der Ofen abgekühlt, Argon eingeführt und die heißgepreßten Scheiben entfernt und voneinander getrenntAfter the second batch was cold pressed, the oven and its contents were heated to 899 ° C and allowed to glow through for one hour. A pressure of 2110 kg / cm 2 was then applied and maintained for one hour while maintaining vacuum. The furnace was then cooled, argon introduced, and the hot-pressed disks removed and separated

Beispiel 4Example 4

Unter Verwendung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 wurden drei Calciumfluorid-Scheiben mit einem Durchmesser von 17,78 cm durch aufeinanderfolgendes Verdichten von 500 g Chargen einer Teilchen-. größe von unter 0,25 mm mit einem von Hand betätigbaren Druckkolben hergestellt, Es wurden Trennscheiben einer Dicke von 0,635 cm aus festem Graphit auf die Oberfläche des ersten und zweiten Rohlings nach deren Herstellung aufgebracht.Using the apparatus of FIG. 2, three calcium fluoride disks with a 17.78 cm in diameter by sequentially compacting 500 g batches of a particulate. size of less than 0.25 mm with a manually operated plunger. Separating disks were used 0.635 cm thick of solid graphite on the surface of the first and second blanks applied after their manufacture.

Dann wurde der Druckkolben 25 in die Form eingeführt Der Ofen und dessen Inhalt wurden auf 871° C erhitzt Ein Druck von 2100 kg/cm2 wurde unmittelbar darauf angelegt und während 1 Stunde aufrechterhalten. Der Ofen wurde dann abgekühlt, worauf das Vakuum durch Einführen vo.n Argon aufgehoben wurde. Dann wurde der Stapel von Elementen entfernt, indem zuerst· der zylindrische Teil der Form entfernt wurde. Die einzelnen Elemente ließen sich leicht voneinander und von den-Graphitscheiben trennen..Then the plunger 25 was inserted into the mold. The furnace and its contents were heated to 871 ° C. A pressure of 2100 kg / cm 2 was immediately applied and maintained for 1 hour. The furnace was then cooled and the vacuum was released by introducing argon. The stack of elements was then removed by first removing the cylindrical portion of the mold. The individual elements could easily be separated from each other and from the graphite disks ..

Beispiel2Example2

4 Kappen aus Magnesiumfluorid mit einem Durchmesser von 7,62 cm wurden durch aufeinanderfolgen-4 caps made of magnesium fluoride with a diameter of 7.62 cm were successively

Beispiel 5Example 5

Es' wurden zwei Scheiben aus Zinkselenid -mit einem Durchmesser' von 17,78 cm ' hergestellt,There were two discs made of zinc selenide -with made with a diameter of '17.78 cm',

7 ' 87 '8

indem eine 0,635 cm dicke Graphitscheibe auf den Dicke von 0,635 cm auf den Boden der Form (unterplacing a 0.635 cm thick graphite disc on the 0.635 cm thick at the bottom of the mold (under

Boden der Form 21 gebracht, eine 1000 g Charge den ersten Rohling) und auf den oberen Rohling ge-Brought the bottom of the mold 21, a 1000 g batch of the first blank) and placed on the upper blank

Zinkselenidpulver einer Teilchengröße von unter legtZinc selenide powder with a particle size below

0,075 mm in die Form auf die Scheibe gebracht, das Dann wurden Ofen und Inhalt auf 871 "C erhitzt0.075 mm in the mold on the disk, the oven and contents were then heated to 871 "C

Pulver durch Betätigen eines Druckkolbens von J und 5 Minuten durchglühen gelassen, worauf einPowder by actuating a plunger of J and allowed to glow through for 5 minutes, followed by a

Hand verdichtet, eine zweite Graphitscheibe auf die Druck von 1410 kg/cm2 während 1 Stunde angelegtCompressed by hand, a second graphite disc was applied to the pressure of 1410 kg / cm 2 for 1 hour

Oberfläche der ersten Charge gebracht und dieser wurde. " _ . _Surface of the first batch and this one was. "_. _

Vorgang mit einer zweiten 1000 g Charge, Zugabe Die nachfolgenden Stufen entsprechen den in denProcess with a second 1000 g batch, addition The following steps correspond to those in

einer dritten Graphitscheibe, und Einführung des vorstehenden Beispielen beschriebenen.
Druckkolbens 25 in die Form und auf die obere Gra- io
phitscheibe wiederholt wurde.
a third graphite disc, and introduction of the above examples.
Pressure piston 25 in the form and on the upper graph
phit disc was repeated.

Der Ofen und dessen Inhalt wurde dann auf Beispiel 7
12040C erhitzt, worauf 1 Stunde lang durchglühen
The oven and its contents were then based on Example 7
1204 0 C heated, whereupon glow through for 1 hour

gelassen wurde. Dann wurde ein mechanischer Druck Nacheinander wurden zwei Chargen von 150 gwas left. Then a mechanical pressure was applied successively two batches of 150 g

von 1760 kg/cm2 angelegt und während 30 Minuten 15 Cadmiumtelluridpulver mit einer Teilchengröße vonof 1760 kg / cm 2 applied and for 30 minutes 15 cadmium telluride powder with a particle size of

aufrechterhalten. unter 0,075 mm bei einem Druck von 352 kg/cm2 inmaintain. below 0.075 mm at a pressure of 352 kg / cm 2 in

Anschließend wurde, wie in den vorstehenden Bei- einer Form 21 mit einem Durchmesser von 10,16 cmThen, as in the above two, a mold 21 with a diameter of 10.16 cm

spielen beschrieben, verfahren. kaltverpreßt, wobei eine an beiden Seiten mit einerplay described, procedure. cold-pressed, one on both sides with one

kolloidalen Kohlenstoffsuspension überzogene Mo-colloidal carbon suspension coated mo-

20 lybdänscheibe mit einem Durchmesser von 10,16 cm20 lybdenum discs with a diameter of 10.16 cm

Beispiel 6 und einer Dicke von 0.051 cm auf die OberflächeExample 6 and a thickness of 0.051 cm on the surface

des ersten Rohlinges aufgebracht wurde, bevor dieof the first blank was applied before the

Nacheinander wurden vier 100 g Chargen aus pul- zweite Charge eingeführt wurde.In succession, four 100 g batches were introduced from the second batch.

verförmigem Magnesiumoxyd einer Teilchengröße Zehn der Rohlinge wurden durch Aufheizen vonFormed magnesium oxide of a particle size ten of the blanks were made by heating

von unter 0,075 mm und einem Gehalt von 1% Lithi- Ofen und Inhalt auf 788° C Ausglühenlassen wäh-of less than 0.075 mm and a content of 1% lithium furnace and contents to 788 ° C anneal select-

umfluorid bei einem Druck von 211 kg/cm2 in einer rend 15 Minuten und anschließendem Anlegen einesumfluorid at a pressure of 211 kg / cm 2 in about 15 minutes and then applying a

Form 21 mit einem Durchmesser von 7,62 cm kalt- Druckes von 1760 kg/cm2 während 30 Minuten heiß-Form 21 with a diameter of 7.62 cm cold pressure of 1760 kg / cm 2 hot for 30 minutes

verpreßt, wobei auf die Oberfläche der Rohlinge eine verpreßt.pressed, one pressed onto the surface of the blanks.

kolloidale Kohlenstoffsuspension als Schicht aufgestri- Die darauffolgenden Stufen entsprechen den in denThe following steps correspond to those in the

chen wurde. Zusätzlich wurden Graphitscheiben einer vorstehenden Beispielen beschriebenen.was chen. In addition, graphite disks of one of the above examples were described.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

209527/346209527/346

Claims (10)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer transparenter polykristalliner optischer Elemente aus unverdichteten, kristallinen Pulvern anorganischer Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man aus den Pulvern einen Stapel aus mehreren lose übereinander liegenden, eine Dichte .von weniger als 99% der theoretischen Dichte aufweisenden Rohlingen bildet, zwischen je zwei benachbarte Rohlinge eine Schicht aus mit den Rohlingen unvermischbarem Trennmaterial einfügt, daß man den Stapel unter solchen Temperatur- und Druckbedingungen heißverpreßt, daß die Dichte der Rohlinge nach dem Heißverpressen über 99% der theoretischen Dichte liegt und daß man die erhaltenen Elemente voneinander trennt.1. A method for the simultaneous manufacture of a plurality of transparent polycrystalline optical elements made of uncompacted, crystalline powders of inorganic compounds, characterized in that that from the powders a stack of several loosely stacked one on top of the other, one Density. Of less than 99% of the theoretical density having blanks forms, between each two adjacent blanks a layer of separating material that cannot be mixed with the blanks inserts that the stack is hot-pressed under such temperature and pressure conditions that the density of the blanks after hot pressing is above 99% of the theoretical density and that the elements obtained are separated from one another. 2. Verfahren nach Anspruch .1, dadurch gekennzeichnet, daß man als organische Verbindung Magnesiumfluorid, Zinksulfid, Calciumfluorid, Zinkse-" lenid, Magnesiumoxyd, Cadmiumtellurid, Lanthanfluorid, Cadmiumsulfid, Zinkoxyd, Strontiumfluorid, Titandioxid oder Cadmiumselenid verwendet.2. The method according to claim .1, characterized in that the organic compound magnesium fluoride, Zinc sulfide, calcium fluoride, zinc selenide, magnesium oxide, cadmium telluride, lanthanum fluoride, Cadmium sulfide, zinc oxide, strontium fluoride, titanium dioxide or cadmium selenide are used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trennmaterial ein Blatt oder eine Folie verwendet.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that there is a separating material Sheet or foil used. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Trennmaterial in flüssiger Form auf die Oberfläche der Rohlinge aufbringt.4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that the separating material is in Liquid form applied to the surface of the blanks. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rohlinge in eine Hohlform einbringt und hierin mittels eines Preßstempels verpreßt.5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the blanks in a Introduces hollow shape and pressed therein by means of a ram. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Schichten des Trennmaterials zwischen Preßstempel und dem Stapel sowie zwischen Oberfläche der Hohlform und Stapel anordnet. 6. The method according to claim 5, characterized in that layers of the release material arranged between the ram and the stack and between the surface of the hollow mold and the stack. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Heißverpressen bei einer Temperatur oberhalb 500° C und bei einem Druck oberhalb 665 kg/cm2 ausführt.7. Process according to claims 1 to 6, characterized in that the hot pressing is carried out at a temperature above 500 ° C and at a pressure above 665 kg / cm 2 . 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die zum Heißverpressen verwendeten Rohlinge durch Kaltverpressen kristalliner Pulver herstellt.8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that one for hot pressing The blanks used are produced by cold pressing of crystalline powders. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die einzelnen Rohlinge durch nacheinanderfolgendes Einführen einzelner Chargen von zu verpressendem Pulver in eine Heißpreßform, aufeinanderfolgendes Kaltverpressen der einzelnen Chargen und Einführung von Schichten aus Trennmaterial nach dem Kaltverpressen einer Charge und vor Einführung der nächsten Charge bildet.9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that the individual blanks by successively introducing individual batches of powder to be compressed into a hot press mold, successive cold pressing of the individual batches and introduction of layers of release material after cold pressing a batch and before the introduction of the next batch forms. 10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man Rohlinge verwendet, die die Form von Scheiben oder Hohldomen haben.10. The method according to claims 1 to 9, characterized in that blanks are used, which have the shape of discs or hollow domes.
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