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DE3138138C2 - Th0↓2↓- und Cd0-freies optisches Glas mit Brechwerten 1.73 - 1.88 und Abbezahlen von 35 - 52 - Google Patents

Th0↓2↓- und Cd0-freies optisches Glas mit Brechwerten 1.73 - 1.88 und Abbezahlen von 35 - 52

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Publication number
DE3138138C2
DE3138138C2 DE19813138138 DE3138138A DE3138138C2 DE 3138138 C2 DE3138138 C2 DE 3138138C2 DE 19813138138 DE19813138138 DE 19813138138 DE 3138138 A DE3138138 A DE 3138138A DE 3138138 C2 DE3138138 C2 DE 3138138C2
Authority
DE
Germany
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weight
refractive indices
optical glass
abbe numbers
free optical
Prior art date
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Expired
Application number
DE19813138138
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English (en)
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DE3138138A1 (de
Inventor
Volkmar 6500 Mainz-Finthen Geiler
Karl Dr. 6204 Taunusstein Mennemann
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.)
Schott AG
Original Assignee
Schott Glaswerke AG
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Publication date
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Priority to GB08227105A priority patent/GB2106497B/en
Priority to FR8216032A priority patent/FR2513621A1/fr
Priority to JP16516282A priority patent/JPS5869741A/ja
Publication of DE3138138A1 publication Critical patent/DE3138138A1/de
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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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
    • C03C3/15—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths
    • C03C3/155—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths containing zirconium, titanium, tantalum or niobium

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Abstract

Das neue optische Glas mit Brechwerten von 1,73-1,88 und Abbezahlen von 35-52 liegt im System B ↓2O ↓3 - La ↓2O ↓3 - Y ↓2O ↓3 - WO ↓3 - ZrO ↓2 und hat einen erheblichen Fluoridgehalt. Dank dieser Zusammensetzung ist es außerordentlich entglasungsstabil, und dank des Fehlens von CdO und ThO ↓2 ist es auch umweltfreundlich.

Description

B2O3 19-37 Gew.-%
La2O3 39-49 Gew.-%
Y2O3 5-10Gew.-%
La2O3 + Y2O3 44-55Gew.-%
WO3 1-20 Gew.-%
ZrO2 3- 9Gew.-o/o
wobei 1 —4% der Menge an O2~-Ionen durch F~- Ionen ersetzt sind.
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich enthält:
ZnO
O -14Gew.-9
3. Glas nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich enthält:
Nb2O5
0-9Gew.-%
4. Glas nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich enthält:
TiO2
0-8Gew.-%
5. Glas nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich enthält:
PbO
6. Glas nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich enthält:
Ta2O5
Die vorliegende Erfindung betrifft optische Gläser mit Brechwerten von 1.73-1.88 und Abbezahlen von 35-52, die frei sind von den giftigen Oxiden des CdO und ThO2, mit ausgezeichneter Entgiasungsstabilität erschmolzen werden können, und die weiterhin relativ geringe Gemengekosten verursachen, da auf teures Ta2Oj verzichtet werden kann im Vergleich zu bekannten optischen Gläsern ähnlicher Lage. Ein wesentliches Merkmal dieser Gläser ist die gleichzeitige Anwesenheit von WO3 und Fluorid-Ionen, die die beschriebene hohe Entgiasungsstabilität bedingen, und der Verzicht auf Erdalkali- und Alkalioxide, die einen gegenläufigen Effekt ausüben; Erdalkali- und Alkalioxide bilden bekanntlich ionische Fluoride mit hoher Kristallisationstendenz.
Die Möglichkeit, u.a. Fluorid-Ionen ins Glas einzubringen, wurde beschrieben in der DE-OS 27 56 160. Gläser entsprechend dieser DE-OS haben jedoch den Nachteil, daß sie gleichzeitig SiO2 enthalten, was leicht zur Glastrübung führt; außerdem sind lediglich Brechwerte bis 1.80 zu erreichen, und sie sind zudem recht teuer, da sie Anteile von > 17 Gew.-% Gd2O3 enthalten. Schließlich weisen sie nicht die für eine Produktion zu fordernde Entgiasungsstabilität auf, da der Anteil der Seltenerd-Oxide La2O3 + Gd2O3 + Y2O3 >58Gew.-% beträgt
In der DE-AS 26 33 946 werden fluoridhaltige Gläser auf der Basis B2O3 - La2O3 - Y2O3 beschrieben; diese Gläser enthalten jedoch notwendigerweise teures
to Ta2Os, um eine genügende Entgiasungsstabilität zu erreichen, da offenbar der im Zusammenwirken mit Fluorid ausgezeichnete stabilisierende Effekt des WO3 nicht erkannt wurde.
Das gleiche gilt für die sehr weit gefaßte DE-AS 26 52 747; diese Gläser können zwar WO3 wahlweise enthalten, jedoch ist eine teilweise Substitution von Sauerstoff durch Fluorid-Ionen nicht vorgesehen.
Gläser entsprechend der DE-OS 27 54 255 überschneiden zwar teilweise das Lagegebiet im nd-vd-Dia- gramm der vorliegenden Anmeldung, jedoch fehlt diesen Gläsern als kristallisationshemmende Komponente ein WO3- und Fluorionenzusatz.
Die Gläser gemäß der Erfindung enthalten 19-37 Gew.-% B2O3 als Hauptglasbildner und 1 20 Gew.-°/o WO3 als Hilfsglasbildner, wobei 1 -4% der O2--lonen des Glases durch 2 F~-Ionen ersetzt sind. Als weitere substantielle Komponenten dienen La2O3 mit 39-49Gew.-% und Y2O3 mit 5-10Gew.-% zur Brechwerterhöhung, um die angestrebten optischen Werte zu erzielen. Der Gesamtanteil der Seltenerdoxide beträgt 44 - 55 Gew.-%. Zur Brechwerterhöhung wird auch ZrO2 in Anteilen von 3 —9 Gew.-% zugesetzt. 1 -4% der Sauerstoffionen werden durch Fluorid-Ionen ersetzt. Ein geringerer Anteil als 1% zeigt nicht die wünschenswerte deutliche Verminderung der Kristallisationstendenz, wirkt sich hingegen negativ auf das Fließverhalten während des Gusses aus (Viskosität wird zu stark vermindert).
Das für die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Gläser entscheidende Merkmal scheint das gemeinsame Vorhandensein von WO3 und F zu sein.
0 —4Gew.-% Weitere mögliche Komponenten sind ZnO (0—14
Gew.-o/o), Nb2O5 (0-9 Gew.-°/o), TiO2 (0-8 Gew.-o/o), PbO (0-12 Gew.-%) und Ta2O5 (0-4 Gew.-°/o), wobei auf Ta2O5 wegen des hohen Preises ganz verzichtet werden sollte. Von diesen genannten Komponenten ist bekannt, daß sie Fluoride kovalenten Charakters oder komplexe Fluoride bilden, daß sich also deren Zusatz nicht negativ auf die Entgiasungsstabilität auswirkt. Sie dienen dazu, höhere Brechwerte zu erreichen bzw. gewünschte Abbewerte einzustellen.
Die Fluorionen bewirken neben ihrem kristallisationshemmenden Effekt eine leichtere Aufschmelzbarkeit des Gemenges. Als bevorzugte fluoreinbringende Komponenten werden LaF3 bzw. YF3 benutzt.
Gläser gemäß der Erfindung werden folgendermaßen erschmolzen. Die Oxide (Carbonate, Nitrate bzw. Fluoride) werden entsprechend ihren Anteilen abgewogen, ein kleiner Anteil Läutermittel, z. B. As2O3, wird zugesetzt, und anschließend wird gut gemischt. Dieses Gemenge wird im Pt-Tiegel bei ca. 1200-13000C eingeschmolzen, geläutert homogenisiert und gerührt bis zur Gußtemperatur von 1030-1070°C. Anschließend wird in eine Eisenform gegossen.
In der nachstehenden Tabelle sind einige beispielhafte Zusammensetzungen gemäß der Erfindung zusammengefaßt.
0-12Gew.-%
Tabelle
Beispiele
1		 2 3 4 5 6
B2O3 3135 21,05 36,50 2030 27,10 29,45
La2O3
Y2O3 		45,65
8,80		 41,10
5,25		 39,25
5,20		 41,50
5,10		 4835
6,65		 44,95
6,75
WO3
ZrO2 		1,15
7,20		 8,10
5,35		 2,60
4,05		 18,55
5,30		 3,80
8,45		 1,65
6,45
ZnO
Nb2O5
TiO2
PbO
Ta2O5 		2,60
3,25		 7,45
11,70		 12,40 2,80
6,45		 1,60
1,10
2,95		 0,85
3,00
6,90
nd
vd		 1,7880
47,40		 1,8700
36,00		 1,7360
51,00		 1,8610
36,20		 1,8110
44,80		 1,8281
38,90
F-% 1,5 2,3 3,5 3,2 2,0 1,9
F-% Δ Anzahl der O2--Ionen in %, die durch 2 F" ersetzt worden sind.
(Gew.-
Beispiel 7
B2O3 3135
La2Oj 47,05
Y2O3 8,80
WO3 5,20
ZrO2 7,60
F- 1,80
nd 1.78 40
Vd 48,30

Claims (1)

Patentansprüche:
1. ThO2- und CdO-freies optisches Glas im Glassystem
B2O3 - La2O3 - YaO3 - ZrO2 - F
mit Brechwerten 1.73-1.8S und Abbezahlen von 35-52,gekennzeichne t durch folgende Zusammensetzung:
DE19813138138 1981-09-25 1981-09-25 Th0↓2↓- und Cd0-freies optisches Glas mit Brechwerten 1.73 - 1.88 und Abbezahlen von 35 - 52 Expired DE3138138C2 (de)

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GB08227105A GB2106497B (en) 1981-09-25 1982-09-23 Tho2-and cdo-free, optical glass with refractive indices 1.73-1.88 and abbe numbers 35-52
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JP16516282A JPS5869741A (ja) 1981-09-25 1982-09-24 屈折率１．７３〜１．８８およびアツベ数３５〜５２を有するＴｈＯ↓２フリ−およびＣｄＯフリ−の光学ガラス

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DE3138138A1 DE3138138A1 (de) 1983-04-14
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