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DE3201370C2 - Optisches Fluorphosphatglas - Google Patents

Optisches Fluorphosphatglas

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Publication number
DE3201370C2
DE3201370C2 DE3201370A DE3201370A DE3201370C2 DE 3201370 C2 DE3201370 C2 DE 3201370C2 DE 3201370 A DE3201370 A DE 3201370A DE 3201370 A DE3201370 A DE 3201370A DE 3201370 C2 DE3201370 C2 DE 3201370C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
weight
glass
total amount
bao
fluoride
Prior art date
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Expired
Application number
DE3201370A
Other languages
English (en)
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DE3201370A1 (de
Inventor
Kodama Tokio/Tokyo Hiroyuki
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nippon Kogaku Tokio/tokyo KK
Nippon Kogaku KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kogaku Tokio/tokyo KK, Nippon Kogaku KK filed Critical Nippon Kogaku Tokio/tokyo KK
Publication of DE3201370A1 publication Critical patent/DE3201370A1/de
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Publication of DE3201370C2 publication Critical patent/DE3201370C2/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
    • C03C3/23—Silica-free oxide glass compositions containing halogen and at least one oxide, e.g. oxide of boron
    • C03C3/247—Silica-free oxide glass compositions containing halogen and at least one oxide, e.g. oxide of boron containing fluorine and phosphorus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10S501/00—Compositions: ceramic
    • Y10S501/90—Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number
    • Y10S501/903—Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number having refractive index less than 1.8 and ABBE number less than 70

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Abstract

Optisches Fluorphosphatglas mit der nachstehend (in Gew.-%) angegebenen Zusammensetzung: a) als Umwandlung des Metaphosphat-Ausgangsmaterials: (Formel 1) (wobei die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien 31 bis 49 Gew.-% beträgt); b) als Umwandlung des Fluorid-Ausgangsmaterials: (Formel 2) (wobei die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmaterialien 19 bis 47 Gew.-% beträgt); und c) als Umwandlung des Oxid-Ausgangsmaterials: (Formel 3) (wobei die Gesamtmenge der Oxid-Ausgangsmaterialien 20 bis 42 Gew.-% beträgt).

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Fiuorphosphatglas auf der Basis von Al(PO3)J, Erdalkalimetaphosphat, Erdalkaufluorid, BaO und gegebenenfalls AlF3 und Nb2O5.
Ein optisches Glas mit einer anormalen partiellen Dispersion ist sehr wichtig für optische Systeme und außerordentlich wertvoll, da es die Modifizierung des Sekundärspektrums bei der Herstellung von Linsen ermöglicht Es gibt bereits zahlreiche Veröffentlichungen über Fluorphosphatgläser mit einer anormalen partielien Dispersion und einem Brechungsindex (ijd) von weniger als 135; in der Praxis wird ein solches Glas seit is kurzem für Fernrohr-Objektivlinsen oder photographische I insen od. dgl. verwendet Andererseits besteht bei den Unsenhcrstellern seit langem eine starke Nachfrage nach einem Glas mit einem höheren Brechungsindex (yd> 1^8) und Dispersion (vd< 70) sowie einer anormalen partiellen Dispersion. Ein optisches Glas mit solchen optischen Eigenschaften und der nachstehend angegebenen Glaszusammensetzung:
0,1 bis 1.5 Gew.-% MgF2,
0.1bisl3Gew.-%CaF2.
0bisl2Gew.-%SrF2,
0 bis 10.0 Gew.-% AlF3,
0.1 bis 13GeW^LaF3, 8,0 bis 12,0 Gew.-% AI(PO3)j,
3.0 bis 25,0 Gew.-% Mg(PO3)2.
10,0 bis 18.0 Gew.-% Ba(PO3)2,
26,2 bis 55,0 Gew.-% BaO.
0 bis 9,0 GeW^B2O3, 0 bis 10,0 Gcw.-% GeO2,
0 bis 4,0 Gew.-% TiO3 und
0 bis 2,0 Gew.-% Nb2O5
ist beispielsweise bereits aus der japanischen Patentpublikation 28 169/1978 (entsprechend der US-Patentschrift 54 484) bekannt Dieses Glas weist jedoch eine verhältnismäßig hohe Flüssigphasen-Temperatur auf, ist in bezug auf die Entglasung (Devitrification) instabil und für die Herstellung in einem großtechnischen Maßstabe nicht geeignet Ferner führt der hohe BaO-Gehalt in diesem Glas zu einer hohen Dispersion und zu einer unzureichenden anormalen partiellen Dispersion.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die obengenannten Nachteile zu beseitigen und ein optisches Fluorphosphatglas zu entwickeln, das einen Brechungsindex (//c/J innerhalb des Bereiches von 138 bis 1,70, eine Abbe-Zahl (pd) innerhalb des Bereiches von 39 bis 70 sowie eine anormale partielle Dispersion und eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit (Beständigkeit gegenüber Chemikalien) aufweist, gegen Entglasung (Devitrification) stabil ist und in einem großtechnischen Maßstab hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Fluorphosphatglas der eingangs genannten Art gelöst, das gekennzeichnet ist durch die nachstehend (in Gew.-%) angegebene Ausgangszusammensetzung:
(a) als Umwandlung des Metaphosphat-Ausgangsmaterials:
AI(PO3J3 13,0-39,0
Mg(POj)2 0-24.0
Ca(PO3J2 1,0-20,0
Ba(PO3)J 5.0-19,0
(wobei die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien 31 bis 49% beträgt);
(b) als Umwandlung des Fluorid-Ausgangsmaterials:
MgF2 2.0-13,0
SrF2 0-20,0
BaF2 1,0-33,0
AlF3 0-8.0
YF3 0-8.0
(wobei die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmaterialien 19 bis 47% beträgt);
(c) als Umwandlung des Oxid-Ausgangsmaterials:
BaO 10,0-36,0
Y2Oj und/oder Yb2O1 1,5-12,0
ZnO 0-6,0
PbO 0-29,0
Nb2O, 0-22,0
(wobei die Gesamtmenge der Oxid-Ausgangsmaterialien 20 bis 42% beträgt).
32 Ol 370
Das den Gegenstand der Erfindung bildende optische Fluorphosphatglas enthält AI(POj)3. Ca(PO3)2, MgF2. BaF2, BaO, Y2O3 und/oder Yb2O3 als notwendige Komponenten, wobei Y2O3 und/oder Yb2Oj und Ca(POj)2 in ein 5-K.omponenten-System aus
AI(PO3)3-Ba(PO3)2-MgF2-BaF2-BaO
eingeführt worden sind, wodurch die Flüssigphasentemperatur des Glases herabgesetzt und auch die Flüssigphasen-Viskosität verbessert sowie die Beständigkeit gegen Entglasung (Devitrifikation) stark verbessert sind. Y2O3 und Yb2O3 haben den Effekt, daß sie nicht nur die Dispersion, sondern auch den Rechungsindex verbessern, wobei die Zugabe auch nur einer geringen Menge dieser Materialien zu einem großen Effekt führt. Das Glas mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung weist eine niedrigere Dispersion und einen höheren Brechungsindex auf als das konventionelle Fluorphosphatglas. Außerdem bewirken Y2O3 und Yb2O3 eine Verbesserung der chemischen Beständigkeit (Beständigkeit gegen Chemikalien). Ca(POj)2 führt nicht nur zu einer Verbesserung der Beständigkeit gegen Entglasung (Devitrifikation), wie bereits erwähnt, sondern verbessert auch die chemische Beständigkeit (Beständigkeit gegen Chemikalien). Ferner vermindert es die Neigung zur Rißbildung (das Bersten bzw. Zerspringen) beim Abschrecken während der Formung des Glases, wodurch das Formen erleichtert wird.
Dem erfindungsgemäßen Glas können zusätzlich zu den obengenannten acht Komponenten weitere Komponenten, wie z. B. Mg(PO3J2, SrF2, YF3, ZnO und Nb2O5 zugesetzt werden.
Der Gehaltsbereich jeder Komponente wurde unter Berücksichtigung der folgenden Gründe festgelegt:
Die Verwendung von mindestens zwei Arten Metaphosphat ist erforderlich zur Herabsetzung der Flüssigphasen-Temperatur und zur Stabilisierung des Glases gegen Entglasung (Devitrifikation), wobei die Gesamtmenge derselben innerhalb des Bereiches von 31 bis 49 Gew.-% liegt.
Aluminiumphosphat AI{PO3)3 hat den Effekt, die Beständigkeit gegen Entglasung und die chemische Beständigkeit (Beständigkeit gegen Chemikalien) zu verbessern. Wenn weniger als 13,0 Gew.-% vorliegen, ist das Glas extrem instabil gegenüber Entglasung und seine chemische Beständigkeit ist schlechter. Wenn sein Gehalt 39,0 Gew.-% übersteigt, ist zum Schmelzen eine lange Zeit erforderlich und das Glas wird gegen Entglasung instabil. Magnesiummetaphosphat Mg(PO3)2 und Calciummetaphosphat Ca(PO3J2 weisen beide ein starkes Glasbildungsvermögen auf und stabilisieren das Glas gegen Entglasung. Außerdem haben sie den Effekt, nicht nur die Dispersion, sondern auch die chemische Beständigkeit zu verbessern. Wenn sein Gehalt an Mg(PO3J2 24,0 Gew.-% übersteigt, wird das Glas gegen Entglasung instabil. Wenn sein Gehalt an Ca(PO3)2 weniger als 1,0 Gew.-% beträgt und wenn er 20,0 Gew.-% übersteigt, wird as Glas gegen Entglasung instabil. Auch verfestigt Ca(PO3)2 die Glasstruktur, verleiht dem Glas Solidität und setzt die Neigung zur Rißbildung (Bersten bzw. Zerspringen) durch das Abschrecken während der Formgebung herab, so daß 1,0 Gew.-% oder mehr Ca(PO3)2 in dem Glas enthalten sein müssen.
Bariummetaphosphat Ba(PO3)2 hat den Effekt, den Brechungsindex zu verbessern. Wenn sein Gehalt weniger als 5,0 Gew.-% beträgt, wird der gewünschte Brechungsidnex nicht erzielt und das Glas wird gegen Entglasung instabil. Wenn sein Gehalt 19,0 Gew.-% übersteigt, wird das Glas gegen Entglasung sehr instabil. Was die Fluoride angeht, so müssen sie in einer Gesamtmenge von 19 bis 47 Gew.-% enthalten sein, wobei die gleichzeitige Anwesenheit von drei oder mehr Fluorid-Komponenten zur Herabsetzung der Flüssigphasen-Temperatur und zur Stabilisierung des Glases gegen Entglasung besonders bevorzugt ist.
Magnesiumfluorid MgF2 hat den Effekt, nicht nur die Dispersion zu verbessern, sondern auch die Entglasung zu unterdrücken. Ferner verfestigt es in ausgeprägter Weise die Glasstruktur und erhöht die chemische Beständigkeit sowie die mechanische Festigkeit. Wenn der Gehalt an MgF2 weniger als 2,0 Gew.-% beträgt und wenn er 13,0 Gew.-% übersteigt, wird das Glas gegen Entglasung instabil. Wenn sein Gehalt weniger als 2,0 Gew.-% beträgt, nimmt ferner die chemische Beständigkeit des Glases ab.
Strontiumfluorid SrF2 und Bariumfluorid BaF2 haben beide den Nachteil, daß sie die Dispersion erhöhen, sie haben aber auch den Effekt, daß sie den Brechungsindex und die Stabilität gegen Entglasung verbessern. Wenn der Gehalt an SrF2 20,0 Gew.-% übersteigt, wird das Glas gegen Entglasung instabil. BaF2 hat, verglichen mit
SrF2, einen großen Effekt in bezug auf die Verbesserung des Brechungsindex und dient auch der Verbesserung
der Beständigkeit gegen Entglasung. Wenn der Gehalt an BaF2 weniger als 1,0 Gew.-% beträgt und wenn er 33,0
Gew.-% übersteigt, wird das Glas gegen Entglasung instabil. Wenn sein Gehalt unterhalb 1,0 Gew.-% liegt,
beträgt der Brechungsidnex (yd) 1,59 oder weniger.
Aluminiumfiuorid AlF3 hat den Effekt, die Dispersion herabzusetzen und die chemische Beständigkeit zu
verbessern. Wenn der Gehalt an AIF3 8,0 Gew.-% übersteigt, wird das Glas gegen Entglasung extrem instabil.
Yttriumfluorid YF3 hat den Effekt daß es nicht nur die Dispersion, sondern auch den Brechungsindex erhöht und
die chemische Beständigkeit verbessert YF3 erhöht, wenn sein Gehalt 8,0 Gew.-% übersteigt, die Neigung des
Glases zur Entglasung. Als Oxidkomponenten können BaO, Y2O3, Yb2O3, ZnO, PbO und NbüOs eingeführt werden, wobei die Gesamtmenge dieser Oxidkomponenten innerhalb des Bereiches von 20 bis 42 Gew.-% liegt
Bariumoxid BaO hat die folgenden Effekte: (1) Es erhöht nicht nur die Dispersion stark, sondern erhöht auch den Brechungsindedx; (2) es verbessert die Viskosität der geschmolzenen Glasflüssigkeit und stabilisiert das Glas gegen Entglasung; und (3) es setzt die Verflüchtigung der Fluoridkomponenten herab, weil die Schmelztemperatur verhältnismäßig niedrig wird (unter 1100° C liegt). Wenn der Gehalt an BaO unterhalb 10,0 Gew.-% liegt beträgt der Brechungsindex {yd)des Glases 1,59 oder weniger und es stabilisiert nicht gegen Entglasung (mit Ausnahme der Zusammensetzung, die Nb2Os oder PbO enthält). Wenn der Gehalt an BaO 36,0 Gew.-% übersteigt bleibt es während des Schmelzens ungeschmolzen, erhöht die Neigung des Glases zur Entglasung und erhöht die Dispersion.
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Yttriumoxid YjOi und Ytterbiumoxid Yb2O) haben beide den Effekt, daß sie nicht nur die Dispersion, sondern auch den Brechungsindex verbessern (erhöhen), außerdem unterdrücken sie die Entgiasung und verbessern die chemische Beständigkeit (Beständigkeit gegen Chemikalien). Y2Oj und/oder Yb2O3 führer., wenn ihr Gehalt weniger als 1,5 Gew.-% beträgt, zu einem Brechungsindex (qd) von weniger als 1,59 und zu einem gegen Entgiasung instabilen Glas. Y2O3 und/oder Yb2O3 erhöhen, wenn ihr Gehalt 12,0 Gew.-% übersteigt, die Neigung des Glases zur Entgiasung. Der Effekt von Y2O3 oder ΥΗ?Οι verstärkt sich insbesondere bei gemeinsamer Verwendung mit BaO.
Zinkoxid ZnO hat den Effekt, das Glas gegen Entgiasung zu stabilisieren. Es kann in dem Glas in einer Menge bis zu 6,0 Gew.-% enthalten sein. Wenn dieser Prozentsatz überschritten wird, erhöht ZnO die Dispersion. Bleioxid PbO und Nioboxid Nb2Os erhöhen den Brechungsindex und auch stark die Dispersion. Deshalb weichen die optischen Konstanten stark ab von dem konventionellen Phosphorsäure-Bikronbereich und erreichen die Bereiche von Bikron, Bariumflint und Bariumbiflint. Verglichen mit Borsilikatglas, das in diesen Bereichen bereits vorliegt, weisen PbO und Nb2O3 die Merkmale auf, daß sie eine anormale partielle Dispersion und eine gute chemische Beständigkeit besitzen. PbO kann in einer Menge bis zu 29,0 Gew.-% und Nb2Os kann in einer Menge bis zu 22,0 Gew.-% enthalten sein. Wenn diese Prozentsätze überschritten werden, wird das Glas gegen Entgiasung insiabii.
Innerhalb des obengenannten ersten Ausgangszusammensetzungsbereiches kann in einem zweiten Ausgangszusammensetzungsbereich mit
0Gew.-%PbOund 0Gew.-%Nb2Os:
ein optisches Glas mit einer niedrigen Dispersion erhalten werden, bei dem die Abb6-Zahl (pd) 67 oder mehr beträgt
Innerhalb des zweiten Zusammensetzungsbereiches ist ein Glas innerhalb des nachstehend angegebenen dritten Zusammensetzungsbereiches (angegeben in Gew.-%) stabiler gegen Entgiasung und weist eine bessere chemische Beständigkeit (Haltbarkeit gegenüber Chemikalien) auf:
(a) ausgedrückt durch die Metaphosphat-Ausgangsmaterialien:
AKPO3J3 18,0-28,0
Ca(PO3J2 1,0-10,0
Ba(PO3)2 10.0-15.0
(die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien beträgt 33 bis 44 Gew.-%);
(b) ausgedrückt durch die Fluorid-Ausgangsmaterialien:
MgF2 2,0-10,0
BaF2 1,0-33,0
AlF3 2,0-8,0
(die Gesamtmenge der Fluorid- Ausgangsmaterialien beträgt 19 bis 36 Gew.-%);
(c) ausgedrückt durch die Oxid-Ausgangsmaterialien:
BaO 14,0-35,0
Y2O3 und/oder Yb2O3 1,5 - 5,0
(die Gesamtmenge der Oxid-Ausgangsmaterialien beträgt 30 bis 39 Gew.-%).
Innerhalb des dritten Zusammensetzungsbereiches kann in einem vierten Zusammensetzungsbereich mit
1,0 bis 5.0 Gew.-% Ca(PO3)2,
12,0 bis 15,0 Gew.-% Ba(PO3J2 und
20,0 bis 35,0 Gew.-% BaO.
ein optisches Glas mit einem höheren Brechungsindex erhalten werden.
Innerhalb des vierten Zusammensetzungsbereiches kann in dem nachstehend angegebenen fünften Zusammensetzungsbereich (angegeben in Gew.-™} ein Glas mit einer niedrigen FlüssägphaEen-Temperatur, das gegen Entgiasung besonders stabil ist, erhalten werden:
(a) ausgedruckt durch die Metaphosphat-Ausgangsmaterialien: AKPO3J3 20,0-25.0
Ca(PO3J2 1.0-3.0
Ba(PO3J2 13,0-15.0
(die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien beträgt 33 bis 41 Gew.-%);
(b) ausgedrückt durch die Fluorid-Ausgangsmaterialien: MgF2 3.0-9.0
BaF2 13,0-20.0
AlFi 2.0-5,0
(die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmateriaüen beträgt 19 bis 30 Gew.-%);
(c) ausgedruckt durch die Oxid-Ausgangsmaterialien: BaO 25.0-35,0
Y2O3 und/oder Yb2O3 13-3.0
(die Gesamtmenge der Oxid-Ausgangsmaterialien beträgt 30 bis 37 Gew.-%).
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Innerhalb dieses fünften Zusammensetzungsbereiches weist ein optisches Glas in einem sechsten Zusammensetzungsbereich mit
30,0 bis 35,0 Gew.-% BaO
eine hohe Viskosität der geschmolzenen Glasflüssigkeit auf. das während des Gießens leichter geformt werden kann.
Als Phosphat wurde vorstehend ein Metaphosphat, das selbst ein Glasbildungsvermögen besitzt, genannt. Anstelle von Metaphosphat können aber auch ein Carbonat und Phosphorsäure (z. B. BaCO] und HjPO< anstehe von Ba(PO3)2) verwendet werden. Die Verwendung eines Pyrophosphats anstelle einer Mischung aus einem Oxid und einem Metaphosphat (z. B. Ba2P2O? anstelle von BaO und Ba(PCh^) ist geeignet, wenn es innerhalb des genannten Zusammensetzungsbereiches liegt.
Auch die Verwendung von BaCOj anstelle von BaO ist üblich.
Das erfindungsgemäße optische Fluorphosphatglas kann unter Verwendung eines entsprechenden Metais phosphats, Fluorids, Oxids, Carbonats u. dgl. als Ausgangsmaterial jeder Komponente A.uswiegen und Mischen derselben hergestellt werden, so daß das Mischungsverhältnis, bezogen auf die crfUiuungsgemäße Zusammensetzung, erzielt wird, wonach sie in einen Platin-Schmelztiegel in einem auf 1000 bis 1300°C erhitzten Elektroofen eingeführt, zum Schmelzen gebracht, geklärt und gerühn werden, um sie zu homogenisieren, und anschließend vergossen und allmählich abgekühlt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnungen, die einen Vergleich zwischen dem optischen Glas jeder Ausführungsform der Erfindung und demjenigen, wie es in der japanischen Patentpublikation 28 169/1978 (entsprechend der US-PS 39 54 484) beschrieben ist. zeigen, naher erläutert. Dabei zeigt
F i g. 1 die Eigenschaften der optischen Gläser, wobei die horizontale Achse die Abbe-Zahl und die vertikale Achse den Brechungsindex wiedergeben, und
Fig.2 die anormalen partiellen Dispersionen der optischen Gläser, wobei die horizontale Achse die Abbe-Zahl und die vertikale Achse das partielle Dispersions-Verhältnis angeben.
Die Ausgangszusammensetzung (in Gew.-%). die Brechungsindices (yd), die Abbe-Zahlen (vd) und die par tiellen Dispersionsverhältnisse (t/d— t/c/yF— ?/c) von bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen optischen Glases sind in der nachstehenden Tabelle angegeben.
AusfUhrungsform 2 AusfUhrungsform 8 3 9 4 5 6
I 28.20 7 13.21 23,70 23,70 26,10
A1(PO3)3 35,27 1,00 18.31 1,00 2,37 1.00
Ca(PO3J2 1.00 15,70 5,62 14,81 14,13 14,45
Ba(PO3)2 9,87 11.74 7,90 4.42 3.72 8.26
MgF2 6.50 7.70 17,50 23.96 15,72 1733
BaF2 18.30 6.53
AIF3 34,16 35.96 30.61 31,83 30,86
BaO 27,56 1,50 1,50 1.50 2,00 2.00
Y2O3 1,50
Yb2O3 1.58957 139529 139293 1.59403 139323
ηά 1,59011 68.55 67,61 67,52 6734 67,48
vd 68.22 0,3027 0,3020 0,3033 0,3019 0,3019
Vd-^r1F-VC 03042
10 11 12
Ca(POj)2
Ba(POj)2
MgF2
SrF2
BaF2
AIF3
YFj
BaO
Y2O3
Yb2O3
23,90 23,/ö 2330 23,60 2430 22,10
237 237 237 237 237 2^!1
14,13 14.13 1330 1737 14,62 13.18
1032 634 530 3,72 3.72 2.00
1239 17.88
14,82 14.69 14.45 1,82 2.00 2436
230 230 2.50 230 4.70
234 4.62 232
32,46 32.43 3136 32J21 26,82 27,99
2.00 130 1.50 130 539 3,78
1.594060 139292 139270 138984 138429 139442
6736 68,08 68.00 6833 69,24 67,63
03024 03030 03032 03041 03038 03019
32 Ausführungsferm 14 Ausführungsform 20 Ausführungsform 26 01 370 Ib 17 18
13 22,80 19 23,50 25 2235 22,70 23.20 23,10
23,30 2.37 13,00 22.90 2,25 15 2,37 2.37 237
AI(POj)3 2,37 13.63 19.50 235 230 13,45 2330 13,55 13,80 13,80
Ca(POj)2 13,90 5,00 235 14.10 13,65 530 2,37 3,60 6,19 3,64
Ba(POj)2 6,24 16.19 8,10 7,30 5.40 16,00 13,90 18,10 18,48 1433
MgF2 14,46 3,40 2.50 16,25 2,40 5,50 3.85 2,50 4,40
BaF2 2,50 30.97 14,60 230 25.31 16.50 30,65 26,85 35,70
AlF3 33.60 1430 2.50 29,21 237 2,50 5,18 6,61 2,66
BaO 5.64 630 32,97 2.62 10,17 33,27
Y2O3 3,63 1.60032 31,75 2,68 5,17 2,66 1,60071 1,59696 1,60027
Yb2O3 1,59661 67.40 2,00 1,61799 67.04 67,46 67,15
Vd 67,57 0,3025 1.60438 5736 1.59634 0.3043 03040 0,3016
vd 03018 1.59243 62,44 03004 67.62
i)d— T)Ch)F- ye 138802 67.94 03020 0,3028 22 23 24
68.61 03030 22,10 20,00 17,55
03030 21
AKPOj)3 16,80 2,21 5.35 5,48
Mg(PO3J2 13,18 11,17 9.80
Ca(PO3)2 630 6,25 5,05 3.45
Ba(PO3)2 9,40 6,80 6,95
MgF2 3,72 2931 31,27 32,05
SrF2 8,00
BaF2 2234 17.03 10,63 13,58
AIF3 4.40 6,29 6,10 7,51
BaO 19,69 3.63 3,63 3,63
YaO3
Yb2O3 4.15 1,59725 138405 139522
ZnO 5.20 67,03 69,21 6733
Vd 1,58276 0,3033 03044 0,3025
vd 69,15
i)d— ifc/qF— TfC 0,3029 28 29 30
22.55 21,85 2UO
27 2.25 2,20 2,10
AKPOj)3 21,20 13,45 13,05 12,65
Ca(PO3J2 2,10 530 5,15 5,00
Ba(POa)2 12,65 16,00 1530 15,00
MgF2 5,00 2,40 230 2,25
BaF2 15,00 27,91 2230 18,05
AlF3 2,25 237 2,49 2,42
BaO 10,70
Y2O3 2,42 7,57 14,66 2133
PbO 28.68 1,62764 1,65748 1,69330
Nb2O5 54,25 45,88 3935
Vd 1,66293 0380 0,2943 02917
vd 4633
ηά—ηαηΡ—ψ: 0,2942
Ein Vergleich zwischen dem optischen Glas jeder Ausführungsform der Erfindung und demjenigen, wie es in
der japanischen Patentpublikation 28 169/1978 (entsprechend der US-PS 39 54 484) beschrieben ist, ist in den 60 F i g. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt
In der F i g. 1 gibt die horizontale Achse die Abbe-Zahl {vd) und die vertikale Achse den Brechungsindex (vd)
wieder. Diese Figur wird verwendet zur Bewertung der gebräuchlichsten optischen Gläser; diejenigen, die im
linken oberen Abschnitt der Figur angeordnet-sind, weisen einen höheren Brechungsindex und eine niedrigere
Dispersion auf. 65
Die F i g. 2 zeigt die anormale partielle Dispersion, wobei die horizontale Achse die Abbe-Zahl (vd) und die
vertikale Achse das partielle Dispersionsverhältnis (vd—vclvF—vc) wiedergibt Die Positionen, die von einer
geraden Linie M in der Figur, welche die partielle Sundard-Dispersion darstellt, weiter entfernt sind, geben an.
daß die anormale, partielle Dispersion größer ist
Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Vergleich in dem Bereich der niedrigeren Dispersion (worin die Abbe-Zahl vd 67 oder höher ist), wie erfindungsgemäß in erster Linie beabsichtigt
In diesen Figuren repräsentiert das Zeichen O das erfindungsgemäße optische Glas, während das Zeichen χ das optische Glas gemäß der japanischen Patentpublikationen 28 169/1978 repräsentiert
Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, weist das erfindungsgemäße optische Glas eine fast ebenso niedrige oder sogar niedrigere Dispersion auf als das in der japanischen Patentpublikation 28 169/1978 beschriebene optische Glas, und dennoch besitzt das erfindungsgemäße Glas einen höheren Brechungsindex und eine höhere anormale, partielle Dispersion als das bekannte Glas.
Gemäß der Erfindung kann, wie vorstehend beschrieben, ein optisches Fluorphosphatglas mit einem verhältnismäßig hohen Brechungsindex und einer hohen anormalen partiellen Dispersion auf stabile Weise und leicht in einem industriellen Maßstab hergestellt werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
20
25 30 35 40
55
60
65

Claims (6)

32 Ol Patentansprüche:
1. Optisches Fluorphosphatglas auf der Basis von AKPOj)3. Erdalkalimetaphosphat Erdalkalifluorid, BaO und gegebenenfalls AlF3 und Nb2Os, gekennzeichnetdurchdie nachstehend (in Gcw.-%) angegebene Ausgangszusammensetzung:
(a) als Umwandlung des Metaphosphal-Ausgangsmaterials: AKPOj)3 13.0-39,0 Mg(PO3)2 0-24,0
to Ca(PO3)z 1,0-20.0
Ba(PO3J2 5.0-19.0
(wobei die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien 31 bis 49% beträgt);
(b) als Umwandlung des Fluorid-Ausgnngsmaterials: MgF2 2,0-13.0
SrF2 0-20.0
BaF2 1,0-33.0
AlF3 0-8,0
YF3 0-8,0
(wobei die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmaterialien 19 bis 47% beträgt); (c) als Umwandlung des Oxid-Ausgangsmaterials:
BaO 10,0-36.0
Y2O3 und/oder Yb2O3 13-12,0
ZnO 0-6.0
PbO 0-29,0
Nb2O5 0-22,0
(wobei die Gesamtmenge der Oxid-Ausgangsmaterialien 20 bis 42% beträgt).
2. Optisches Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d^Q sein Gehalt an PbO 0 Gew.-% und sein Gehalt an Nb2Os 0 Gew-% betragen.
3. Optisches Glas nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Ausgangszusammensetzung (in Gew.-%):
(a) als Metaphosphat-Ausgangsmaterial:
AI(PO3)3 18,0-28.0
Ca(PO3)2 1.0-10.0
Ba(PO3J2 10,0-15,0
(wobei die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien 33 bis 44% beträgt);
(b) als Fluorid-Ausgangsmaterial:
MgF2 2.0-10,0
BaF2 1,0-33,0
AIF3 2.0-8.0
(wobei die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmaterialien 19 bis 36% beträgt);
(c) als Oxid-Ausgangsmaterial:
BaO 14,0-35,0
Y2O3 und/oder Yb2O3 1,5 - 5.0
(wobei die Gesamtmenge der Oxid-Arsgangsmaterialien 30 bis 39% beträgt).
4. Optisches Glas nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es enthält
1,0 bis 5,0 Gew.-% Ca(PO3J2.
12,0 bis 15,0 Gew.-% Ba(PO3J2 und 20,0 bis 35,0 gew.-% BaO.
5. Optisches Glas nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Ausgangszusammensetzung (in Gew.-%):
(a) als Metaphosphat-Ausgangsmaterial:
AI(PO3)3 20,0-25,0
Ca(PO3J2 1,0-3,0
Ba(PO3J2 13.0-15,0
(wobei die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien 33 bis 41 % beträgt);
(b) als Fluorid-Ausgangsmaterial:
MgF2 3,0-9.0
BaF2 13,0-20,0
AIF3 2,0-5,0
(wobei die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmaterialien 19 bis 30% beträgt);
32 Ol 370
(c) als Oxid-Ausgangsmaterial:
BaO 25.0-35.0
Y2O3 und/oder Yb2O3 . 1,5-3.0
(wobei die Gesamtmenge der Oxid-Ausgangsmaterialien 30 bis 37% beträgt).
6. Optisches Glas nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an BaO in der Ausgangszusammensetzung 30.0 bis 35,0 Göw.-% beträgt
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