DE3201370A1 - Optisches fluorphosphatglas - Google Patents
Optisches fluorphosphatglasInfo
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Abstract
1 Optisches Fluorphosphatglas mit der nachstehend (in Gew.-%) angegebenen Zusammensetzung: a) als Umwandlung des Metaphosphat-Ausgangsmaterials: Al(PO[tief]3)[tief]3 13,0 - 39,0 Mg(PO[tief]3)[tief]2 0 - 24,0 Ca(PO[tief]3)[tief]2 1,0 - 20,0 Ba(PO[tief]3)[tief]2 5,0 - 19,0 (wobei die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien 31 bis 49 Gew.-% beträgt); b) als Umwandlung des Fluorid-Ausgangsmaterials: MgF[tief]2 2,0 - 13,0 SrF[tief]2 0 - 20,0 BaF[tief]2 1,0 - 33,0 AlF[tief]3 0 - 8,0 YF[tief]3 0 - 8,0 (wobei die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmaterialien 19 bis 47 Gew.-% beträgt); und c) als Umwandlung des Oxid-Ausgangsmaterials: BaO 10,0 - 36,0 Y[tief]2O[tief]3 und/oder Yb[tief]2O[tief]3 1,5 - 12,0 ZnO 0 - 6,0 PbO 0 - 29,0 Nb[tief]2O[tief]5 0 - 22,0 (wobei die Gesamtmenge der Oxid-Ausgangsmaterialien 20 bis 42 Gew.-% beträgt).
Description
Die Erfindung betrifft ein neues optisches Fluorphosphatglas mit einer hohen anormalen partiellen Dispersion und einem verhältnismäßig hohen Brechungsindex, dessen optische Konstanten so sind, daß der Brechungsindex, dessen optische Konstanten so sind, daß der Brechungsindex (
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d) 1,58 bis 1,70 und die Abbé-Zahl (
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d) 39 bis 70 betragen.
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d) 1,58 bis 1,70 und die Abbé-Zahl (
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d) 39 bis 70 betragen.
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 partiellen Dispersion und einem Brechungsindex (
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d) von weniger als 1,55, und in der Praxis wird ein solches Glas seit kurzem für Fern- rohr-Objektivlinsen oder photographische Linsen oder dgl. verwendet. Andererseits besteht bei den Linsenherstellern seit langem eine starke Nachfrage nach einem Glas mit einem höheren Brechungsindex (
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d > 1,58) und Dispersion (
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d < 70) sowie einer anormalen partiellen Dispersion. Ein optisches Glas mit solchen optischen Eigenschaften und der nachstehend angegebenen Glaszusammensetzung:
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d) von weniger als 1,55, und in der Praxis wird ein solches Glas seit kurzem für Fern- rohr-Objektivlinsen oder photographische Linsen oder dgl. verwendet. Andererseits besteht bei den Linsenherstellern seit langem eine starke Nachfrage nach einem Glas mit einem höheren Brechungsindex (
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d > 1,58) und Dispersion (
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d < 70) sowie einer anormalen partiellen Dispersion. Ein optisches Glas mit solchen optischen Eigenschaften und der nachstehend angegebenen Glaszusammensetzung:
0,1 bis 1,5 Gew.-% MgF[tief]2, 0,1 bis 1,5 Gew.-% CaF[tief]2, 0 bis 12,5 Gew.-% SrF[tief]2, 0 bis 10,0 Gew.-% AlF[tief]3, 0,1 bis 1,5 Gew.-% LaF[tief]3, 8,0 bis 12,0 Gew.-% Al(PO[tief]3)[tief]3, 3,0 bis 25,0 Gew.-% Mg(PO[tief]3)[tief]2, 10,0 bis 18,0 Gew.-% Ba(PO[tief]3)[tief]2, 26,2 bis 55,0 Gew.-% BaO, 0 bis 9,0 Gew.-% B[tief]20[tief]3, 0 bis 10,0 Gew.-% GeO[tief]2, 0 bis 4,0 Gew.-% TiO[tief]2 und 0 bis 20,0 Gew.-% Nb[tief]2O[tief]5 ist beispielsweise bereits aus der japanischen Patentpublikation 28 169/1978 (entsprechend der US-Patentschrift 3 954 484) bekannt. Dieses Glas weist jedoch eine verhältnismäßig hohe Flüssigphasen-Temperatur auf und 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.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, die obengenannten Nachteile zu beseitigen und ein optisches Fluorphosphatglas zu entwickeln, das einen Brechungsindex (
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d) innerhalb des Bereiches von 1,58 bis 1,70 und eine Abbé-Zahl (
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d) innerhalb des Bereiches von 39 bis 70 sowie eine anormale partielle Dispersion und eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit (Beständigkeit gegenüber Chemikalien) aufweist und gegen Entglasung (Devitrification) stabil ist und in einem großtechnischen Maßstabe hergestellt werden kann.
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d) innerhalb des Bereiches von 1,58 bis 1,70 und eine Abbé-Zahl (
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d) innerhalb des Bereiches von 39 bis 70 sowie eine anormale partielle Dispersion und eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit (Beständigkeit gegenüber Chemikalien) aufweist und gegen Entglasung (Devitrification) stabil ist und in einem großtechnischen Maßstabe hergestellt werden kann.
Das den Gegenstand der Erfindung bildende optische Fluorphosphatglas enthält Al(PO[tief]3)[tief]3, Ca(PO[tief]3)[tief]2, MgF[tief]2, BaF[tief]2, BaO, Y[tief]2O[tief]3 und/oder Yb[tief]2O[tief]3 als notwendige Komponenten, wobei Y[tief]2O[tief]3 und/oder Yb[tief]2O[tief]3 und Ca(PO[tief]3)[tief]2 in ein 5-Komponenten-System aus Al(PO[tief]3)[tief]3-Ba(PO[tief]3)[tief]2-MgF[tief]2-BaF[tief]2-BaO eingeführt worden sind, wodurch die Flüssigphasentemperatur des Glases herabgesetzt und auch die Flüssigphasen-Viskosität verbessert und die Beständigkeit gegen Entglasung (Devitrifikation) stark verbessert sind. Y[tief]2O[tief]3 und Yb[tief]2O[tief]3 haben den Effekt, daß sie nicht nur die Dispersion verbessern, sondern auch den Brechungsindex verbessern, und die Zugabe auch nur einer geringen Menge dieser Materialien führt zu einem großen Effekt, und das Glas mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung weist eine niedrigere Dispersion und einen höheren Brechungsindex auf als das konventionelle Fluorphosphatglas. Außerdem haben Y[tief]2O[tief]3 und Yb[tief]2O[tief]3 den Effekt, die chemische Beständigkeit (Beständigkeit gegen Chemikalien) zu verbessern und das erfindungsgemäße Glas weist eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit (Beständigkeit gegen Chemikalien) auf. Ca(PO[tief]3)[tief]2 führt nicht nur zu einer Verbesserung der Beständigkeit gegen Entglasung (Devitrifikation), wie bereits erwähnt, sondern verbessert auch die chemische Beständigkeit (Beständigkeit gegen Chemikalien). Es hat auch den Effekt, die Rißbildung (das Bersten bzw. Zerspringen) beim Abschrecken während der Formung des Glases zu vermindern, wodurch das Formen erleichtert wird.
Dem erfindungsgemäßen Glas können zusätzlich zu den obengenannten acht Komponenten weitere Komponenten, wie z.B. Mg(PO[tief]3)[tief]2, SrF[tief]2, YF[tief]3, ZnO und Nb[tief]2O[tief]5, zugesetzt werden.
Der Zusammensetzungsbereich des erfindungsgemäßen optischen Fluorphosphatglases ist nachstehend in Gew.-% angegeben:
(1) Als Umwandlung des Metaphosphat-Ausgangsmaterials:
Al(PO[tief]3)[tief]3 13,0 - 39,0
Mg(PO[tief]3)[tief]2 0 - 24,0
Ca(PO[tief]3)[tief]2 1,0 - 20,0
Ba(PO[tief]3)[tief]2 5,0 - 19,0
(Die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien beträgt 31 bis 49 Gew.-%);
(b) als Umwandlung des Fluorid-Ausgangsmaterials:
MgF[tief]2 2,0 - 13,0
SrF[tief]2 0 - 20,0
BaF[tief]2 1,0 - 33,0
AlF[tief]3 0 - 8,0
YF[tief]3 0 - 8,0
(Die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmaterialien beträgt 19 bis 47 Gew.-%);
(c) als Umwandlung des Oxid-Ausgangsmaterials:
BaO 10,0 - 36,0
Y[tief]2O[tief]3 und/oder
Yb[tief]20[tief]3 1,5 - 12,0
ZnO 0 - 6,0
PbO 0 - 29,0
Nb[tief]2O[tief]5 0 - 22,0
(Die Gesamtmenge der Oxid-Ausgangsmaterialien beträft 20 bis 42 Gew.-%).
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) und die Gesamtmenge derselben liegt innerhalb des Bereiches von 31 bis 49 Gew.-%.
Aluminiummetaphosphat Al(PO[tief]3)[tief]3 hat den Effekt, die Beständigkeit gegen Entglasung und die chemische Beständigkeit (Beständigkeit gegen Chemikalien) zu verbessern, und 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, bleibt es während des Schmelzens ungeschmolzen und zum Schmelzen ist eine lange Zeit erforderlich und das Glas wird gegen Entglasung instabil.
Magnesiummetaphosphat Mg(PO[tief]3)[tief]2 und Calciummetaphosphat Ca(PO[tief]3)[tief]2 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(PO[tief]3)[tief]2 24,0 Gew.-% übersteigt, wird das Glas gegen Entglasung instabil. Wenn sein Gehalt an Ca(PO[tief]3)[tief]2 weniger als 1,0 Gew.-% beträgt und wenn er 20,0 Gew.-% übersteigt, wird das Glas gegen Entglasung instabil. Auch
verfestigt Ca(PO[tief]3)[tief]2 die Glasstruktur und verleiht dem Glas Solidität und setzt die Neigung zur Rißbildung (Bersten bzw. Zerspringen) durch das Abschrecken während der Formgebung herab und deshalb müssen 1,0 Gew.-% oder mehr Ca(PO[tief]3)[tief]2 in dem Glas enthalten sein.
Bariummethaphosphat Ba(PO[tief]3)[tief]2 hat den Effekt, den Brechungsindex zu verbessern, und wenn sein Gehalt weniger als 5,0 Gew.-% beträgt, wird der gewünschte Brechungsindex 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.-% darin enthalten sein und die gleichzeitige Anwesenheit von drei oder mehr Komponenten ist besonders bevorzugt zur Herabsetzung der Flüssigphasen-Temperatur und zur Stabilisierung des Glases gegen Entglasung.
Magnesiumflorid MgF[tief]2 hat den Effekt, nicht nur die Dispersion zu verbessern, sondern auch die Entglasung zu unterdrücken und es verfestigt in ausgeprägter Weise die Glasstruktur und erhöht die chemische Beständigkeit und die mechanische Festigkeit. Wenn sein Gehalt an MgF[tief]2 weniger als 2,0 Gew.-% beträgt und wenn er 13,0 Gew.-% übersteigt, wird das Glas gegen Entglasung instabil und wenn sein Gehalt weniger als 2,0 Gew.-% beträgt, nimmt die chemische Beständigkeit des Glases ab.
Strontiumfluorid SrF[tief]2 und Bariumfluorid BaF[tief]2 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 sein Gehalt an SrF[tief]2 20,0 Gew.-% übersteigt, wird das Glas gegen Entglasung instabil. BaF[tief]2 hat, verglichen mit SrF[tief]2, einen großen Effekt in bezug auf die Verbesserung des Brechungsindex und dient auch der Verbesserung der Beständigkeit gegen Entglasung. Wenn sein Gehalt an BaF[tief]2 weniger als 1,0 Gew.-% beträgt und wenn er 33,0 Gew.-% übersteigt, wird das Glas gegen Entglasung instabil und wenn sein Gehalt weniger als 1,0 Gew.-% beträgt, beträgt der Brechungsindex (
<NichtLesbar>
d) 1,59 oder weniger.
<NichtLesbar>
d) 1,59 oder weniger.
Aluminiumfluorid AlF[tief]3 hat den Effekt, die Dispersion herabzusetzen und die chemische Beständigkeit zu verbessern. Wenn der Gehalt an AlF[tief]3 8,0 Gew.-% übersteigt, wird das Glas gegen Entglasung extrem instabil. Yttriumfluorid YF[tief]3 hat den Effekt, daß es nicht nur die Dispersion, sondern auch den Brechungsindex erhöht und die chemische Beständigkeit verbessert. YF[tief]3 erhöht, wenn sein Gehalt 80 Gew.-% übersteigt, die Neigung des Glases zur Entglasung.
Als Oxidkomponenten können BaO, Y[tief]2O[tief]3, ZnO, PbO und Nb[tief]2O[tief]5 eingeführt werden und die Gesamtmenge dieser Oxidkomponenten liegt innerhalb des Bereiches von 20 bis 42 Gew.-%.
Bariumoxid BaO hat die folgenden Effekte: (1) Es erhöht nicht nur die Dispersion stark, sondern erhöht auch den
Brechungsindex; (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 sein Gehalt an BaO weniger als 10,0 Gew.-% beträgt, beträgt der Brechungsindex (
<NichtLesbar>
d) des Glases 1,59 oder weniger, und BaO stabilisiert nicht gegen Entglasung (mit Ausnahme der Zusammensetzung, die Nb[tief]2O[tief]5 oder PbO enthält). Wenn sein Gehalt an BaO 36,0 Gew.-% übersteigt, bleibt es während des Schmelzens ungeschmolzen und erhöht die Neigung des Glases zur Entglasung und erhöht die Dispersion.
<NichtLesbar>
d) des Glases 1,59 oder weniger, und BaO stabilisiert nicht gegen Entglasung (mit Ausnahme der Zusammensetzung, die Nb[tief]2O[tief]5 oder PbO enthält). Wenn sein Gehalt an BaO 36,0 Gew.-% übersteigt, bleibt es während des Schmelzens ungeschmolzen und erhöht die Neigung des Glases zur Entglasung und erhöht die Dispersion.
Yttriumoxid Y[tief]2O[tief]3 und Ytterbiumoxid Yb[tief]2O[tief]3 haben beide den Effekt, daß sie nicht nur die Dispersion, sondern auch den Brechungsindex verbessern (erhöhen) und außerdem unterdrücken sie die Entglasung und verbessern die chemische Beständigkeit gegen Chemikalien). Y[tief]2O[tief]3 und/oder Yb[tief]2O[tief]3 führen, wenn ihr Gehalt weniger als 1,5 Gew.-% beträgt, zu einem Brechungsindex (
<NichtLesbar>
d) von weniger als 1,59 und zu einem gegen Entglasung instabilen Glas. Y[tief]2O[tief]3 und/oder Yb[tief]2O[tief]3 erhöhen, wenn ihr Gehalt 12,0 Gew.-% übersteigt, die Neigung des Glases zur Entglasung. Der Effekt von Y[tief]2O[tief]3 oder Yb[tief]2O[tief]3 verstärkt sich insbesondere dann, wenn es zusammen mit BaO verwendet wird.
<NichtLesbar>
d) von weniger als 1,59 und zu einem gegen Entglasung instabilen Glas. Y[tief]2O[tief]3 und/oder Yb[tief]2O[tief]3 erhöhen, wenn ihr Gehalt 12,0 Gew.-% übersteigt, die Neigung des Glases zur Entglasung. Der Effekt von Y[tief]2O[tief]3 oder Yb[tief]2O[tief]3 verstärkt sich insbesondere dann, wenn es zusammen mit BaO verwendet wird.
Zinkoxid ZnO hat den Effekt, das Glas gegen Entglasung zu stabilisieren und es kann in dem Glas in einer Menge bis zu 6,0 Gew.-% enthalten sein, und wenn dieser Prozentsatz überschritten wird, erhöht ZnO die Dispersion. Bleioxid PbO und Nioboxid Nb[tief]2O[tief]5 erhöhen den Brechungs-
index und erhöhen auch stark die Dispersion. Deshalb weichen die optischen Konstanten stark ab von dem konventionalen Phosphorsäure-Bikronbereich und erreichen die Bereiche von Bikron, Bariumflint und Bariumbiflint. Verglichen mit Borsilikatglas, das in diesen Bereichen bereits vorliegt, weisen PbOund Nb[tief]2O[tief]3 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.-% enthalten sein und Nb[tief]2O[tief]5 kann in einer Menge bis zu 22,0 Gew.-% enthalten sein, und wenn diese Prozentsätze überschritten werden, wird das Glas gegen Entglasung instabil.
Innerhalb des obengenannten ersten Zusammensetzungsbereiches kann in einem zweiten Zusammensetzungsbereich mit
0 Gew.-% PbO und
0 Gew.-% Nb[tief]2O[tief]5,
ein optisches Glas mit einer niedrigen Dispersion erhalten werden, bei dem die Abbé-Zahl (
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d) 67 oder mehr beträgt.
<NichtLesbar>
d) 67 oder mehr beträgt.
Innerhalb des zweiten Zusammensetzungsbereiches ist ein Glas innerhalb des nachstehend angegebenen dritten Zusammensetzungsbereiches (angegeben in Gew.-%) stabiler gegen Entglasung und weist eine bessere chemische Beständigkeit (Haltbarkeit gegenüber Chemikalien) auf:
(a) Ausgedrückt durch die Metaphosphat-Ausgangsmaterialien;
Al(PO[tief]3)[tief]3 18,0 - 28,0
Mg(PO[tief]3)[tief]3 0
Ca(PO[tief]3)[tief]2 1,0 - 10,0
Ba(PO[tief]3[tief]2 10,0 - 15,0
(Die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien beträgt 33 bis 44 Gew.-%);
(b) ausgedrückt durch die Fluorid-Ausgangsmaterialien:
MgF[tief]2 2,0 - 10,0
SrF[tief]2 0
BaF[tief]2 1,0 - 33,0
AlF[tief]3 2,0 - 8,0
YF[tief]3 0
(Die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmaterialien beträgt 19 bis 36 Gew.-%);
(c) ausgedrückt durch die Oxid-Ausgangsmaterialien:
BaO 14,0 - 35,0
Y[tief]2O[tief]3 und/oder Yb[tief]2O[tief]3 1,5 - 5,0
ZnO 0
PbO 0
Nb[tief]2O[tief]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(PO[tief]3)[tief]2,
12,0 bis 15,0 Gew.-% Ba(PO[tief]3)[tief]2 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
Flüssigphasen-Temperatur, das gegen Entglasung besonders stabil ist, erhalten werden:
(a) Ausgedrückt durch die Metaphosphat-Ausgangsmaterialien:
Al(PO[tief]3)[tief]3 20,0 - 25,0
Mg(PO[tief]3)[tief]3 0
Ca(PO[tief]3)[tief]2 1,0 - 3,0
Ba(PO[tief]3)[tief]2 13,0 - 15,0
(Die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien beträgt 33 bis 41 Gew.-%);
(b) ausgedrückt durch die Fluorid-Ausgangsmaterialien:
MgF[tief]2 3,0 - 9,0
SrF[tief]2 0
BaF[tief]2 13,0 - 20,0
AlF[tief]3 2,0 - 5,0
(Die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmaterialien beträgt 19 bis 30 Gew.-%):
(c) ausgedrückt durch die Oxid-Ausgangsmaterialien:
BaO 25,0 - 35,0
Y[tief]2O[tief]3 und/oder Yb[tief]2O[tief]3 1,5 - 3,0
ZnO 0
PbO 0
Nb[tief]2O[tief]5 0
(Die Gesamtmenge der Oxid-Ausgangsmaterialien beträgt 30 bis 37 Gew.-%).
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.
Erfindungsgemäß wurde vorstehend als Phosphat ein Metaphosphat, das selbst ein Glasbildungsvermögen besitzt, verwendet, anstelle von Metaphosphat können aber auch ein Carbonat und Phosphorsäure (z.B. BaCO[tief]3 und H[tief]3PO[tief]4 anstelle von Ba(PO[tief]3)[tief]2) verwendet werden und die Verwendung eines Pyrophosphats anstelle einer Mischung aus einem Oxid und einem Metaphosphat (z.B. Ba[tief]2P[tief]2O[tief]7 anstelle von BaO und Ba(PO[tief]3)[tief]2) ist geeignet, wenn es innerhalb des genannten Zusammensetzungsbereiches liegt.
Auch die Verwendung von BaCO[tief]3 anstelle von BaO ist üblich.
Das erfindungsgemäße optische Fluorphosphatglas kann unter Verwendung eines entsprechenden Metaphosphats, Fluorids, Oxids, Carbonats und dgl. als Ausgangsmaterial jeder Komponente, Auswiegen und Mischen derselben hergestellt werden, so daß das Mischungsverhältnis, bezogen auf die erfindungsgemäße Zusammensetzung, erzielt wird, wonach sie in einen Platin-Schmelztiegel in einem auf 1000 bis 1300°C erhitzten Elektroofen eingeführt, zum Schmelzen gebracht, geklärt und gerührt werden, um sie zu homogenisieren, und anschließend vergossen und allmählich abgekühlt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, die einen Vergleich zwischen dem optischen Glas jeder Ausführungsform der Erfindung und
demjenigen, wie es in der japanischen Patentpublikation 28 169/1978 beschrieben ist, zeigen, näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 die Eigenschaften der optischen Gläser, wobei die horizontale Achse die Abbé-Zahl und die vertikale Achse den Brechungsindex wiedergeben;
Fig. 2 die anormalen partiellen Dispersionen der optischen Gläser, wobei die horizontale Achse die Abbé-Zahl und die vertikale Achse das partielle Dispersions-Verhältnis angeben.
Die Zusammensetzungen (in Gew.-%), die Brechungsindices (
<NichtLesbar>
d), die Abbé-Zahlen (
<NichtLesbar>
d) und die partiellen Dispersionsverhältnisse (
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d-
<NichtLesbar>
c/
<NichtLesbar>
<NichtLesbar>
d), die Abbé-Zahlen (
<NichtLesbar>
d) und die partiellen Dispersionsverhältnisse (
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d-
<NichtLesbar>
c/
<NichtLesbar>
F-
<NichtLesbar>
c) von bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen optischen Glases sind in der nachstehenden Tabelle angegeben.
<NichtLesbar>
c) von bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen optischen Glases sind in der nachstehenden Tabelle angegeben.
| <Tabelle Fortsetzung> |
| <Tabelle Fortsetzung> |
| <Tabelle Fortsetzung> |
| <Tabelle Fortsetzung> |
Ein Vergleich zwischen dem optischen Glas jeder Ausführungsform der Erfindung und demjenigen, wie es in der japanischen Patentpublikation 28 169/1978 beschrieben ist, ist in der Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt.
In der Fig. 1 gibt die horizontale Achse die Abbé-Zahl (
<NichtLesbar>
d) wieder und die vertikale Achse gibt den Brechungsindex (
<NichtLesbar>
d) wieder und 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.
<NichtLesbar>
d) wieder und die vertikale Achse gibt den Brechungsindex (
<NichtLesbar>
d) wieder und 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.
Die Fig. 2 zeigt die anormale partielle Dispersion, wobei die horizontale Achse die Abbé-Zahl (
<NichtLesbar>
d) wiedergibt und die vertikale Achse das partielle Dispersionsverhältnis (
<NichtLesbar>
d -
<NichtLesbar>
c) / (
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<NichtLesbar>
d) wiedergibt und die vertikale Achse das partielle Dispersionsverhältnis (
<NichtLesbar>
d -
<NichtLesbar>
c) / (
<NichtLesbar>
F-
<NichtLesbar>
c) wiedergibt und die Positionen, die von einer geraden Linie M in der Figur weiter entfernt sind, welche die partielle Standard-Dispersion darstellt, geben an, daß die anormale partielle Dispersion größer ist.
<NichtLesbar>
c) wiedergibt und die Positionen, die von einer geraden Linie M in der Figur weiter entfernt sind, welche die partielle Standard-Dispersion darstellt, geben an, daß die anormale partielle Dispersion größer ist.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Vergleich in dem Bereich der niedrigeren Dispersion (worin die Abbé-Zahl
<NichtLesbar>
d 67 oder höher ist) als erfindungsgemäß in erster Linie beabsichtigt, und in diesen Figuren repräsentiert das Zeichen O das erfindungsgemäße optische Glas, während das Zeichen X das optische Glas gemäß der japanischen Patentpublikation 28 169/1978 repräsentiert.
<NichtLesbar>
d 67 oder höher ist) als erfindungsgemäß in erster Linie beabsichtigt, und in diesen Figuren repräsentiert das Zeichen O das erfindungsgemäße optische Glas, während das Zeichen X das optische Glas gemäß der japanischen Patentpublikation 28 169/1978 repräsentiert.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, weist das erfindungsgemäße optische Glas eine fast ebenso niedrige oder niedrigere Dispersion auf als das in der japanischen Patentpublikation 28 169/1978 beschriebene optische Glas, und dennoch besitzt ersteres einen höheren Brechungsindex und eine höhere anormale partielle Dispersion als letzteres.
Erfindungsgemäß 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.
Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
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<Zeichnung>
Claims (6)
1. Optisches Fluorphosphatglas, gekennzeichnet durch die nachstehend (in Gew.-%) angegebene Zusammensetzung:
(a) als Umwandlung des Metaphosphat-Ausgangsmaterials:
Al(PO[tief]3)[tief]3 13,0 - 39,0
Mg(PO[tief]3)[tief]2 0 - 24,0
Ca(PO[tief]3)[tief]2 1,0 - 20,0
Ba(PO[tief]3)[tief]2 5,0 - 19,0
(wobei die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien 31 bis 49 Gew.-% beträgt);
(b) als Umwandlung des Fluorid-Ausgangsmaterials:
MgF[tief]2 2,0 - 13,0
SrF[tief]2 0 - 20,0
BaF[tief]2 1,0 - 33,0
AlF[tief]3 0 - 8,0
YF[tief]3 0 - 8,0
(wobei die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmaterialien 19 bis 47 Gew.-% beträgt);
(c) als Umwandlung des Oxid-Ausgangsmaterials:
BaO 10,0 - 36,0
Y[tief]2O[tief]3 und/oder
Yb[tief]2O[tief]3 1,5 - 12,0
ZnO 0 - 6,0
PbO 0 - 29,0
Nb[tief]2O[tief]5 0 - 22,0
(wobei die Gesamtmenge der Oxid-Ausgangsmaterialien 20 bis 42 Gew.-% beträgt).
2. Optisches Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Gehalt an PbO 0 Gew.-% und sein Gehalt an Nb[tief]2O[tief]5 0 Gew.-% betragen.
3. Optisches Glas nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es enthält:
(a) als Metaphosphat-Ausgangsmaterial:
Al(PO[tief]3)[tief]3 18,0 - 28,0 Gew.-%
Mg(PO[tief]3)[tief]2 0 "
Ca(PO[tief]3)[tief]2 1,0 - 10,0 "
Ba(PO[tief]3)[tief]2 10,0 - 15,0 "
(wobei die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien 33 bis 44 Gew.-% beträgt);
(b) als Fluorid-Ausgangsmaterial:
MgF[tief]2 2,0 - 10,0 Gew.-%
SrF[tief]2 0 "
BaF[tief]2 1,0 - 33,0 "
AlF[tief]3 2,0 - 8,0 "
YF[tief]3 0 "
(wobei die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmaterialien 19 bis 36 Gew.-% beträgt);
(c) als Oxid-Ausgangsmaterial:
BaO 14,0 - 35,0 Gew.-%
Y[tief]2O[tief]3 und/oder
Yb[tief]2O[tief]3 1,5 - 5,0 "
ZnO 0 "
PbO 0 "
Nb[tief]2O[tief]5 0 "
(wobei die Gesamtmenge der Oxid-Ausgangsmaterialien 30 bis 39 Gew.-% beträgt).
4. Optisches Glas nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es enthält
1,0 bis 5,0 Gew.-% Ca(PO[tief]3)[tief]2,
12,0 bis 15,0 Gew.-% Ba(PO[tief]3)[tief]2 und
20,0 bis 35,0 Gew.-% BaO.
5. Optisches Glas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es enthält
(a) als Metaphosphat-Ausgangsmaterial:
Al(PO[tief]3)[tief]3 20,0 - 25,0 Gew.-%
Mg(PO[tief]3)[tief]2 0 "
Ca(PO[tief]3)[tief]2 1,0 - 3,0 "
Ba(PO[tief]3)[tief]2 13,0 - 15,0 "
(wobei die Gesamtmenge der Metaphosphat-Ausgangsmaterialien 33 bis 41 Gew.-% beträgt);
(b) als Fluorid-Ausgangsmaterial:
MgF[tief]2 3,0 - 9,0 Gew.-%
SrF[tief]2 0 "
BaF[tief]2 13,0 - 20,0 "
AlF[tief]3 2,0 - 5,0 "
YF[tief]3 0 "
(wobei die Gesamtmenge der Fluorid-Ausgangsmaterialien 19 bis 30 Gew.-% beträgt);
(c) als Oxid-Ausgangsmaterial:
BaO 25,0 - 35,0 Gew.-%
Y[tief]2O[tief]3 und/oder
Yb[tief]2O[tief]3 1,5 - 3,0 "
ZnO 0 "
PbO 0 "
Nb[tief]2O[tief]5 0 "
(wobei die Gesamtmenge der Oxid-Ausgangsmaterialien 30 bis 37 Gew.-% beträgt).
6. Optisches Glas nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sein Gehalt an BaO 30,0 bis 35,0 Gew.-% beträgt.
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