DE4401851A1 - Chrom- und kupferoxidhaltiges fotosensibles Lithiumalumosilikatglas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lithiumalumosilikatglas, das durch geringe Zusätze von Chrom- und Kupferoxid fotosensibel ist und den daraus resultierenden speziellen Verarbeitungen und Anwen­ dungen zur Verfügung steht. Die Gläser der vorliegenden Erfindung umfassen hauptsächlich SiO₂, Al₂O₃ und Li₂O sowie als für die Sensibilisierung entscheidende Zusätze CrO₂, CuO, Sb₂O₃, SnO sowie Glukose als Reduktionsmittel.

Im Stand der Technik sind zahlreiche fotosensible Lithiumalumosilikatgläser bekannt, deren photo­ chemische Prozesse auf die Wirkungen des Ce³⁺ als Elektronendonator und Ag⁺ als Elektronen­ akzeptor zurückzuführen sind, wobei für einige Gläser bereits Kupfer die Rolle des Elektronen­ akzeptors einnimmt. Die Funktion des Cr⁴⁺ als Elektronendonator für fotosensible Gläser wurde bisher jedoch nicht genutzt.

Mit den im Stand der Technik bekannten fotosensiblen Gläsern ist es möglich, durch die gezielte Entwicklung der Silberkeime (einige Gläser auch Kupferkeime) für eine nachfolgende silikatische Kristallisation beliebige Abbilder von Schablonen, Filmen etc. zu schaffen und durch anschließen­ des Behandeln mit Säuren diese Abbilder herauszuätzen.

Die für die silikatische Kristallisation günstigere Kupferkeimbildung (niedrigere Starttemperatur der Primärkristallisation) läßt sich nicht im gesamten untersuchten Zusammensetzungsbereich realisie­ ren, wenn Ce³⁺ als Elektronendonator eingesetzt wird. Dies wird durch die Lage der Ce³⁺-Ab­ sorption in unmittelbarer Nachbarschaft zur Absortpionskante des Grundglases sowie einer extremen Verbreiterung der durch die Bestrahlung erzwungenen Ce⁴⁺-Bande verursacht.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen geeigneteren Donator für die Kupferkeimbildung zu entwickeln, damit diese einem möglichst umfangreichen Zusammensetzungsbereich erschlossen werden kann. Erfindungsgemäß gelingt die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß dem Grundglas ein Komplex verschiedener Zusätze, darunter CrO₂ mit Cr⁴⁺ als Elektronendonator zugefügt wird.

Die erfindungsgemäßen Lithiumalumosilikatgläser weisen folgenden Zusammensetzungsbereich auf:

SiO₂
65-77 Masse-%
Al₂O₃	5-22 Masse-%
Li₂O	5-15 Masse-%
Na₂O	0-5 Masse-%
K₂O	0-5 Masse-%
CuO	0,1-0,25 Masse-%
CrO₂	0,05-0,2 Masse-%
SnO	0-0,1 Masse-%
Sb₂O₃	0,2-0,5 Masse-%
Reduktionsmittel	0-0,2 Masse-%

Ein erfindungsgemäßes Glas der Zusammensetzung

SiO₂
70.95 Masse-%
Al₂O₃	13.08 Masse-%
Li₂O	10.01 Masse-%
Na₂O	2.36 Masse-%
K₂O	3.59 Masse-%
CuO	0.18 Masse-%
CrO₂	0.08 Masse-%
Sb₂O₃	0.4 Masse-% und
Glukose	0.1 Masse-%

weist das in Abb. 1 dargestellte Transmissionsspektrum auf. Eine Bestrahlung mit einer poly­ chromatischen Lichtquelle führt zu einer Verringerung der Transmission insgesamt, dabei verändern sich die Interkombinationsbanden von Cr⁴⁺ und Cu²⁺ zwischen 610 und 790 nm sowie der Cr⁴⁺- Bande bei 445 nm relativ zueinander und gleichfalls ist eine Verschiebung der Absorptionskante des Glases um ca. 20 nm erkennbar.

Abb. 2 zeigt Ergebnisse thermoanalytischer Untersuchungen. Im Vergleich zu Gläsern gemäß dem Stand der Technik ist eine Absenkung der Starttemperatur der silikatischen Kristallisation um bis zu 80 K zu erreichen. Daraus resultieren günstigere Bedingungen zur Gewährleistung der Formstabilität der zu behandelnden Glasproben während der für die silikatische Kristallisation entscheidenden Temperprozesse.

Am Beispiel des oben genannten erfindungsgemäßen Glases läßt sich eine solche Absenkung der Starttemperatur der silikatischen Kristallisation ebenso nachweisen (siehe Abb. 2), wie eine Veränderung der Anteile der Kristallisation unterschiedlicher Kristallspezies (in diesem Fall Li­ thiummetasilikat und Spodumen).

Die Dotierung des Grundglases mit Sensibilisatoren gemäß dem Stand der Technik (Cer/Silber) zeigt einen Kristallisationseffekt des Lithiummetasilikats mit einer Starttemperatur von 650°C. Das entsprechende Glas der erfindungsgemäßen Zusammensetzung läßt einerseits die Absenkung der Starttemperatur auf 580°C erkennen, andererseits wird durch eine Schulter die Trennung in zwei Kristallisationseffekte erkennbar.

Claims (2)

1. Mit Chrom und Kupfer dotiertes Lithiumalumosilikatglas, dadurch gekennzeichnet, das es geeignet ist, mit Hilfe eines Belichtungsprozesses durch die Bildung von kolloidalem Kupfer, latente Abbilder zu speichern.

2. Lithiumalumosilikatglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Glas mit den Bestandteilen SiO₂ 65-77 Masse-% Al₂O₃ 5-22 Masse-% Li₂O 5-15 Masse-% Na₂O 0-5 Masse-% K₂O 0-5 Masse-% CuO 0,1-0,25 Masse-% CrO₂ 0,08-0,2 Masse-% SnO 0-0,1 Masse-% Sb₂O₃ 0,2-0,5 Masse-% Reduktionsmittel 0-0,2 Masse-% verwendet wird.