JPH02243533A - フッ化物光ファイバ用原料の製造方法およびその製造装置 - Google Patents
フッ化物光ファイバ用原料の製造方法およびその製造装置Info
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- JPH02243533A JPH02243533A JP6396989A JP6396989A JPH02243533A JP H02243533 A JPH02243533 A JP H02243533A JP 6396989 A JP6396989 A JP 6396989A JP 6396989 A JP6396989 A JP 6396989A JP H02243533 A JPH02243533 A JP H02243533A
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- fluoride
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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
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/02—Pretreated ingredients
- C03C1/022—Purification of silica sand or other minerals
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
零発朋は外的散乱損失のない低損失なフッ化物光ファイ
バ用原料の製造方法およびその製造装置に関するもので
ある。詳しくは水酸基または酸化物を含まないフッ化物
光ファイバ用原料を製造する方法およびその製造装置に
関するものである。
バ用原料の製造方法およびその製造装置に関するもので
ある。詳しくは水酸基または酸化物を含まないフッ化物
光ファイバ用原料を製造する方法およびその製造装置に
関するものである。
(従来の技術)
フッ化物ガラスを素材とする光ファイバは、石英系光フ
ァイバを凌ぐ10−” dB/km 以下の伝送損失
をもつことが期待されており、特にフッ化物ガラスのう
ちで、ZrFaを主成分とするフッ化物ガラスは、光フ
ァイバ素材として最も有望視されている。
ァイバを凌ぐ10−” dB/km 以下の伝送損失
をもつことが期待されており、特にフッ化物ガラスのう
ちで、ZrFaを主成分とするフッ化物ガラスは、光フ
ァイバ素材として最も有望視されている。
ZrF4系フッ化物ガラスは、通常、白金製または金製
のるつぼを用いて原料バッチを溶融した後、急冷する、
いわゆる溶融法によって合成されている。原料バッチに
用いられるBaF2. LaF++等の金属フッ化物
は、一般に硝酸塩等をフッ化水素溶液中でフッ素化した
後、加熱脱水して得られている。このときの反応式は、 La(NOz)z+ 3HF −+ LaF3+ 3
11NOz (1)で示される。
のるつぼを用いて原料バッチを溶融した後、急冷する、
いわゆる溶融法によって合成されている。原料バッチに
用いられるBaF2. LaF++等の金属フッ化物
は、一般に硝酸塩等をフッ化水素溶液中でフッ素化した
後、加熱脱水して得られている。このときの反応式は、 La(NOz)z+ 3HF −+ LaF3+ 3
11NOz (1)で示される。
しかし、湿式反応を利用する限り、生成物のLaFz
中には必ず水酸化物が残留し、ガラス溶融過程でガラ
スの主成分であるZF、と下記の(2)式、(3)式で
示すように直接反応したり、または酸化物となった後に
反応して、Zr0zを生成し、外的散乱損失を増大させ
る(例えば、Fuj 1uraetal ”Forn+
ation Reaction of ZrO25ca
tterersin ZrFi −Based Flu
oride Fibers ” J、 Amer。
中には必ず水酸化物が残留し、ガラス溶融過程でガラ
スの主成分であるZF、と下記の(2)式、(3)式で
示すように直接反応したり、または酸化物となった後に
反応して、Zr0zを生成し、外的散乱損失を増大させ
る(例えば、Fuj 1uraetal ”Forn+
ation Reaction of ZrO25ca
tterersin ZrFi −Based Flu
oride Fibers ” J、 Amer。
Cera、 Soc、 Vol、71. pp、460
〜464 )。
〜464 )。
3ZrPa + 2La(OH)+ −3ZrOz+
2LaF、+6HF3ZrF4+ 2Laz03
−’p 3ZrO,+ 4LaF。
2LaF、+6HF3ZrF4+ 2Laz03
−’p 3ZrO,+ 4LaF。
このためガラス溶融に際しては、原料中の水酸化物を除
くため、従来より原料バッチにN)I4F −HFをフ
ッ素化剤として添加し、フッ素化処理をした後、アルゴ
ンや窒素などの不活性ガス中で溶融されてきた。
くため、従来より原料バッチにN)I4F −HFをフ
ッ素化剤として添加し、フッ素化処理をした後、アルゴ
ンや窒素などの不活性ガス中で溶融されてきた。
しかしNH4・)IFを用いた場合、NH4”イオンの
還元効果により、ガラスの主成分ZrFaの還元が起こ
ってガラスが着色し、ファイバの吸収損失を増大させる
。これを除くために溶融雰囲気に酸素ガスを導入し、還
元Zrを酸化して除去し、吸収損失の低減を図っている
。しかし、この方法では酸化物が生成されてしまうので
、外的散乱損失が増大してしまうという欠点がある。
還元効果により、ガラスの主成分ZrFaの還元が起こ
ってガラスが着色し、ファイバの吸収損失を増大させる
。これを除くために溶融雰囲気に酸素ガスを導入し、還
元Zrを酸化して除去し、吸収損失の低減を図っている
。しかし、この方法では酸化物が生成されてしまうので
、外的散乱損失が増大してしまうという欠点がある。
したがってNl(、F −)IP処理は、低損失のフッ
化物光ファイバの作製には不適当であり、他のフッ素化
処理法が望まれている。その一つとして、フッ化物ガラ
スの溶融雰囲気に、CCl4 、 CF4等の活性ガス
を供給してガラス溶液と反応させ、水酸基や酸素イオン
を除くことをねらったReactiveAtmosph
ere Processing (Mat、 Res
、 Bull、 vol。
化物光ファイバの作製には不適当であり、他のフッ素化
処理法が望まれている。その一つとして、フッ化物ガラ
スの溶融雰囲気に、CCl4 、 CF4等の活性ガス
を供給してガラス溶液と反応させ、水酸基や酸素イオン
を除くことをねらったReactiveAtmosph
ere Processing (Mat、 Res
、 Bull、 vol。
15、ρp、735.1980)が提案されているが、
この手法も、カーボン等の反応または分解生成物のガラ
ス中への混入が起こり、低損失のフッ化物光ファイバ用
ガラス作製法として適しているとは言えない。
この手法も、カーボン等の反応または分解生成物のガラ
ス中への混入が起こり、低損失のフッ化物光ファイバ用
ガラス作製法として適しているとは言えない。
(発明が解決しようとする課題)
本発明は、水酸化物または酸化物に起因した酸化物散乱
体による外的散乱損失を低減したフッ化物光ファイバを
製造するために必要な高純度フッ化物ガラス原料を製造
する方法およびその製造装置を提供することにある。
体による外的散乱損失を低減したフッ化物光ファイバを
製造するために必要な高純度フッ化物ガラス原料を製造
する方法およびその製造装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段)
本発明は、フッ化物光ファイバ用原料の製造方法におい
て、湿式法により合成されたフッ化物原料粉末を、フッ
素ガスを含有するガスで室温ないし600℃の温度にお
いて処理する。その製造装置はアルミニウム製の処理容
器からなり、該処理容器は、内部にガスを供給するため
のノズルおよび内部の雰囲気ガスを外部に排気するため
のノズルを有する容器、および該容器内でフッ化物原料
中にフッ素ガスを含有するガスを分散させるための分散
板とにより構成する。
て、湿式法により合成されたフッ化物原料粉末を、フッ
素ガスを含有するガスで室温ないし600℃の温度にお
いて処理する。その製造装置はアルミニウム製の処理容
器からなり、該処理容器は、内部にガスを供給するため
のノズルおよび内部の雰囲気ガスを外部に排気するため
のノズルを有する容器、および該容器内でフッ化物原料
中にフッ素ガスを含有するガスを分散させるための分散
板とにより構成する。
従来は、湿式法で得られたフッ化物は、加熱して真空乾
燥するなどして、フッ化物中に含まれた水分を除去して
いたが、本発明では原料中に含まれ、水酸基が生成され
る原因となる水分の除去を単に物理的に行うのではなく
、F2ガスと水分との反応により取り除く。
燥するなどして、フッ化物中に含まれた水分を除去して
いたが、本発明では原料中に含まれ、水酸基が生成され
る原因となる水分の除去を単に物理的に行うのではなく
、F2ガスと水分との反応により取り除く。
(実施例)
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
実施班上
第1図は、フッ化物原料をF2ガスで処理するための処
理容器の構成図であって、硝酸バリウム水溶液にフッ化
水素酸を加えて、得られたBaFz粉末にFtガスを供
給しているところを示している。
理容器の構成図であって、硝酸バリウム水溶液にフッ化
水素酸を加えて、得られたBaFz粉末にFtガスを供
給しているところを示している。
すなわち靜ガスで10%に希釈したF2ガスを、ガス供
給ノズル1から処理容器本体2の中に供給し、分散板(
メザラ)3の上部に置かれたフッ化物原料粉末(BaF
z) 4の中に拡散させた。また、処理容器内の雰囲気
ガスは、排気ノズル6から外部に排気した。このときの
処理容器内の温度は20″Cであったe F2ガスを
2時間流した後、F2ガスの供給を止め、乾燥性ガスを
処理容器内に供給し、処理容器の内部が250″Cにな
るように、処理容器を電気炉により、2時間加熱した後
、室温まで徐冷した。
給ノズル1から処理容器本体2の中に供給し、分散板(
メザラ)3の上部に置かれたフッ化物原料粉末(BaF
z) 4の中に拡散させた。また、処理容器内の雰囲気
ガスは、排気ノズル6から外部に排気した。このときの
処理容器内の温度は20″Cであったe F2ガスを
2時間流した後、F2ガスの供給を止め、乾燥性ガスを
処理容器内に供給し、処理容器の内部が250″Cにな
るように、処理容器を電気炉により、2時間加熱した後
、室温まで徐冷した。
第2図には、上記プロセスにより得られたBaF。
原料のKBr法によって測定した赤外透過スペクトル(
a)と、F2処理をせずに計容囲気中で加熱焼成したB
aF、の赤外透過スペクトル(b)とを示す。
a)と、F2処理をせずに計容囲気中で加熱焼成したB
aF、の赤外透過スペクトル(b)とを示す。
スペクトル(b)では25am〜30umの波長で透過
率が低下していることがわかる。これは、BaF、中に
酸素不純物が残存したために生ずるBa−〇結合の振動
吸収によるものである。
率が低下していることがわかる。これは、BaF、中に
酸素不純物が残存したために生ずるBa−〇結合の振動
吸収によるものである。
一方、スペクトル(a)ではBa −0の振動吸収によ
る透過率の低減は見られず、酸素不純物が除かれている
ことがわかる。
る透過率の低減は見られず、酸素不純物が除かれている
ことがわかる。
このようにF2ガス処理を施した原料で酸素不純物が除
去されているのは、下記の(4) 、 (5)弐に示す
ように、フッ化水素酸との反応で生成されたBaF2粉
末中に含まれる水分や水酸基がF2ガスと反応して効率
良く除かれることにより、BaFzが加水分解されるこ
とを妨げ、また水酸化物から酸化物が生成されることを
妨げるためである。
去されているのは、下記の(4) 、 (5)弐に示す
ように、フッ化水素酸との反応で生成されたBaF2粉
末中に含まれる水分や水酸基がF2ガスと反応して効率
良く除かれることにより、BaFzが加水分解されるこ
とを妨げ、また水酸化物から酸化物が生成されることを
妨げるためである。
HlO+ F2 → 2HF + (h(4)
、 (5)式の反応は室温でも十分に進行するが、加熱
することにより反応の進行を促進させることができる。
、 (5)式の反応は室温でも十分に進行するが、加熱
することにより反応の進行を促進させることができる。
しかし、F2ガスを用いた場合に温度を上げ過ぎると、
処理容器がF2ガスと反応し始めてしまうので、処理温
度には上限がある。アルミニウム製の処理容器を用いた
場合、600℃程度の加熱処理に耐えられる。したがっ
て処理温度としては、室温から600’C程度まで採用
することができる。
処理容器がF2ガスと反応し始めてしまうので、処理温
度には上限がある。アルミニウム製の処理容器を用いた
場合、600℃程度の加熱処理に耐えられる。したがっ
て処理温度としては、室温から600’C程度まで採用
することができる。
叉旌班I
硝酸ランタン水溶液にフッ化水素酸を加えて得られたL
aFzについても、実施例1と同様にF2ガス処理を施
した。
aFzについても、実施例1と同様にF2ガス処理を施
した。
第3図には、F2ガス処理を施したLa5tと未処理の
LaF、とを、それぞれAr雰囲気中で加熱焼成した後
の赤外透過スペクトルを示す。スペクトル(c)はF2
ガス処理を施したもの、スペクトル(d)は未処理のも
ののスペクトルである。
LaF、とを、それぞれAr雰囲気中で加熱焼成した後
の赤外透過スペクトルを示す。スペクトル(c)はF2
ガス処理を施したもの、スペクトル(d)は未処理のも
ののスペクトルである。
スペクトル(d)では、20μmから28μmにかけて
透過特性がスペクトル(c)に比べて著しく低下してい
ることがわかる。このスペクトル(d)の透過特性の劣
化は、LaF3中に酸素不純物が残存しているために生
ずるり、−0結合の振動吸収によるものである。
透過特性がスペクトル(c)に比べて著しく低下してい
ることがわかる。このスペクトル(d)の透過特性の劣
化は、LaF3中に酸素不純物が残存しているために生
ずるり、−0結合の振動吸収によるものである。
一方、スペクトル(c)では、L、−0の振動吸収によ
る透過率の低下は見られず、酸素不純物が除かれている
ことがわかる。
る透過率の低下は見られず、酸素不純物が除かれている
ことがわかる。
これは、F2ガス処理を施すことにより、LaF3の合
成過程で、下記の(6)式に示すように、LaF j中
に残存した水酸基がF2ガスと反応して除かれるためで
ある。
成過程で、下記の(6)式に示すように、LaF j中
に残存した水酸基がF2ガスと反応して除かれるためで
ある。
La(OfOz + 3Fz →LaFz +
3HF + −Oz (6)実五〇生よ 昇華精製したZrF4+ A E F3 についても
F2ガス処理を施した後、実施例1、実施例2で得られ
たBaF 21 LaP 3 とともに原料として
、各原料を乾燥不活性ガス雰囲気中で所定の組成となる
ように秤量混合し、乾燥不活性ガス雰囲気中で850℃
で2時間溶融した後、金属モールドにキャスティングし
て母材を得た。この母材から線引きして得られた光ファ
イバにH,−N、レーザ光を入射したところ、ファイバ
中に散乱中心はほとんど観測されなかった。
3HF + −Oz (6)実五〇生よ 昇華精製したZrF4+ A E F3 についても
F2ガス処理を施した後、実施例1、実施例2で得られ
たBaF 21 LaP 3 とともに原料として
、各原料を乾燥不活性ガス雰囲気中で所定の組成となる
ように秤量混合し、乾燥不活性ガス雰囲気中で850℃
で2時間溶融した後、金属モールドにキャスティングし
て母材を得た。この母材から線引きして得られた光ファ
イバにH,−N、レーザ光を入射したところ、ファイバ
中に散乱中心はほとんど観測されなかった。
また散乱損失とその波長依存性を測定したところ、散乱
損失α(dB/km)と波長λ(μm)とは、α=1.
1 /λ’ +0.03 (dB/km) (7
)の関係があった。これは上式の右辺第1項および第2
項の定数が、従来の作製法で得た原料を用いると、それ
ぞれ5〜15および0.1〜20であったことと比較す
ると、著しく小さくなっている。
損失α(dB/km)と波長λ(μm)とは、α=1.
1 /λ’ +0.03 (dB/km) (7
)の関係があった。これは上式の右辺第1項および第2
項の定数が、従来の作製法で得た原料を用いると、それ
ぞれ5〜15および0.1〜20であったことと比較す
ると、著しく小さくなっている。
これは、例えばBaF、中に水酸化物が残留していると
、下記の(8)式に示すように、水酸化物が、ガラスの
主成分であるZrF4と反応し、ZrO2が生成され、
ガラス融液中に酸化物散乱体として残るが、F2ガス処
理を施して原料中に残留した水酸基を除いておけば、酸
化物散乱体が残らないためである。
、下記の(8)式に示すように、水酸化物が、ガラスの
主成分であるZrF4と反応し、ZrO2が生成され、
ガラス融液中に酸化物散乱体として残るが、F2ガス処
理を施して原料中に残留した水酸基を除いておけば、酸
化物散乱体が残らないためである。
Ba(叶)z + ZrFa → BaFz +
Zr0z + 2HF (8)(発明
の効果) 以上説明したように、本発明のフッ化物光ファイバ用原
料の製造方法によれば、酸素不純物を含まないフッ化物
光ファイバ用原料を製造できるので、ひいては外的散乱
体のない低損失なフッ化物光ファイバを製造することに
寄与する利点がある。
Zr0z + 2HF (8)(発明
の効果) 以上説明したように、本発明のフッ化物光ファイバ用原
料の製造方法によれば、酸素不純物を含まないフッ化物
光ファイバ用原料を製造できるので、ひいては外的散乱
体のない低損失なフッ化物光ファイバを製造することに
寄与する利点がある。
第1図は本発明の一実施例に用いたフッ化物原料をF2
ガスで処理するための処理容器の構成図、第2図および
第3図は本発明の製造方法で得られたBaFz、 L
aF=の赤外透過スペクトルを示す図である。 1・・・ガス供給ノズル 2・・・処理容器本体 3・・・分散板(メザラ) 4・・・フッ化物原料粉末 5・・・フランジ 6・・・排気ノズル 7・・・ボルト 8・・・ナツト
ガスで処理するための処理容器の構成図、第2図および
第3図は本発明の製造方法で得られたBaFz、 L
aF=の赤外透過スペクトルを示す図である。 1・・・ガス供給ノズル 2・・・処理容器本体 3・・・分散板(メザラ) 4・・・フッ化物原料粉末 5・・・フランジ 6・・・排気ノズル 7・・・ボルト 8・・・ナツト
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、フッ化物光ファイバ用原料の製造方法において、湿
式法により合成されたフッ化物原料粉末を、フッ素ガス
を含有するガスで室温ないし600℃の温度において処
理することを特徴とする高純度フッ化物原料の製造方法
。 2、アルミニウム製の処理容器からなり、該処理容器は
、内部にガスを供給するためのノズルおよび内部の雰囲
気ガスを外部に排気するためのノズルを有する容器と、
該容器内でフッ化物原料中にフッ素ガスを含有するガス
を分散させるための分散板とから構成されていることを
特徴とするフッ化物光ファイバ用原料の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1063969A JP2670136B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | フッ化物光ファイバ用原料の製造方法およびその製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1063969A JP2670136B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | フッ化物光ファイバ用原料の製造方法およびその製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02243533A true JPH02243533A (ja) | 1990-09-27 |
| JP2670136B2 JP2670136B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=13244631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1063969A Expired - Lifetime JP2670136B2 (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | フッ化物光ファイバ用原料の製造方法およびその製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2670136B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593039A (ja) * | 1982-06-25 | 1984-01-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フツ化物光フアイバ用ガラスの作製方法 |
| JPS6163538A (ja) * | 1984-09-04 | 1986-04-01 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | フッ化物ガラスの精製法 |
| JPS6469538A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-15 | Sumitomo Electric Industries | Mixer for powdery raw material of fluoride glass |
-
1989
- 1989-03-17 JP JP1063969A patent/JP2670136B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593039A (ja) * | 1982-06-25 | 1984-01-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フツ化物光フアイバ用ガラスの作製方法 |
| JPS6163538A (ja) * | 1984-09-04 | 1986-04-01 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | フッ化物ガラスの精製法 |
| JPS6469538A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-15 | Sumitomo Electric Industries | Mixer for powdery raw material of fluoride glass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2670136B2 (ja) | 1997-10-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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