DE951588C

DE951588C - Transparentes optisches Glas

Info

Publication number: DE951588C
Application number: DEP29220A
Authority: DE
Inventors: William Houston Armistead
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1945-11-09
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1956-10-31
Also published as: FR938866A; DE944329C; FR938850A; US2490331A; US2606841A; GB619971A; GB613889A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf optische Gläser, die einen Brechungsindex für die D-Linie (nD) haben, der größer als i,6o ist, und die sich für optische Instrumente und Vorrichtungen verschiedener Art eignen.

Die bisher gebräuchlichsten optischen Gläser mit einem Brechungsindex, der größer als i,6o ist, sind die Flintgläser, die einen hohen Bleigehalt haben, und die Barium-Krongläser. Für einige Zwecke ist es wünschenswert, ein Glas zu verwenden, das nicht nur einen Brechungsindex von 1,7 bis 1,9, sondern auch einen hohen Zerstreuungsindex (v) besitzt.

Die Flintgläser haben einen verhältnismäßig niedrigen Zerstreuungsindex, der in dem Maße abnimmt, als ihr Bleigehalt steigt.

Die Barium-Krongläser haben im allgemeinen einen hohen Zerstreuungsindex, aber ihr Brechungsindex liegt nicht über etwa 1,63, weil eine Vergrößerung des Bariumgehaltes über diesen Wert, etwa 50 °/₀ BaO, eine Entglasung des Glases herbeiführt, wenn es langsam abgekühlt oder für die Formgebung wieder erhitzt wird, wenn nicht hauptsächlich La₂O₃ im Glas vorhanden ist (vgl. die deutsche Patentschrift 746 997). Obwohl ein Ba-Gehalt von 55 bis 70°/,, BaO bisher wünschenswert war, konnte er nicht ohne Entglasung des Glases oder ohne Verwendung des kostspieligen La₂O₃ erreicht werden.

Es wurde nun gefunden, daß die gewünschten optischen Eigenschaften in bestimmten Barium-

Cadmium-Silikat-, -Borat- und -Bor-Silikat-Gläsern auch ohne Verwendung von La₂O₃ erhalten werden können. Erfindungsgemäß können beständige Gläser mit einem BaO-Gehalt bis zu 70% hergestellt werden, die beim Wiedererhitzen zwecks Formung nicht entglasen. Die neuen Gläser haben einen Brechungsindex für die D-Linie (nD) von mindestens 1,60 und einen Zerstreuungsindex (v), der größer ist als ν — 202 — 100 nD und ν = iii,4 — 46,6 nD.

Sie bestehen im wesentlichen aus 20 bis 6o°/₀ BaO, 12 bis 20% CdO, wobei die Gesamtmenge an BaO und CdO mindestens 40% beträgt, 0 bis 30% SiO₂, 8 bis 23% B₂O₃, wobei die Gesamtmenge an SiO₂ und B₂O₃ 20 bis 40% beträgt, vorzugsweise 0 bis 16% Al₂O₃ und gegebenenfalls ο bis 10% PbO, ο bis 10% ZrO₂ und ο bis 1% Na₂O.

Die Gläser müssen mindestens eines und vorzugsweise beide der glasbildenden Oxyde SiO₂ und B₂O₃ enthalten. Mit dem Ausdruck »Glasbildende Oxyde« sind jene Oxyde gemeint, die das Netzwerk der Atomstruktur eines Glases bilden, oder jene, die nach dem Schmelzen und Kühlen allein ein Glas zu bilden vermögen. Vorzugsweise sollten die Gläser auch mindestens eines der schwer schmelzbaren Oxyde Al₂O₃ oder ZrO₂ enthalten, die beide zur Verhinderung der Entglasung beitragen. ZrO₂ dient auch zur Erhöhung des Brechungs- und des Zerstreuungsindex. Seine Menge sollte aber wegen seiner geringen Löslichkeit etwa 10% nicht überschreiten. Die Menge des Al₂O₃ kann allein bis 30% betragen, muß aber geringer sein, wenn Zr O₂ vorhanden ist, damit das letztere sich löst. Die Anwesenheit von PbO in Mengen bis zu 40% und von Alkalimetalloxyden (R₂O) in Mengen bis 20% ist ebenfalls vorteilhaft für die Stabilität und die optischen Eigenschaften. Entweder R₂ O oder Al₂ O₃ oder beide sollten vorhanden sein, wenn B₂O₃ fehlt, um dessen Eigenschaft als Fließmittel zu ersetzen. Andere Oxyde, die gewöhnlich in optischen Gläsern verwendet werden, wie BeO, ZnO, As₂O₃, Sb₂O₃, TiO₂ usw., können ebenfalls den neuen Gläsern einverleibt werden, sollten aber vorzugsweise im ganzen etwa 5°/₀ nicht überschreiten.

Die folgenden Gläser, die in Gewichtsprozent des entsprechenden Ansatzes angegeben sind, sind beispielsweise Zusammensetzungen, die erfindungsgemäß verschmolzen wurden.

BaO .
CdO .
PbO .
Al₂O₃
B₂O₃ .
SiO₂ .
Na₂O
nD ..
ν

20,0 20,0 10,0 10,0 10,0
30,0

1,6323
47,0

44.0 17,0

15.5 23,0

o,5

1,6530 50,3

Die obengenannten Gläser sind chemisch stabil und widerstandsfähig gegen Entglasung. Wie ersichtlich, besitzen sie einen Brechungsindex, der größer als 1,60 ist, und einen verhältnismäßig hohen Zerstreuungsindex. Das Glas E ist besonders geeignet für Augengläser.
Die Beziehung zwischen nD und ν für die erfindungsgemäßen Gläser ist in dem Diagramm dargestellt, das die nD-Werte der obengenannten Gläser den entsprechenden ^-Werten gegenüberstellt, und worin die Werte mit den Buchstaben der betreffenden Gläser bezeichnet sind. Wie ersichtlich, liegen die Werte für die verschiedenen Gläser über den Linien X und Y, die die angenäherten Minima der Werte für nD und ν der erfindungsgemäßen Gläser darstellen.

Die Linie X ist durch die Punkte (nD = 1,60, ν = 42) und (nD = 1,70, ν = 32) gezogen und ist bestimmt durch die Gleichung:

ν = 202 —100 nD. Die Linie Y ist durch die Punkte (nD = 1,70, 43,0
17,0

10,0

16,0

13,0

1,0

i,6534
50,7

50,0
12,0

10,0

8,0
19,0

1,0

1,6538
50,6

60,0
15,0

5,o
10,0 10,0

1,6697
46,0

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 596 513, 673 797, 746997;

französische Patentschrift Nr. 889 098 ;
USA.-Patentschrift Nr. 1 943 051.

ν = 32) und (nD = 1,85, ν — 25) gezogen und ist bestimmt durch die Gleichung:

ν = 111,4 — 46,6 nD.

Claims

Patentanspruch.·

Transparentes optisches Glas mit einem Brechungsindex für die .D-Linie (nD) von mindestens 1,60 und einem Zerstreuungsindex (v), der größer als ν — 202 —100 nD und größer als ν — ni,4 — 46,6 nD ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas im wesentlichen aus 20 bis 6o°/₀ BaO, 12 bis 20% CdO, wobei die Gesamtmenge an BaO und CdO mindestens 40% beträgt, ο bis 30% no SiO₂, 8 bis 23% B₂O₃, wobei die Gesamtmenge an SiO₂ und B₂O₃ 20 bis 40% beträgt, vorzugsweise 0 bis i6°/₀ Al₂O₃ und gegebenenfalls 0 bis io°/₀ PbO, 0 bis io°/₀ ZrO₂ und 0 bis 1% Na₂O besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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