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DE957339C - Practically fluorine-free optical glasses - Google Patents

Practically fluorine-free optical glasses

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Publication number
DE957339C
DE957339C DEL9099A DEL0009099A DE957339C DE 957339 C DE957339 C DE 957339C DE L9099 A DEL9099 A DE L9099A DE L0009099 A DEL0009099 A DE L0009099A DE 957339 C DE957339 C DE 957339C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
boric acid
alkaline earth
lanthanum oxide
earth cations
alkali
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
DEL9099A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr Otto Ungemach
Gustav Weissenberg
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.)
Schott AG
Original Assignee
Jenaer Glaswerk Schott and Gen
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 Jenaer Glaswerk Schott and Gen filed Critical Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Priority to DEL9099A priority Critical patent/DE957339C/en
Application granted granted Critical
Publication of DE957339C publication Critical patent/DE957339C/en
Expired legal-status Critical Current

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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 31. JANUAR 1957ISSUED JANUARY 31, 1957

KLASSE 32 b GRUPPE INTERNAT. KLASSE C 03 C CLASS 32 b GROUP INTERNAT. CLASS C 03 C

L popp IVc/ 32 bL popp IVc / 32 b

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Praktisch fluorfreie optische GläserPractically fluorine-free optical glasses

Das Hauptpatent bat angefangen am 27. Februar 19SlThe main patent started on February 27, 19Sl

Patentanmeldung bekanntgemacht am 29. November 1951Patent application published November 29, 1951

Patenterteilung bekanntgemacht am 10. Januar 19'57Patent granted on January 10, 19'57

Gegenstand der Erfindung sind praktisch fluorfreie optische Gläser aus Alkali und/oder Erdalkalikationen, Borsäure und Lanthanoxyd nach Patent 949 686. Die im Hauptpatent angegebenen Reihen von optischen Gläsern besitzen neben vorzüglichen optischen Werten (Breöhungszahl und Dispersion) gute chemische und mechanische Eigenschaften.The invention relates to practically fluorine-free optical glasses made from alkali and / or alkaline earth cations, Boric acid and lanthanum oxide according to patent 949 686. The series given in the main patent of optical glasses have excellent optical values (brooching number and dispersion) good chemical and mechanical properties.

Die angegebenen Zusammensetzungen der Schmelzen bzw. Gläser des* Hauptpatents können nach vorliegender Erfindung dahingehend erweitert werden, daß ein Verhältnis Kation zur Borsäure bzw. Lanthanoxyd zur Borsäure bis zu noch höheren Werten angewendet wird. Dadurch ist man in der Lage, optische Gläser mit noch günstigeren optischen Werten zu erschmelzen, ohne ihre mechanischen und chemischen Eigenschaften der genannten Gläser zu verschlechtern.The specified compositions of the melts or glasses of the * main patent can be found in present invention to the effect that a ratio of cation to boric acid or Lanthanum oxide is used to boric acid up to even higher values. This puts you in the Able to melt optical glasses with even more favorable optical values without losing their mechanical properties and to worsen chemical properties of said glasses.

Erfindungsgemäß zeichnen sich die Gläser der vorliegenden Erfindung dadurch aus, daß für das Verhältnis Alkali und/oder Erdalkalikationen zur Borsäure und für das Verhältnis Lanthanoxyd zur Borsäure eine obere Grenze, gegeben durch die allgemeine GleichungAccording to the invention, the glasses of the present invention are characterized in that for the Ratio of alkali and / or alkaline earth cations to boric acid and for the ratio of lanthanum oxide to Boric acid has an upper limit given by the general equation

y = α χ + b, y = α χ + b,

gilt, wobei χ zwischen o,i und ι liegt und das Molverhältnis Alkali und/oder Erdalkalikationen zur Borsäure (beispielsweise Li/B.,O3, Ca/B2O3,applies, where χ is between o, i and ι and the molar ratio of alkali and / or alkaline earth cations to boric acid (for example Li / B., O 3 , Ca / B 2 O 3 ,

Li + Ca/B2O3, Ca + Sr/B2O3), y das Molvefhältnis Lanthanoxyd zur Borsäure (La2O3AB2O3) und α und b zwei positive Zahlenwerte bedeuten, deren Summe bei Verwendung von Alkalikationen 0,4 und bei Verwendung von Erdalkalikationen 0,5 ist. Bei einem vorgegebenen x, also einem vorgegebenen Molverhältnis Lithium zur Borsäure, ist der aus der Gleichung sich ergebende 3;-Wert als oberer Grenzwert gegeben. Umgekehrt kann zu einem vorgegebenen 3>-Wert ein eindeutiger Λτ-Wert gewählt werden.Li + Ca / B 2 O 3 , Ca + Sr / B 2 O 3 ), y is the molar ratio of lanthanum oxide to boric acid (La 2 O 3 AB 2 O 3 ) and α and b are two positive numerical values, the sum of which when using alkali cations 0.4 and when using alkaline earth cations is 0.5. At a given x, that is to say a given molar ratio of lithium to boric acid, the 3; value resulting from the equation is given as the upper limit value. Conversely, a unique Λτ value can be selected for a given 3> value.

Die Gleichung besitzt nur dann volle Geltung, wenn χ zwischen 0,1 und 1 liegt, da über diese Grenzen hinaus die Gläser nicht mehr interessant sind. Es sei hier ein kleines Gebiet innerhalb der angegebenen Grenzen ausdrücklich ausgenommen, und zwar zeigt die Erfahrung, daß im Gebiet, das roh beschrieben zwischen χ kleiner als 0,21 und y kleiner als 0,12 liegt, ohne besondere Stabilisatoren keine Gläser erhalten werden. Für y größer als 0,12 bei gleichbleibenden jtr-Werten werden jedoch ausgezeichnete Gläser erschmolzen.The equation is only fully valid if χ is between 0.1 and 1, since beyond these limits the glasses are no longer of interest. A small area within the specified limits is expressly excluded here, and experience shows that in the area that is roughly described between χ less than 0.21 and y less than 0.12, no glasses can be obtained without special stabilizers. For y greater than 0.12 with constant jtr values, however, excellent glasses are melted.

Die Kationen, also das Lithium, können in Form von Lithiumborat, Lithiumlanthanat, Lithiumcarbonat oder ganz oder zum Teil, wie im Hauptpatent schon angegeben, als Lithiumfluorid oder aus Mischungen der genannten Verbindungen eingesetzt werden. Dabei sind die Maßnahmen beim Schmelzen zu treffen, die im Hauptpatent angegeben wurden, also· bei Verwendung von reaktionsfähigen Schmelzen, beispielsweise von Carbonaten oder Fluoriden, muß die Schmelztemperatur so hoch und die Schmelzdauer so lang gewählt sein, daß praktisch die gesamte Kohlensäure bzw. das Fluor als Bortrifluorid entweichen kann.The cations, i.e. lithium, can be in the form of lithium borate, lithium lanthanate, lithium carbonate or in whole or in part, as already stated in the main patent, as lithium fluoride or from mixtures of the compounds mentioned are used. The measures are at To meet melts, which were specified in the main patent, so · when using reactive Melts, for example of carbonates or fluorides, the melting temperature must be so high and the melting time be chosen so long that practically all of the carbonic acid or the fluorine can escape as boron trifluoride.

Für die Erdalkalikationen — es kommen im wesentlichen nur Calcium, Strontium oder Barium in Frage — nimmt die eingangs genannte Gleichung zweckmäßig folgende Formen an:For the alkaline earth cations - essentially only calcium, strontium or barium are used in question - the equation mentioned at the beginning expediently takes the following forms:

für Calcium y = 0,05 χ + 0,4for calcium y = 0.05 χ + 0.4

für Strontium y = 0,1 χ + 0,35for strontium y = 0.1 χ + 0.35

für Barium ^ = 0,15 χ + 0,3,for barium ^ = 0.15 χ + 0.3,

wobei wieder χ das Verhältnis der jeweiligen Kationen zu B2O3 und y wieder das Verhältnis Lanthanoxyd zur Borsäure bedeutet. Auch hier gelten die gleichen Angaben wie für das Lithium. Es können die Erdalkalikationen in Form von Boraten, Lanthanaten, Carbonaten oder Fluoriden eingesetzt werden, wobei für die letzten beiden wieder die oben angegebenen Schmelzbedingungen zu beachten sind. Die Grenze der Gleichungen, die sinnvoll für diese Gläser angegeben werden können, liegt für χ wieder, wie gefordert, zwischen 0,1 bis i.where χ again denotes the ratio of the respective cations to B 2 O 3 and y again denotes the ratio of lanthanum oxide to boric acid. Here, too, the same information applies as for lithium. The alkaline earth cations in the form of borates, lanthanates, carbonates or fluorides can be used, the melting conditions given above again having to be observed for the last two. The limit of the equations that can be meaningfully given for these glasses is again, as required, between 0.1 and i for χ.

Wird ein Teil des Lanthanoxyds durch andere Oxyde ersetzt, wie Zirkonoxyd, Yttriumoxyd, Indiumoxyd, so ist es zweckmäßig, die Molprozente dieser Verbindungen dem Lanthanoxyd zuzuzählen, wobei die gleichen Grenzen Geltung haben mögen. Es ist selbstverständlich, daß diesen Glasschmelzen bzw. Gläsern Substanzen für die Stabilisierung zur Verhinderung der Entglasung, zur Erhöhung der chemischen Beständigkeit oder Entfärbung, zugegeben werden können, wobei die Gesamtmenge der Zusätze 5 Gewichtsprozent im fertigen Glas nicht überschreiten soll.If part of the lanthanum oxide is replaced by other oxides, such as zirconium oxide, yttrium oxide, Indium oxide, it is advisable to add the mole percent of these compounds to the lanthanum oxide, whereby the same limits may apply. It goes without saying that this glass melts or glazing substances for stabilization, to prevent devitrification, to increase chemical resistance or discoloration, can be added, with the total amount the additives should not exceed 5 percent by weight in the finished glass.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: ι. Praktisch fluorfreie optische Gläser aus Alkali und/oder Erdalkalikationen, Borsäure und Lanthanoxyd für optische Zwecke nach Patent 949 686, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verhältnis Alkali und/oder Erdalkalikationen zur Borsäure und für das Verhältnis Lanthanoxyd zur Borsäure eine obere Grenze, gegeben durch die allgemeine Gleichungι. Practically fluorine-free optical glasses made from alkali and / or alkaline earth cations, boric acid and lanthanum oxide for optical purposes according to patent 949 686, characterized in that for the ratio of alkali and / or alkaline earth cations to boric acid and for the ratio Lanthanum oxide to boric acid has an upper limit, given by the general equation y = α χ ■+ b y = α χ ■ + b gilt, wobei χ zwischen 0,1 und 1 liegt und das Molverhältnis Alkali und/oder Erdalkalikationen zur Borsäure (beispielsweise LiZB0O3, Ca/B2O3, Li + CaZB2O3, Ca + SrZB2O3), y das Molverhältnis Lanthanoxyd zur Borsäure (La2O3/B2O3) und α und h zwei positive Zahlenwerte bedeuten, deren Summe bei Verwendung von Alkalikationen 0,4 und bei Verwendung von Erdalkalikationen 0,45 ist.applies, where χ is between 0.1 and 1 and the molar ratio of alkali and / or alkaline earth cations to boric acid (for example LiZB 0 O 3 , Ca / B 2 O 3 , Li + CaZB 2 O 3 , Ca + SrZB 2 O 3 ), y is the molar ratio of lanthanum oxide to boric acid (La 2 O 3 / B 2 O 3 ) and α and h are two positive numerical values, the sum of which is 0.4 when using alkaline cations and 0.45 when using alkaline earth cations. 2. Optisches Glas nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brechungsindex erhöhende Stoffe, wie Verbindungen des Zirkons, Indiums, Yttriums u. dgl., entsprechend ihrer Molprozente dem Lanthanoxyd zugefügt sind.2. Optical glass according to claim i, characterized characterized in that substances that increase the refractive index, such as compounds of zirconium, Indium, yttrium and the like are added to the lanthanum oxide in accordance with their molar percentages. 3. Optisches Glas nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Zusätze zur Stabilisierung der Gläser zu deren Entfärbung und zur Erhöhung der chemischen Resistenz bis zusammen maximal 5 Gewichtsprozent Verwendung finden.3. Optical glass according to claims 1 and 2, characterized in that further additives for stabilizing the glasses for their discoloration and for increasing the chemical resistance are used up to a maximum of 5 percent by weight. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 434 146, 2 434 147,Documents considered: U.S. Patents Nos. 2,434,146, 2,434,147, 2434148, 2466392, 2466394, Re 21 175; Journal of Researches des Bureau of Standards, io;2434148, 2466392, 2466394, Re 21 175; Journal of Researches of the Bureau of Standards, io; Bd. 40, Mai 1948, S. 361 bis 374.Vol. 40, May 1948, pp. 361 to 374. © 609776 1.57© 609776 1.57
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