ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО

ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО


RU (11) 2043979 (13) C1

(51) 6 C03C3/247 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93002849/33 
(22) Дата подачи заявки: 1993.01.15 
(45) Опубликовано: 1995.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Патент США N 3954484, кл. 106-47, опублик.1976. 2. Патент ФРГ N 3634675, кл. C 03C 3/247, опубл. 1987. 
(71) Заявитель(и): Производственное объединение "Лыткаринский завод оптического стекла" 
(72) Автор(ы): Мокин Н.К.; Молев В.И.; Сизов С.Н.; Кожевников А.А. 
(73) Патентообладатель(и): Производственное объединение "Лыткаринский завод оптического стекла" 

(54) ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО 

Использование: для изготовления линз фото-кино-астрообъективов. Сущность изобретения: оптическое стекло имеет следующий состав, мас. фосфат бария 23 40 БФ Ba(PO3)2, фосфат алюминия 10 22,5 БФ Al(PO3)3, оксид магния 1,4 5,7 БФ MgO, оксид цинка 0,8 5 БФ ZnO, оксид кадмия 1 17 БФ CaO, оксид бария 5 22 БФ BaO, фторид бария 1 20 БФ BaF2, фторид алюминия 3 7,5 БФ AlF3, оксид стронция и/или фтористый стронций 3 9,2 БФ SrO, SrF2. Стекло может содержать по крайней мере два оксида из группы, мас. оксид калия 0,5 1,5 БФ K2O, оксид цезия 0,5 1,5 БФ Cs2O, оксид иттрия 1 5 БФ Y2O3, оксид тантала 2 10 БФ Ta2O5, оксид кремния 0,5 1,5 БФ SiO2. Светопропускание на длине волны 400 нм 98 99,2% 1 з. п. ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к производству стекла, конкретно к составам оптических стекол, используемых для изготовления линз фото-, кино-, астрообъективов и т.п.

Разработчикам оптических приборов требуются высокопреломляющие кроновые стекла с ne > 1,6, e e > 66 и пропусканием слоя стекла толщиной 10 мм на длине волны 365 нм (t 365) не менее 95% а также стекла с ne > 1,62 и 365 90% Наиболее подходящими являются стекла на фторфосфатной основе в связи с высоким значением коэффициента дисперсии и увеличенной относительной частной дисперсией.

Известно стекло на фторофосфатной основе [1] содержащее метафосфаты магния, кальция, бария, алюминия, иттрия, лантана, оксиды стронция, бария, свинца, элементов III-IV групп.

Повышенное значение показателя преломления обеспечивается за счет повышенной концентрации ВаО и добавок PbO, GeO2 и Nb2O5, что не позволяет получить УФ-прозрачное стекло.

В качестве прототипа выбрано стекло [2] состав которого характеризуется следующим соотношением компонентов, мас. Mg(PO3)2 12,3-19,3 Ba(PO3)2 17-20 Al(PO3)3 11,3-13,3 SrF2 2,5-3,6 AlF3 2,5 SrO+BaO 26,3-40,3, MgF2,BaF2 по 1,0 а также оксиды элементов III группы 2-19 мас. IV и V групп до 6 мас.

Это стекло может иметь оптические постоянные: ne 1,60-1,66; e 55-65 и по технической сущности и составу ингридиентов наиболее близко к заявляемому.

Оно обладает большим светопропусканием в УФ-области спектра, чем промышленные стекла ТФК11, ТК14, ТК21, варится при низких температурах 1100-1150оС, химически устойчиво и пригодно для одностадийного синтеза в платиновом тигле (в отличие, например, от ФФС типа ОК1 и ОК2, которые синтезируются в графитовых тиглях).

Однако, оно имеет следующие недостатки: светопропускание слоя 1 см на длине волны 365 нм не превышает 89% для ne 1,6 и 84% для ne 1,66, кроме того, оно сильно кристаллизуется, что не позволяет получать из него крупногабаритные заготовки.

Техническим результатом изобретения является увеличение светопропускания в УФ-части спектра при сохранении величины показателя преломления на уровне 1,60-1,66 и уменьшение кристаллизационной способности.

Сущность изобретения заключается в том, что стекло имеет следующий состав, мас. Ba(PO3)2 23,0-40,0 Al(PO3)3 10,0-22,5 MgO 1,4-5,8 ZnO 0,8-5,0 CdO 1,0-17,0 BaO 5,0-22,0 SrO и/или SrF2 3,0-9,2 BaF2 1,0-20,0 AlF3 3,0-7,5.

С целью снижения кристаллизационной способности стекло может содержать по крайней мере 2 оксида из группы: K2O 0,5-1,5 Cs2O 0,5-1,5 Y2O3 1,0-5,0 Ta2O5 2,0-10,0 SiO2 0,5-1,5

Пониженное содержание ВаО, повышенное содержание фторидов, присутствие MgO, ZnO и CdO обусловили снижение до 950-1100оС температуры варки, благодаря чему достигнута крайне малая коррозия платины варочного сосуда и, как следствие, высокое светопропускание в УФ-области спектра.

Пределы содержания основных компонентов таковы, что стекло кристаллизуется в сравнительно узком температурном интервале.

Уменьшить его кристаллизационную способность до минимума (1 степени) позволяет введение в определенных сочетаниях и концентрациях Y2O3, SiO2, K2O, Cs2O, Ta2O5. Последний, кроме того, позволяет повысить ne до 1,66 без существенного прироста поглощения ультрафиолета.

В таблице, приведены составы и свойства предлагаемого стекла и стекла-прототипа.

Синтез стекол проведен из шихты, составленной из особочистых реактивов Ba(PO3)2, Al(PO3)3, MgO, ZnO, CdCO3, BaCO3, Sr(NO3)2, SrF2, BaF2, AlF3, KNO3, CsNO3, Y2O3, Ta2O5, аморфный SiO2 (азотнокислые соли благоприятствуют

осветлению стекломассы) в электропечи с силитовыми нагревателями в платиновых тиглях емкостью 100 мл с размешиванием платиновой мешалкой в течение 1 ч при 950-1100оС, отливом в графитовую форму и грубым отжигом в муфельной печи. Все отливки затем были подвергнуты тонкому отжигу при 500-650оС с ответственным охлаждением по 2,5 град/ч.

Таким образом, стекло по изобретению выгодно отличается от всех известных стекол с ne > 1,59 типа ТФК и ТК по комплексу свойств. Его разработка отвечает насущным потребностям оптотехники, так как позволяет решить задачи как уменьшения числа линз в объективах и их толщины, так и увеличения светосилы объектива и улучшения цветопередачи. Кроме того, расширяется номенклатура оптических материалов, прозрачных в УФ-области спектра. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО, включающее Ba (PO3)2, Al(PO3)3, BaO, BaF2, AlF3, по крайней мере один компонент из группы SrO и SrF2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит MgO, ZnO и CdO при следующем соотношении компонентов, мас.

Ba(PO3)2 23 40

Al(PO3)3 10,0 22,5

BaO 5 22

BaF2 1 20

AlF3 3,0 7,5

По крайней мере один компонент из группы

SrO и SrF2 3,0 9,2

MgO 1,4 5,8

ZnO 0,8 5,0

CdO 1 17

2. Стекло по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по крайней мере два оксида из группы, мас.

K2O 0,5 1,5

Cs2O 0,5 1,5

Y2O3 1 5

Ta2O5 2 10

SiO2 0,5 1,5