Оптическое стекло

 

Использование: в оптическом приборостроении для создания апохроматов. Сущ-нос^'ь изоОретения: оптическое стекло имеет следуюи(ий состав, мас.%: оксид фосфора 27-35: оксид калия 8-26: оксид бария 2-35,: оксид титана 6,5-13: оксид ниобия 13-21: оксид натрия 0,5-5: по крайней мере, один оксид из группы: оксид кальция, оксид стронция, оксид цинка, оксид бора, мас.%: оксид кальция 1-6: оксид стронция 1-12: оксид цинка 0,5-3: оксид бора 0,5-1,5, по крайней мере, один оксид из группы: оксид мышьяка, оксид сурьмы, оксид церия 0,2-1 мас.%, причем, сумма оксидов ниобия и титана 22-33 мас.%, при мольном.отношении суммы оксидов щелочных и щелочноземельных металлов к сумме оксидов фосфора, бора и ниобия, равном 1,25-1,35.2 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5 >5 С 03 С 3/21

ГОСУДАРСТВЕН)1ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ.ПЬСТВУ (21) 4912518/33 (22) 08.01.91. (46) 15.11.92. Бюл. N 42 (71) Производственное объединение "Рубин" (72) С.Г.Кожеваткин, В.И.Молев, И.M.Áóжинский, Н.К.Мокин, С.Н.Сизов и М.В.АртаМоНоВВ (56) Патент CLUA N 4108673, кл,106/470, опублик. 1978.

Патент США N. 4115131, кл. 106/47/Q, опублик. 1978, (54) ОПТИЧЕСКОЕ СТЕКЛО (57) Использование; в оптическом приборостроении для создания апохроматов. СущИзобретение относится к оптическому стеклу, которое может быть использовано в оптическом приборостроении для создания апохроматов — систем линз, позволяющих исправить "вторичный спектр, не расстраивающихся при работе в градиентном температурном поле.

Известное стекло содержит в своем составе, мас.%: РгОБ 27-55; КгОв 6 — 26; ВаО

10-50; А1гОз 2 — 15; Ti02 0 — 14; NbzOg 0 — 20;

Таг050-7; причем Т!Ог+ МЬгОБ+ ТагО 4-20, Стекло имеет значение термооптической постоянной W от -21 до + 15 10 С при

20-40 С. Существенными недостатками являются сравнительно высокое значение коэффициента дисперсии ю, > 35 и низкие значения пе (до 1,68) и недостаточно большие величины отклонений коэффициента дисперсии Ли, неудовлетворительная химическая устойчивость (группы Д/3-4 по

ГОСТ 13917 — 82). Ы 1775376 А1 нос ь изобретения: оптическое стекло имеет следующий состав, мас.%; оксид фосфора

27-35; оксид калия 8 — 26; оксид бария 2-35„ оксид титана 6,5-13; оксид ниобия 13 — 2i; оксид натрия 0,5 — 5; по крайней мере, один оксид из группы; оксид кальция, оксид стронция, оксид цинка, оксид бора, мас.%: оксид кальция 1 — 6; оксид стронция 1 — 12; оксид цинка 0,5 — 3; оксид бора 0,5 — 1 5, по крайней мере, один оксид из группы: оксид мышьяка, оксид сурьмы, оксид церия 0,2 — 1 мас.%, причем, сумма оксидов ниобия и титана 22-33 мас.%, при мольном отношении суммы оксидов щелочных и щелочноэемельных металлов к сумме оксидов фосфора, бора и ниобия, равном 1,25 — 1,35. 2 табл., 2 ил.

Наиболее близким по составу компонентов является оптическое стекло, содержащее следующие компоненты, мас.%: а

РгОБ 20 — 50; ВгОз 1 — 25; ЙЬг0522 — 70. Кроме этого, оно может дополнительно содержать R20 1 — 31 (LizO, КгО, Naz0; RO 1-33 (Mg0, СаО, Zn0. ВаО, SrO, РЬО); Т Ог 1-18, ОеОг 1 — 19; WOa 1 — 21. Стекло имеет nd от

1 57 до 1,98 и 1 д от 46 до 18. По сравнению с промышленными имеет улучшен- О ное пропускание в УФ-области спектра.

Достоинством стекла-прототипа являются низкая кристаллизационная способ- д ность, высокая химическая устойчивость.

Основным недостатком является повышенное значение W.

Цель изобретения — получение с термооптической постоянной стекла менее

10. 10-7оС-1

Укаэанная цель достигается тем, что оптическое стекло, включающее Рг05, ИагО, 1775376

Kz0, СаО, SzO, ВаО, ZnO, ВгОз, TIOz, МЬг05 имеет следующее соотношение компонентов, мас,%: Pz05 27-35, КгО 8 — 26; ВаО 236,5, TIOz 6,5 — 13; Nbz05 13-21; МагО 0,5-5, Кроме того, стекло может содержать СаО

1 — 10; Sz01 1--13; ZnO 0,5 3; ВгОз 0,5 — 1,5 и технологические добавки АзгОз, Sbz05, СеОг в количестве не более 1%, Причем сумма А=Т10г+ Nbz05=-22 — 33 „а отношение

В—

Kz 0 + Naz 0 + Ca0 + Sz O + BaO+ZnO

Рг 05 + Вг Оз + Nbz 05 находится в пределах 1,25-1,39, где в чиспителем и знаменателе — суммы числа молей компонентов, определенных как отношение весового содержания оксида к его молекулярной массе. При этом учтено, что в числителе — оксиды-модификаторы, а в знаменателе — стеклообразователи.

Для создания окислительной атмосферы варки во избежание окрашивания стекла восстановленными формами титана и ниобия, а также для осветления стекломассы в составе стекла вводят, по крайней мере, один из оксидов АзгОз, SbzOa, CeOz в количестве 0,3-1%, СеОг служит также для придания стеклу гамма-устойчивости.

Составы стекол приведены в табл, 1.

В качестве сырьевых материалов для синтеза стекол использовали метафосфаты калия, натрия, бария, стронция, кальция, карбонаты калия и бария, оксиды титана, ниобия, цинка, мышьяка, сурьмы, церия, борную кислоту.

Варку стекол производили в платиновых тиглях емкостьк1 2л с размешиванием платиновой мешалкой и выработкой через донный патрубок в предварительно подогретую до температуры отжига графитовую форму.

На фиг. 1 приведен температурно-временной режим варки оптического стекла, Отливки стекол подвергали отжигу в шахтной электропечи при температуре 480550 С и скорости ответственного охлаждения 2,5 С/ч, Свойства стекол приведены в таблице 2.

Как видно из таблицы, получены стекла с величиной W< 10 10 7oC, с увеличенными

ОЧД. Стекла отличаются малой склонностью к кристаллизации и высокой химической устойчивостью (высшие группы по

5 ГОСТ 13917 — 82), т, е, достигнут положительный эффект.

На диаграмме М/= f(ЛР egГ ) (см. фиг. 2) заявляемое стекло сопоставляется с известными. Следует отметить, что заявляемое

10 стекло превосходит известные как по величине отклонения коэффициента дисперсии от нормальной прямой, так и низкими значениями термооптической постоянной W при условиях 1,68< пе< 1,72 и 28< v< 32, 15 Поэтому заявляемое стекло можно рекомендовать для изготовления деталей обьективо в-а п охро мата в, работа ю щих в переменных температурных полях, 20 Формула изобретения

Оптическое стекло, включающее Pz05, КгО, BaO, TIOz, МЬгО, МагО, по крайней мере один оксид иэ группы СаО, Sr0, 2пО, Вг03,отпичà loщеесятем,что, сцелью

25 получения термооптической постоянной стекла менее10 10 7ОС ", онодополнительно содержит по крайней мере один оксид иэ группы АзгОз, SbzOa, СеОг при следующем соотношении компонентов, мас.%:

30 Рг05 27 — 35

Кг0 8 — 26

Ва0 2 — 35,5

1!Ог 6,5-13

МЬг05 13 — 21

35 МагО 0,5-5 по крайней мере один оксид из группы СаО, SrO, ZnO, ВгОз:

СаО 1 — 6

Sr0 1-12

40 ZnO 0,5-3

ВгОз 0,5-1,5 по крайней мере один оксид из группы

АзгОз, $ЬгОз, СеОг — 0,2-1, 45 причем Nbz05+TIOz=22 — 33 мас.%, при малярном соотношении (КгО= МагО+ СаО+ SrO+ ВаО+

+ Zn0)/ (Pz05+ ВгОз+ Nbz05)= 1,25- 1,35.

3775376

Таблица 1

Комэоненты

34.4

10,6

16,5

9,1

13,5

1,5

28.4

18Я

20,0

7,!

21,0

30,7

6.0

35.5

9,1

1Э.О

27,0

26.0

12.0

13.0

20.0

1,О

12.0

1,0

0,5

0.3

0,2

0,2!.0

1,0

0,7

0,2

0.5

Т а 6 л и ц а 2

Отлив

Р101

@10

ВеО

710г

NtgOs

NEO

СаО

$т0

2л0

ВгОг

А!10з

АегОг

SlnOa

Се

Содержание коипонентое. иос,7л. e cocraeax стекол

33,0

2 1,9

1Од

93

17,6

0.5

1д

6.4

PlTYp8C7- ЕРЕМЕНлОИ Ебттцте Ееови

Фие, f

1775376

1Р и Я о

Ч и

«

4

4 +ъ

Ю

z и

В.

l ф

Ю

З

% о ф о

Составитель А.Вилков

Техред М.Моргентал

Редактор Н. Коляда

Корректор А.Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4017 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5