DE2364803B2 - Verfahren zur Herstellung eines Schmelzoxidglases mit wenigstens einem der Oxide P2 O5, GeO2, TeO2, Sb2 O3 durch Flammhydrolyse - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Schmelzoxidglases mit wenigstens einem der Oxide P2 O5, GeO2, TeO2, Sb2 O3 durch FlammhydrolyseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstelli'ng
von Schmelzoxidglas, welches wenigstens eines der Oxide P2O5, GeO2, TeO2, Sb2Oi in einer 0,1 Gew.-%
übersteigenden Menge und die Glasqualität verschlechternde Verunreinigungen, wie z. B. Eisen, entglasungsfördernde
Alkalimetallionen, in einer IO ppm nicht übersteigenden Menge enthält, wobei mindestens eine
verdampfbare, durch Flammhydrolyse zu mindestens einem der genannten Oxide umsetzbare Verbindung in
einem Gasstrom allein oder zusammen mit einer weiteren, in der Flamme zu einem Oxid umsetzbaren
Verbindung in die Flamme eines Brenners geleitet wird.
Die Flammhydrolyse wurde zur Herstellung von reinen Kieselsäurepartikeln entwickelt, die zu einem
durchsichtigen, im wesentlichen nur aus SiO2 bestehenden
Glas weiterverarbeitet werden können. Hierbei wird der Dampf einer hydrolisierbaren Verbindung z. B.
Siliziumtetrachlorid, durch die Flamme eines Gases geleitet und dabei hydrolisiert. Das Produkt der
Hydrolyse wird dann zu dem entsprechenden Oxid zersetzt, vgl. US-PS 22 72 342.
Die entstehenden Oxidpartikel können in Rußform (unter Ruß sind feinteilige Oxidpartikel zu verstehen)
gesammelt und als Füllmittel, Streckmittel, Pigmente und dergleichen verwendet werden. Sie können auch
vemreßt oder auf einem Dorn niedergeschlagen und zu
einem Glaskörper konsolidiert werden.
Wie später gefunden wurde, kann ein Glaskörper auch unmittelbar durch ansammeln von Glaspartikeln in
gläsernem Zustand in einer geschlossenen Kammer bei ·> entsprechend hoher Temperatur z. B. in einem Ofen,
hergestellt werden. Die Partikel werden auf einem rotierenden Dorn in einer auf 1750—1850° C erhitzten
Kammer niedergeschlagen. Man erhält so in einem Verfahrensschritt einen festen Körper aus klarem,
in durchsichtigem Glas. Dies Verfahren hat sich daher zur
Herstellung von Schmelzkieselsäure, eventuell mit Titanoxidzusätzen, durchgesetzt.
In vielen Fällen sind geringe Oxidzusätze, sogenannte
Dotierungen, der Schmelzkieselsäure günstig; die Ii Zusätze werden z.B. durch Mischen von Dämpfen
vorgenommen, US-PS 22 39 551 und 23 26 059, und können verschiedene Zusätze, einschließlich bis zu 0,5%
GeO2 enthalten, US-PS 33 34 982.
Glaszusammensetzungen werden meist auf Oxidbasis
j» angegeben, und zwar auf Grundlage des Ansatzes. Im
Falle von Schmelzkieselsäuren oder anderen, durch Flammhydrolysc hergestellten Schmelzgläsern besieht
der Ansatz meist aus Chloriddämpfen.
Im folgenden werden Glaszusammensetzungen daher j">
auf Grundlage der der Flamme zugeführten Chloriddämpfe berichtet.
Bei der Untersuchung der Schmelzkieselsäurchcrstcllung
mit verschiedener Dotierung, z. B. GeO2, durch
Direktverglasung, wurde überraschend gefunden, daß in zwar erhebliche Mengen Germaniumchlorid mit Siliziumtetrachlorid
als Ansatz gemischt werden können, aber das erschmolzene Kieselsäureglas unabhängig von
der Ansatzmenge stets weniger als 0,1% GeO2 enthält;
so enthält das Glas eines auf 7 Gew.-% GeO2 r> berechneten Ansatzes nur etwa 0,03% durch chemische
Analyse nachgewiesenes GeO2. Weitere Untersuchungen zeigten ein ähnlich überraschendes Verhalten von
P2O5, Sb2Oj und TeO2. Auch diese Oxide können daher
nicht in nennenswerten Mengen in durch Direktvergla-Hi
sung hergestellte Schmelzkiesels'Uiregläser eingeführt
werden.
Es könnte angenommen werden, daß die Verbrennungswärme und die Ofentemperatur von 1750—
1850°C so hoch ist, daß die Oxide statt zu verglasen, sich
η verflüchtigen. Die gemessenen Dampfdrücke scheinen dies zu bestätigen. Andererseits belegen diese Dampfdrücke
aber auch die Verflüchtigung bei niedrigeren Temperaturen, wie sie erfindungsgemäß erfolgreich
eingesetzt werden. Auf jeden Fall ist die Herstellung der -,(i hier interessierenden Gläser mit bekannten Verfahren
der Schmelzkieselsäureherstellung nicht möglich.
Möglich ist zwar die Herstellung durch einfaches Erschmelzen fester Ansätze, s. US-PS 35 42 572. Die so
hergestellten Gläser enthalten aber Mengen an Vi Verunreinigungen in einer Größenordnung von O1OI —
0,1 Gew.-% oder 100—1000 ppm, während erfindungsgemäß
Reinheiten von weniger als IO ppm angestrebt und auch erzielt werden. Als Verunreinigungen werden
dabei alle die günstigen Eigenschaften verschlechternde Wi Stoffe bezeichnet, wie z. B. Eisen, das die optische
Durchlässigkeit beeinträchtigt, entglasungsfördernde Alkalimetallionen, überhaupt die meisten Übergangsmetalle usf.
Unerwarteterweise können erfindungsgcmüß h->
Schmelzoxidgläser mit GeO2, P2O5, TeO2, Sb2O,
hergestellt werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Flammhydrolyse anfallenden
Oxide bei einer unter der zur Bildung eines unporösen
Glases erforderlichen Mindestsinterlemperatur liegenden
Temperatur in Form von Partikeln aufgefangen und zu einer porösen Vorform gestallet werden, und aus
dieser durch Erhitzen auf eine zwischen der Mindestsintertemperatur und 2000C darüber liegenden, jedoch
I600°C nicht übersteigenden Temperatur ein unporöser Glaskörper gebildet wird.
Die Mindestsintertemperatur kann auch als Konsolidationstemperatur
bezeichnet werden-
Erfindungspemäß werden so Gläser mit wesentlich mehr als 0,1% GeOj, P2O5, TeO2 oder Sb2O) und
weniger als !0 ppm Verunreinigungen erhalten.
Ir? einfachster Form besteht das Glas ganz aus einem dieser Oxide. Es kann z. B. aus einer verdampfbaren
Verbindung hergestellt werden, die in der Flamme hydrolysiert wird und das gewünschte Oxid bildet. Am
einfachsten und billigsten ist das Chlorid, aber andere Verbindungen sind ebenfalls möglich. Ein verträgliches
Trägergas wird durch einen das Chlorid oder eine andere Verbindung enthaltenden Behälter geleitet und
führt dieses als Gas-Dampf-Gemisch durch die Brennernamme,
wo es hydrolysiert und zum Oxid zersetzt wird.
Demgegenüber sind diese Gläser durcb die bisher übliche direkte Niederschlagung von Oxidpartikeln
nicht möglich. Durch schärfste Temperaturregelung können allenfalls Spuren der Oxide in Glasform
erhalten werden, aber die Verluste überwiegen bei weitem und auch die Steuerung der genauen Zusammensetzung
ist praktisch unmöglich.
Möglich wird die Herstellung erst, wenn nach dem Erfindungsvorschlag aus dem Oxid oder den Oxiden in
Partikelform eine poröse, verglaste Vorform gebildet wird. Dies kann in einer erhitzten Kammer geschehen,
sofern die Konsolidierung der Partikel bei der Niederschlagung und Formung vermieden wird. Die
Partikel können aber auch bei Zimmertemperatur gesammelt werden, was der Einfachheit halber bevorzugtwird.
Die poröse Vorform wird anschließend durch Wärmeeinwirkung zu einem unporösen gläsernen
Körper entsprechender Form aber kleinerer Abmessung konsolidiert. Die Temperatur darf hierbei I6OO°C
nicht übersteigen und soll ferner nicht mehr als 2(XPC über der Mindeslkonsolidalionstemperatur für das
betreffende Glas liegen, d.h. mehr als 2000C über derjenigen Temperatur, bei der ein Körper aus
gläsernen Oxidpartikeln in angemessener Zeit zu einem unporösen Glaskörper konsolidiert werden kann.
Diese Temperaturgrenze ist besonders wichtig bei Gläsern aus nur einem Oxid, weil hier eine Oxiuverlust
verhindernde Wechselwirkung oder Bindung mehrerer Oxide fehlt, das Oxid nicht niedergeschlagen wird und
bei höheren Temperaturen verloren geht.
Die Herstellung von Gläsern mit nur einem Oxid sei an Hand von reinem GeO2Glas beschrieben.
Ein Tank konstanter Füllhöhe enthallend flüssiges Germaniumletrachlorid (GeCI4) wird mit 1200 ecm/Min.
trockenem Stickstoff, N?, als Trägergas durchperlt. Das
GeCU wird auf einer Temperatur von etwa 45°C gehalten. Die NaGeCU Mischung wird dann durch eine
aus je 4800 ccm/Min. Naturgas und Sauerstoff gespeiste Rrennerflamiiie geleilef.
Ein durch gewöhnliches Erschmelzen und Ausziehen hergestellter Glasstab aus 100% GcO? mit einer Länge
von 12,7 cm und einem Durchmesser von 5 mm wurde in einem Absland von ewa 14 cm von der Brennerflammc
als Kern für die Niederschlagung der GeO2 Rußpartikel
angebracht. Der Krpn hatte damit eine ähnliche
Wärmedehnung wie der RuO. Er wurde mit etwa 60 UpM rotiert und mit ca. JO cm/Min, hin- und
herbewegt. Nach 2 Std. war ein dichter, poröser Vorformkörper aus GeO2 Partikeln mit einem Durch-
-, messer von etwa 5 cm entstanden.
Der Träger mit der Vorform wurde dann in einen Ofen mit Heliumatmosphäre und einer Betriebstemperatur
von 9500C mit einer Vorschubgeschwindigkel·
von etwa 6,35 mm/Min, eingeschoben und fortlaufend in konsolidiert. Der Enddurchniesser des Sinterlings
betrug etwa 2,54 cm; er war optisch klar ohne Gaseinschlüsse.
In ähnlicher Weise können auch GeO2-P2O5 oder
GeO2-Sb2Oj Gläser hergestellt werden, letzlere beiii
spielsweise durch Einführen eines Germaniumchlorid-Antimonchlorid-Gasgemischs in eine Brennerflammc
Besondere Bedeutung haben Gläser mit einem Anteil eines nicht flüchtigen Oxids, z. B. GeO2-SiOi. Ein
geeignetes Ansatzgas, z. B. Germaniumchlorid, wird mit JIi der SiOj ergebenden Komponente in berechnetem
Verhältnis, z. B. mit Siliziumtetrachlorid, SiCU, gemisch; und in die Brennerflamme geleitet.
Zur weiteren Erläuterung diene als Beispiel das System GeO2-SiO2. Andere Systeme mit wenigstens
_>-, einem der Oxide GeO., Sb2Oi, TeO2, P-C)1 und
gegebenenfalls einem weiteren durch Flammhydrolyse darsidlbaren Oxid wie SiO2, TiO2, AI2O1, Ta2O-,, Nb2O5
oder den Oxiden der US-PS (Ser. No. 208, 168) können
entsprechend hergestellt werden.
iu Die Konsolidierung erfolgt /.weckmäßig progressiv
vom einen bis zum anderen Ende, wobei Gase aus den Poren progressiv fortschreitend ausgetrieben werden,
statt eingefangen zu bleiben, so daß ein klarer, durchsichtiger Körper ohne die Lichiüberiragung
r, störende Einschlüsse entsteht.
In den Zeichnungen zeigen die F i g. 1 und 3 Schaubildcr des Verhältnisses von Brechungsindex und
Oxidanteil bestimmter zweiphasiger Glassysleme;
die Fig. 2 zeigt ein Schaubild des Verhältnisses der
in Mindestsintertempcralur und der Oxidamcilc des
GeOj—SiOjSystems.
Schmelzoxidgläser des GeO)-SiO2 sind besonders
interessant, weil mit steigendem Anteil von CJeO2 im Vergleich zu SiO2 der Brechungsindex des Glases relativ
ι, rasch zunimmt. Das ist besonders günstig zur Herstellung von Glasfasern mit Schichten unterschiedlicher
Brechung, aber möglichst gleicher chemischer Zusammensetzung, physikalischer Beschaffenheit, sowie großer
Reinheit. Die bisher verwendeten TiO2-SiO2
,ο Gläser befriedigen nicht ganz, vor allem wegen der
Unbeständigkeit der Wenigkeit des Titanions, vgl. GB-PS 12 13 603
In der F i g. I ist der GeO2 Anteil angefangen von
reinem SiO2 Glas bis zu reinem GcO2 Glas auf der
.ι Waagerechten abgetragen, während die Senkrechte den
Brechungsindex für die Natrium D .Spektrallinie (iip)
zeigt. Bestimmte Glaszusammensetzungen, deren Brechungsindex gemessen wurde, sind mit einem Kreis
gekennzeichnet. Die Senkrechte der F i g. 2 zeigt die wi MindestkonsoliHieriingstemperalur für CiCO2-SiO2
Gläser, die, wie gezeigt, von 900"C für reines GcO2 Glas
bis etwa 1400°C für reines SiOj reichen, also insgesamt
erheblich unter 16000C liegen und ?.ur Vermeidung
größerer GeO2 Verluste kritisch sind. Auch hier sind ->', Gläser mit TempcraturmeUwcrten durch Kreise gekennzeichnet.
Die Maximülkonsolidierungstempcratur von I600"C
besagt nicht, daß alle Gläser bei dieser Temperatur
konsolidiert werden können. Gläser mit einer Mindestkonsolidierungstcmperatur
von 900—1100 C sollten /.U. nicht wesentlich über 1100—1300 C crhit/l
werden, weil sie bei höherer Temperatur zusammcnsakken.
ihre Form verlieren und manche Bestandteile abdampfen.
Zur weiteren Lrläuterung diene als Beispiel ein Glas
mit 10% CJcO2 und 90«/» SiO.,.
Lin trockener Stickstoffstrom wurde mit einem Durchsatz von 3600 ecm/Min. durch cine GcCU-SiCU
Mischung im Verhältnis 24.6% : 75.4% in einem Behälter mit konstantem Rillspiegel und einer Temperatur
von 35' C durchgcperll. Das entstehende Gemisch wurde durch einen mit Naturgas und Sauerstoff
gespeiste [trenner geleitet. Durch llydrolisierung und
Zersetzung der Chloriddämpfe in der Flamme entstand GeO..-SiO.. RuU aus annähernd 11% GeO2 und 891Vn
SiO...
Der RuU wurde wie in dem weiter oben beschriebenen Beispiel auf einen Kern aus Schmel/.kieselsäurc
niedergeschlagen und die Vorform mit einer Vorschub geschwindigkeit von 6.35 mm/Min, in einem 1400 C
hciUen [Elektroofen mit Heliumatmosphäre eingeschoben und dabei fortschreitend /ti einem klaren, hoch
qualitativen Glaskörper mit einem Durchmesser von 2.54 cm und einer Länge von 12.7 cm ohne Gasein
schlüsse konsolidiert. Die chemische Analyse ergab 10%
GeO.-und 90% SiO;.
I in Kern aus Schmclzkieselsäurc ist wegen der
Dehnungsübcrcinstimmung für Gläser mit bis zu 20'Vn GeO: geeignet. Bei höherem GeO2 Gehalt nimmt die
Dehnung stärker zu. so daß Träger aus Graphit oder Mullit (3AI2O, 2SiO..) günstiger sind. Bei noch
höherem GeO; Anteil, besonders üBcr 80%. wird als
Iaholle I
Träger Aluminiumoxid oder dergleichen empfohlen 100%iges (JcO2 Cjas hat eine Dehnung von 88 χ IO '/
bei 25—300 C. während die Dehnung von Glas mil lO'Vi
GcO2nur IO χ IO 'beträgt.
Als weiteres Beispiel wurde ein optisch klarei Glasrohling mit 2,54 cm Durchmesser und 15,24 cn
Länge aus 5% Sb2O1 und 95% SiO2 hergestellt. Da>
SiCIi befand sich hier in einem Tank mit einet Temperatur von 35"C, das SbCI-, in einem weiterer
Tank mit einer Temperatur von 80' C. Als Trägcrga· diente trockener Sauerstoff, der durch den ersten Ta η V
mit 6500 ccm/Min. durch den zweiten Tank mi 12 000 ecm/Min. geleitet wurde. Die beiden Gas
Dampfgemische wurden zusammengeführt und durel einen F3rcnner mit einer Zufuhr von 4900 ccm/Min
Naturgas und 2700 ccm/Min. Sauerstoff geleitet. Die wit zuvor hergestellte Vorform wurde in einen 15Oi)"C
heißen Ofen gebracht. Der optisch klare Körper wurdi auf 95.6% SiO2und4.4% Sb2O,analysiert.
Weitere Beispiele enthalten die Tabellen I und II. Die
erste Spalte verzeichnet die verdampfbaren Ansatzbc standteilc. die zweite Spalte ihre Temperatur bei dci
Dampfaufnahme. In den I3cispielen der Tabelle I wurdcr
die Ansatzbestandteile in getrennten Behältern gchal ten; die Spalte .3 zeigt daher den T rägcrgasdiirchsat/
(Sauerstoff) durch jeden Behälter in ccm/Min. χ ΙΟ4. Ir
ilen Beispielen der Tabelle Il wurden die Ansatzbe standteile dagegen gemischt; die dritte Spalte zeigt hici
die Zusammensetzung der Mischung in (icw.%, Dk
vierte Spalte beider Tabellen gibt die Bchandlungslcm pcrauir der Vorform zur GlasDildiing an. Ferner sine
angegeben das Oxidsystem und die Analyse in Gcw.-% auf Oxidbasis.
Vis.it/ | Temperatur ( |
O--I)urehsal/ | I empcratur ( |
OviilsvMeni | Analyse in de W-". |
Si( IVShCI | 35/8(1 | 0,3/1.5 | 1400 | SiO. /Sh-O-. | 79.8/20.2 |
SiCIVSb(T | 35/80 | O.f)75/l.f)3 | 1280 | SiOVShO | 49.1/50.9 |
Si( I;/Sh(T. | 35/80 | 0.65/1.2 | 1300 | SiOVShO | 95.62/4,38 |
Si( IVSh(T | 35/80 | 1.09/0.75 | 1400 | SiOVSb-O; | 97.73/2,27 |
Si(TVSh(T | 35/80 | 0.4/1.2 | 1350 | SiOVSbO | 91.5/8.5 |
Tabelle Il | |||||
An-.it/ | Temperatur | Zusammensetzung | Temperatur | Oxidsystem | Analyse in |
( | d Mischung | ( | (ίο».-.η | ||
SiCVPCI, | 35/35 | 22,37/77,63 | 1300 | SiO2ZP2O5 | 62,1/37,9 |
SiCI4ZPCl, | 35/35 | 39,33/60,67 | 1300 | SiO2ZP2O5 | 52,6Z47,4 |
SiCI ,/PCI.= | 35/35 | 77,94/22,06 | 1440 | SiO2ZP2O5 | 77,5Z22,5 |
SiCI1ZPCl, | 35/35 | 87,5/12,5 | 1450 | SiO2ZP2O5 | 85,8/14,2 |
SiCU/PCI, | 35/35 | 6,65Z93,35 | 1350 | SsO3ZP3O5 | 47,0Z53,0 |
GeCT4ZTiCT4 | 35/35 | 13,31/86,69 | 1300 | GeO2ZTiO2 | 67,5Z32,5 |
GeCI4ZTiCT4 | 35/35 | 57,6/42,3 | 1300 | GeO2ZTiO2 | 95,19/4,81 |
GcCI4ZTiCl4 | 35/35 | 73,11/26,89 | 1300 | GeO2ZTiO2 | 97,27Z2,63 |
GeCT ,/TiCI4 | 35/35 | 64,57Z35,42 | 1400 | GeO2ZTiO2 | 95,65Z4,35 |
GeCT4ZTiCI4 | :V35 | 84,46Zl 5,53 | 1200 | GeO2ZTiO2 | 98,56Zl,44 |
TiCi4ZPCi, | 35/35 | 95,8Z4,2 | Ϊ360 | TiO2ZP2O5 | 60,4Z39,6 |
TiCI1ZPCI, | 35Z35 | 90,6Z9,4 | 1430 | TiO2ZP2O5 | 64,8/35,2 |
TiCI4ZPCI, | 35/35 | 73,9/26,1 | 1430 | TiO1ZP2O5 | 38,9/61,1 |
In der Fig. 3 ist der Brechungsindex (no) auf der
Senkrechten.dieGlas/usammensetzungauf der Waagerechten
abgetragen. Jede lineare Kennlinie bezeichnet ein zweiphasiges Glassystem, während die Ziffern
entlang der Waagerechten die Gew.-% der zweiten Komponente des jeweiligen Systems angeben. Das
Gewicht der ersten Komponente ist also 100 abzüglich zweite Komponente. Die Kreise, Dreiecke usw.
bezeichnen erschmolzene und gemessene Zusammensetzung. Es sind also sehr verschiedene Glassysteme mit
sehr verschiedenen günstigen Brechungsindeces herstellbar.
Der überraschende Effekt ergibt sich auch aus den folgenden Vergleichsversuchen.
Mischungen von 16,21% GeCI4 und 83,79% SiCI4
wurden in einem 35°C warmen Behälter von Sauerstoff als Trägergas mitgenommen und durch die Flamme
geleitet. Die entstehenden Oxide wurden auf dem rotierenden Tisch eines Ofens mit der zur direkten
Herstellung von Schmelzkieselsäure entsprechenden Temperatur niedergeschlagen. Der nach einigen Stunden
entnommene Glasballen bestand aus fast reiner Kieselsäure.
Um das GeO2 im Glas zu halten, wurde der Versuch in
einer auf 16900C gehaltenen Kammer zur Niederschlagung und Glasbildung wiederholt. Das nach 3'/2 Std.
erhaltene Glas war optisch minderwertig. Die Oxide verglasten, aber bildeten senkrechte Streifen (sog.
»Elchzähne«), deren Grenzflächen die Lichtübertragung stark verzerrten. Die chemische Analyse ergab nur
P 026% GeO4 statt der theoretischen 6,76%.
Zum Vergleich wurden die entstehenden Oxide außerhalb des Ofens als Ruß gesammelt. Dieser enthielt
4,7% GeO2. Eine Rußprobe wurde als Formkörper entnommen und eine halbe Stunde in einem Gradientofen
mit einer Höchststemperatur von 15500C gebrannt. Der entnommene Körper bestand aus voll
verglastem Material guter optischer Qualität und 4,7% GeO2 Anteil.
Die genauen Ursachen der überraschenden, erfindungsgemäßen Wirkung sind noch nicht abschließend
geklärt. Eine Erklärung könnte unterschiedliche Flüchtigkeit sein. Dem stehen jedoch die Dampfdruckwerte
entgegen, wie die folgenden Tabelle veranschaulicht. Sie zeigt für verschiedene Oxide den Siedepunkt und die
einem Dampfdruck von 100 mm Hg entsprechende Temperatur.
Oxid | Siedepunkt | 100 mm Hg |
C | C | |
GeO, | 1700 | 1550 |
P,O, | 600 | 500 |
TeO, | 1100 | |
Sb,(j, | 1570 | 1000 |
Der Dampfdruck von 100 mm Hg ist so hoch, daß bei der entsprechenden Temperatur eine erhebliche Verflüchtigung
zu erwarten wäre. Trotzdem tritt dieser Verlust nicht ein, wenn beispielsweise GeO2-SiO2
Gläser bei einer diesem Dampfdruck entsprechenden Temperatur konsolidiert werden.
Es wird angenommen, daß in Gläsern aus einem Oxid (z. B. GeO2 oder Sb2Oj) oder mehreren Oxiden (z. B.
GeO2-Sb2O)) eine Neigung zur Verflüchtigung besteht
und dieser Gefahr durch Niedrighalten der Partikelsammeltemperatur und der Konsolidationstemperatur begegnet
werden muß. Besonders bei Temperaturen von mehr als 2000C über der Mindestkonsolidationstemperatur
werden diese Verluste für den praktischen Betrieb zu hoch. Im Gegensatz hierzu treten wohl Verflüchtigungsverluste
in Gläsern, die frei von den erwähnten vier flüchtigen Oxiden der erfindungsgemäßen Gläser
sind, nicht auf, obwohl der Dampfdruck bei der Konsolidationstemperatur verhältnismäßig hoch ist. Es
wird angenommen, daß eine Wechselwirkung oder Bindung die Verflüchtigung hemmt. Das GeO2-SiO2
Glas kann z. B. bei 15500C ohne die an sich erwarteten Verluste konsolidiert werden. Bei noch höherer
Temperatur wird die Bindung geschwächt und "erschwindet ganz, so daß noch unterhalb von 17000C fast
das gesamte GeO2 verloren geht.
Hierzu .1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von Schmelzoxidglas,
welches wenigstens eines der Oxide P2O5,
GeO21TeO2, Sb2O3 in einer 0,1 Gew.-% übersteigenden
Menge und die Glasqualität verschlechternde Verunreinigungen, wie zum Beispiel Eisen, entglasungsfördernde
Alkalimetallionen, in einer 10 ppm nicht übersteigenden Menge enthält, wobei mindestens
eine verdampfbare, durch Flammhydrolyse zu mindestens einem der genannten Oxide umsetzbare
Verbindung in einem Gasstrom allein oder zusammen mit einer weiteren, in der Flamme zu einem
Oxid umsetzbaren Verbindung in die Flamme eines Brenners geleitet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die bei der Flanimhydrolyse anfallenden Oxide bei einer unter der zur Bildung
eines unporösen Glases erforderlichen Mindestsintertemperatur
liegenden Temperatur in Form von Partikeln aufgefangen und zu einer porösen
Vorform gestaltet werden und aus dieser durch Erhitzen auf eine zwischen der Mindestsintertemperatur
und 2000C darüber liegenden, jedoch 1600° C
nicht übersteigenden Temperatur ein unporöser Glaskörper gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit nur einem Oxid durchgeführt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es mit GeO2 durchgeführt wird.
4. Verfallen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es mit wenigstens einem weiteren Oxid durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem der zweiphasigen
Systeme GeO2-SiO2, Sb2Oj-SiO2, P2O5-SiO2,
GeO2-TiO2 oder P2O5-TiO2 durchgeführt wird.
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Free format text: SCHULTZ, PETER CHARLES, PAINTED POST, N.Y., US |
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