Brevet FR2510547A1 — publié le 19830204

Verre optique dépourvu de Cd O et de Th O, et ayant un indice de réfraction élevé. La présente invention concerne des verres optiques très réfringents ou extrêmement réfringents,qui ont un indice d'Abbe élevé Grâce à la présente invention il est possible de fabriquer des verres optiques ayant des indices de réfrac- tion jusqu'à présent inégalés, puisqu'ils peuvent s'élever jus- qu'à 2,05,et des indices d'Abbe supérieurs à 25. Le premier fascicule publié de la demande de brevet JP 79 133 506 décrit des verres ayant des indices de réfrac- tion de 1,90 à 1,95 et des indices d'Abbe analogues à ceux des verres de la présente invention; la valeur maximale que peuvent atteindre les indices de réfraction, selon ce document, n'est donc que de 1,95, et cela avec une proportion très impor- tante de Ge O 2, corps très coûteux. Des verres ayant des indices de réfraction allant jus- qu'à 1,95 et des indices d'Abbe analogues sont également décrits dans le premier fascicule publié de la demande de brevet JP 79 90 218; mais ou bien ces verres connus contiennent de l'oxyde coûteux Ge O 2, ou bien ils ne résistent pas suffisamment bien à la dévitrification. Cela étant, la présente invention a pour objet des verres optiques dépourvus de Cd O et de Th O 2, à haut indice de réfraction, plus précisément à indice de réfraction compris entre 1,85 et 2,05, et à indice d'Abbe compris entre 25 et 43, verres caractérisés en ce qu'ils ont la composition suivante, en % en poids: Si O 2 de 5 à 15 B 203 de 2,5 à 8 Si O 2 2 3 de 7,5 à 23 Si O 2 / B 203 de 1,3 à 2,1 La 203 de 43 à 56 Gd 203 de O à 14 La 203 + Gd 203 de 43 à 60 Zr O 2 de 3 à 10 Nb 205 de O à 15 Ta 25 de O à 20 Nb 205 + Ta 205 de 11 à 22 Une particularité tout à fait essentielle de la pré- sente invention est le rapport Si O 2/B 203 extrêmement élevé, qui, selon l'invention, est compris entre 1,3 et 2,1 En effet, tous les verres que l'on connaissait jusqu'à présent dans la zone indiquée du diagramme nd-vd nécessitent des com- positions dans lesquelles la proportion de B 203 dépasse celle de Si O 2 C'est ainsi que dans les verres du premier fascicule publié de la demande de brevet DE 2 653 581,le maximum du rap- port Si O 2/B 203 est de 1 Dans les verres que décrit le second fascicule publié de la demande de brevet DE 1 926 959 et pour lesquels nd est égal à 1,9 et vd à 40,le rapport Si O 2/B 203 est d'environ 0,75; en outre ces verres contiennent l'oxyde coû- teux Ge O 2 Ilen va de même pour les verres du premier fasci- cule publié de la demande de brevet DE 20 57 706. D-'autres verres optiques très réfringents à rapport Si O 2/B 203 au moins égal à 1 sont décrits dans le second fasci- cule publié de la demande de brevet DE 1 061 976 Tous les exemples à indice de réfraction supérieur à 1,85 qui sont cités dans ce document ont des teneurs en La 203 d'environ 63 % en poids Ces hautes teneurs en La 203 nuisent à la stabilité de ces verres; de plus ceux-ci contiennent obligatoirement Al O ou Y 203 Conformément à l'invention, le meilleur rapport Si O 2/ B 203 est compris entre 1,6 et 1,9 Pour obtenir les hauts indi- ces de réfraction nécessaires, c'est-à-dire des indices au moins égaux à 1,86, il faut de 43 à 56 % en poids de La 203 ainsi que, au choix, de O à 14 % en poids de Gd 203, la somme de ces deux composants étant comprise entre 43 et 60 % en poids. La proportion de Zr O 2 est de 3 à 10 % en poids Il est absolument indispensable qu'il y ait une fraction de 11 à 22 % en poids des vitrifiants de remplacement pentavalents Ta 205 et Nb 205, la proportion de Nb 205 pouvant aller de 0 à 15 % en poids et celle de Ta 205 de O à 20 % en poids Ce n'est qu'avec ces hautes teneurs en Nb 205 et/ou Ta 205 que l'on peut fabriquer par fusion des verres ayant l'état optique requis et qui sont suffisamment stables à la dévitrification; en outre ces compo- santes augmentent beaucoup l'indice de réfraction Il peut éga- lement y avoir Pb O (de O à 13 % en poids), Ti O 2 (de O à 13 % en poids), WO 3 (de O à 23 % en poids) et Zn O (de O à 3 % en poids). On fabrique des verres conformes à la présente inven- tion en opérant de la façon suivante. On pèse les matières premières (c'est-à-dire les oxy- des, nitrates et carbonates correspondants) conformément à la composition voulue; on ajoute une petite proportion d'un agent d'affinage, tel As 2 3 ' par petitesquantités,et on mélange bien. On fond ce mélange dans un creuset en platine à une température de 1450 à 1550 'C, on l'affine et on l'homogénéise bien au moyen d'un agitateur Ensuite on continue d'agiter jusqu'à ce que la température de coulée, soit environ 14000 C,soit atteinte,et on coule dans un moule en fer. Dans le tableau suivant on a rassemblé 11 compositions, citées à titre d'exemples, dont-on indique les valeurs optiques. 9 1 go Iz q 1 si ', 1ZE ', TSL'T 691 T 9911 19,11 gli OL' T z OTS ot'ITE ozjsú OT'ze OT "OC 00 GE 09 'SE SL OE O 9 PE SL" 9 Z OT'LZ 09 9 ú PA Ot IP 6 "T Og Lgàl OC 99 'T Oút O"Z t'69 VT GZ 6 'T ZTL 6 T 68 T 6 "T úLúOiz 99 PO'Z TTT 6 'T pu Sz 4 z TOSIOT Sv'lz çz Izz O E ', O T E O z POú O z PE) ouz E om E om G 91 EWo oú 9 OLIO qu'o O 9 ', C)09 IZT W 9 99- 10 ZOTJJ ss,'ú 9 1l O 09 JE OEIT OL't, çzjz spiz GLIT 9611 T 001 T oqci SL O 1 SE l 9 t 06 l O T 00 'TT O 9 j O T 99 'L SE ', 9 SS'ZI SP'6 os,,úT go Z-ej, 9 z C 6 09 111 09 '6OL l 6 OSJ 9 Op Ig oi ll SEIS 99 ', q SE - P O q N z OGIL 90 'L 09 JL 591 E ot Ig 09 6 oz ', 9osls SCIS SLIS os 8 ozz OS' ES OE:'9 P 99 'St, 9 Z S O E 99 O T 09 08 " E GL'L 06 Lt, SP l 6 99 t S O z-erl oz 1 t,O T 06 9sz t, sels 08 "ç SE 1 ggig W 001 E SE 19 O E El op'IL ggle T OLIZT St,'L SL"L SEOI Súl L 06 OT 01 'L OP'g oeloi -Z OTS il OT 9 L 9 9 E z T O ldurexa N. : -r v CD le- Ln Cu nvzlrlavj, 2510547 ' REVENDICATIONS 1 Verre optique très réfringent, dépourvu de et de Th O 2 et ayant un indice de réfraction de 1,85 à et un indice d'Abbe de 25 à 43, verre caractérisé par position suivante en % en poids: Si O 2 de 5 à 15 B 203 de 2,5 à 8 Si O 2 + B 203 de 7,5 à 23 Si O 2 / B 203 de 1,3 à 2,1 0 La 203 de 43 à 56 Gd 203 de O à 14 La 203 + Gd 203 de 43 à 60 Zr O 2 de 3 à 10 Nb 205 de O à 15 Ta 205 de O à 20 Nb 25 + Ta 205 de 11 à 22 2 Verre selon la revendication 1, la composition suivante en % en poids: Si O 2 de 5 à 15 B 203 de 2,5 à 8 Si O 2 + B 203 de 7,5 à 23 Si O 2 / B 203 de 1, 6 à 1,9 La 203 de 43 à 56 Gd 203 de O à 14 La 203 + Gd 203 de 43 à 60 Zr O 2 de 5 à 9 Nb 205 de O à 15 Ta 25 de O à 20 Nb 205 + Ta 205 de 11 à 22 caractérisé par 3 Verre selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé en ce qu'il contient en outre: de O à 13 % en poids de Ti O 2. 4 Verre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il contient en outre: de O à 13 % en poids de Pb O. Cd O 2,05 la com- Verre selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il contient en outre: de O à 23 % en poids de WO 3. 6 Verre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il contient en outre: de O à 3 % en poids de Zn O.