Low-T_g phosphate glasses with improved water resistance for the coating of fluoride glass fibers

摘要

Ausgehend von einem Mehrkomponenten-Bleiphosphatglas erfolgte die Entwicklung einer geeigneten Beschichtung für Schwer-metallfluoridgläser. Mit einem Glas der Zusammensetzung (Stoffmengenanteil in %): 54.7 P_2O_5; 19.8 PbO; 18 Na_2O; 1.2 MgO; 1.2 BaO; 1.2 CaO; 0.4 V_2O_5; 1.5 Al_2O_3; 2 Bi_2O_3 konnten Wasserbeständigkeiten bei 60℃ und 10 h Korrosionsdauer erreicht werden, die vergleichbar mit denen von Verpackungsgläsern sind. Die Transformationstemperatur dieses Glases liegt < 270℃ und der Wärmeausdehnungskoeffizient > 18 • 10~(-6) K~(-1). Es wurden die Einflüsse der verschiedenen Komponenten und der Schmelzbedingungen untersucht. Von besonderem Interesse war der Einfluß der Schmelztemperatur und der SiO_2-Gehalte im Glas, die durch Korrosion des Tiegelmaterials eingebracht wurden. Beschichtungsversuche nach dem Stabziehverfahren konnten erfolgreich durchgeführt werden.%Starting from a multicomponent lead phosphate glass composition given in the literature, a glass was developed suitable for the protective overclad of heavy-metal fluoride glass fibers. Besides a low glass transition temperature < 270℃, a high thermal expansion coefficient > 18 • 10~(-6) K~(-1), the phosphate glass material developed had a water resistance at 60℃ for 10 h comparable to that of commercial container glass. The final composition developed was (in mol%): 54.7 P_2O_5, 19.8 PbO, 18.0 Na_2O, 1.2 MgO, 1.2 BaO, 1.2 CaO, 0.4 V_2O_5, 1.5 Al_2O_3, 2.0 Bi_2O_3. Besides the influences of these different components the action of the melting conditions, especially melting temperature and trace SiO_2 content from the crucible material, have to be taken into account. Fiber drawing experiments including the in-situ application of the phosphate glass overclad were successful.