Flintglas
Flintglas ist ein Glas mit einem hohen Gehalt an Bleioxid. Optisches Flintglas wird als ein Glas mit einer Abbe-Zahl kleiner als 50 definiert. (vgl. Kronglas)
Typische Zusammensetzung
- Quarz (SiO2): etwa 62 %
- Natriumoxid (Na2O): etwa 6 %
- Kaliumoxid (K2O): etwa 8 %
- Blei(II)-oxid (PbO): etwa 24 %
Je nach Bleigehalt unterscheidet man Leichtflint, Flint oder Schwerflint.
Inzwischen ist es möglich, die optischen Eigenschaften von Flintglas auch ohne die Zugabe von Blei zu erzielen. Allerdings besitzen diese bleifreien Gläser oft eine schlechtere Transmission, darum erlaubt die EG-Gefahrstoffrichtlinie RoHS den Einsatz bleihaltiger optischer Gläser bisher für eine Übergangszeit.
Eigenschaften
Wegen des hohen Anteils an Bleioxid besitzt Flintglas eine relativ hohe Dichte von 3,5 bis 4,8 g/cm3. Es hat einen verhältnismäßig hohen Brechungsindex und eine gleichmäßige optische Dispersion. Der Brechungsindex optischer Flintgläser liegt im Bereich von 1,5 bis 2,0. Optisches Flintglas wird als ein Glas mit einer Abbe-Zahl kleiner als 50 definiert.
Durch die stark unterschiedliche Dispersion der zwei Glassorten lässt sich eine zerstreuende Linse aus Flintglas mit einer Sammellinse aus Kronglas zu einem Achromat kombinieren, einer gekitteten farbkorrigierten Sammellinse. Die Kronglaslinse wird stärker sammelnd geformt als die Flintglaslinse zerstreuend, um in Summe eine Sammelwirkung zu erreichen. Die Brechkräfte der zwei Linsen mal ihrer spezifischen Dispersion ergeben zwei konträre Dispersionswirkungen, die sich gerade aufheben. Somit werden unterschiedliche Farben mit gleicher Brechstärke gesammelt. Das gilt je nach Aufbau zumindest für zwei Lichtwellenlängen (und bei bestimmter Gegenstandsweite), für andere Wellenlängen immerhin noch genähert.
Die in der Augenoptik als Brillengläser verwendeten Flintgläser haben einen Brechungsindex von n=1,7 über 1,8 bis 1,9. Zu beachten ist, dass mit zunehmendem Brechungsindex das Brillenglas zwar dünner, durch die höhere Dichte aber auch schwerer wird. Zusätzlich leidet auch die Abbildungsqualität bei sehr hochbrechenden Materialien etwas, da bei diesen die chromatische Aberration (Farbsäume sehen) auf Grund der niedrigeren Abbe-Zahl einen höheren Anteil ausmacht. Es kommt bei der Auswahl eines Brillenglases auf ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Dicke, Gewicht und Abbildungseigenschaften an.
Eine Alternative zu Brillengläsern aus Mineralglas stellen hochbrechende Kunststoffgläser dar, die zwar leichter, aber teurer sind. Kunststoffgläser sind trotz härtender Beschichtung kratzempfindlicher, durch höhere Bruchdehnung jedoch elastischer, also weniger bruchempfindlich. Kunststoffgläser erreichen heute einen Brechungsindex von maximal n=1,76, sich phototrop verfärbende von n=1,74.
Verwendung
Optisches Flintglas wird in einer Reihe von optischen Instrumenten eingesetzt. Beispiele sind Fernrohre, Okulare oder Objektive von Kameras. Besonders wichtig ist die Eigenschaft, in zusammengesetzten optischen Systemen zusammen mit Kronglas bestimmte Abbildungsfehler reduzieren zu können (siehe Achromat).
Aus Flintglas macht man auch Gebrauchs- und Ziergegenstände, die ein farbiges Funkeln aufweisen sollen. Durch die im Verhältnis zu Krongläsern hohe Dispersion wird weißes Licht, wie beispielsweise bei einem Prisma, besonders stark in die verschiedenen Wellenlängen zerlegt, wenn es durch die Facetten eines Objekts aus Flintglas scheint (siehe z. B. Bleikristall; Strass).
Geschichte
Der Name Flintglas leitet sich vom englischen Wort für Feuerstein, Flint, her. Feuersteinknollen, die man in den Kalkfelsen Südost-Englands fand, dienten um 1662 George Ravenscroft als Quelle von hochreinem Siliziumdioxid. Das Siliziumdioxid wurde damals benötigt, um ein Flintglas herzustellen, welches der Vorgänger des englischen Bleikristall war.