本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃,尤其是涉及一種高折射低色散負(fù)短波相對(duì)部分色散的光學(xué)玻璃,以及由其制成的玻璃預(yù)制件、光學(xué)元件和光學(xué)儀器。
背景技術(shù):
1、具有相對(duì)高折射率、相對(duì)低色散、較大的負(fù)短波相對(duì)部分色散的光學(xué)玻璃,在車(chē)載攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、投影儀等光學(xué)系統(tǒng)中有顯著的應(yīng)用價(jià)值。高折射率低色散玻璃透鏡能夠在實(shí)現(xiàn)屈光的同時(shí),對(duì)不同色光形成相對(duì)較小的光程差,有利于降低色差矯正用玻璃透鏡的曲率和厚度,進(jìn)而有利于提高光學(xué)系統(tǒng)的綜合性能、降低設(shè)計(jì)難度。折射率相對(duì)較高的玻璃若同時(shí)具備較大負(fù)短波相對(duì)部分色散,有利于在較小光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)的基礎(chǔ)上消除光學(xué)系統(tǒng)二級(jí)色差。
2、大的負(fù)短波相對(duì)部分色散的實(shí)現(xiàn)方式主要有以下兩種方式。第一種方式是,在玻璃中引入較大質(zhì)量比的高場(chǎng)強(qiáng)組分,利用高場(chǎng)強(qiáng)組分對(duì)玻璃結(jié)構(gòu)的改性實(shí)現(xiàn)大的負(fù)短波相對(duì)部分色散。典型的高場(chǎng)強(qiáng)組分有zr(鋯),但是含zr原料在玻璃配合料的熔化過(guò)程中易形成不熔物,其含量過(guò)高顯著降低玻璃的工藝穩(wěn)定性。若通過(guò)提高熔融溫度改善zr的化料難度,易導(dǎo)致玻璃中出現(xiàn)鉑金閃點(diǎn)等缺陷。采用固相反應(yīng)制備含zr的多元氧化物(例如sizro4),有利于改善含zr原料的化料難度,但是該方法設(shè)備占用大、能耗高、容易導(dǎo)致雜質(zhì)引入,不利于工業(yè)大批量制備光學(xué)玻璃。第二種方式是,在玻璃中以較大質(zhì)量比引入具有高折射率貢獻(xiàn)的組分,如ta(鉭)、nb(鈮)等,這樣可以在玻璃折射率一定的基礎(chǔ)上使玻璃中含有盡可能多的硼、硅等低折射率貢獻(xiàn)、紫外吸收特征波長(zhǎng)更短組分,從而實(shí)現(xiàn)負(fù)短波相對(duì)部分色散。但是,ta、nb等為低豐度元素組分,且原料價(jià)格昂貴,不利于提高光學(xué)玻璃性?xún)r(jià)比。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于以上原因,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有高折射率低色散、較大負(fù)短波相對(duì)部分色散的光學(xué)玻璃。
2、本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:
3、光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,含有:sio2:3~15%;b2o3:24~34%;la2o3:1~12%;y2o3:7~16%;zno:20~30%;zro2:3~9%;nb2o5:1~6%。
4、進(jìn)一步的,所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,還含有:al2o3:0~8%;和/或gd2o3:0~12%;和/或li2o:0~4%;和/或na2o:0~5%;和/或k2o:0~5%;和/或mgo:0~5%;和/或cao:0~5%;和/或sro:0~5%;和/或bao:0~4%;和/或ta2o5:0~5%;和/或wo3:0~3%;和/或sb2o3:0~0.5%。
5、光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,由sio2:3~15%;b2o3:24~34%;la2o3:1~12%;y2o3:7~16%;zno:20~30%;zro2:3~9%;nb2o5:1~6%;al2o3:0~8%;gd2o3:0~12%;li2o:0~4%;na2o:0~5%;k2o:0~5%;mgo:0~5%;cao:0~5%;sro:0~5%;bao:0~4%;ta2o5:0~5%;wo3:0~3%;sb2o3:0~0.5%組成。
6、進(jìn)一步的,所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:al2o3+b2o3+sio2為35~45%,優(yōu)選al2o3+b2o3+sio2為36~44%,更優(yōu)選al2o3+b2o3+sio2為37~43%。
7、進(jìn)一步的,所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:
8、b2o3/(sio2+al2o3)為1.5~4.0,優(yōu)選b2o3/(sio2+al2o3)為1.6~3.8,更優(yōu)選b2o3/(sio2+al2o3)為1.8~3.6。
9、進(jìn)一步的,所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:
10、(al2o3+zro2)/(al2o3+b2o3+sio2)為0.085~0.375,優(yōu)選(al2o3+zro2)/(al2o3+b2o3+sio2)為0.100~0.325,更優(yōu)選(al2o3+zro2)/(al2o3+b2o3+sio2)為0.125~0.300。
11、進(jìn)一步的,所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:y2o3/(2×zno+b2o3)為0.090~0.210,優(yōu)選y2o3/(2×zno+b2o3)為0.110~0.205,更優(yōu)選y2o3/(2×zno+b2o3)為0.130~0.200。
12、進(jìn)一步的,所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:gd2o3+y2o3為13~22%,優(yōu)選gd2o3+y2o3為14~21%,更優(yōu)選gd2o3+y2o3為15~20%。
13、進(jìn)一步的,所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:(2×li2o+sio2)/zro2為0.800~5.0,優(yōu)選(2×li2o+sio2)/zro2為0.850~4.5,更優(yōu)選(2×li2o+sio2)/zro2為0.900~4.0。
14、進(jìn)一步的,所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:
15、(nb2o5+ta2o5+wo3)/(la2o3+zro2)為0.05~0.65,優(yōu)選(nb2o5+ta2o5+wo3)/(la2o3+zro2)為0.05~0.55,更優(yōu)選(nb2o5+ta2o5+wo3)/(la2o3+zro2)為0.05~0.45。
16、進(jìn)一步的,所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:sio2:4~14%,優(yōu)選sio2:5~13%;和/或b2o3:25~33%,優(yōu)選b2o3:26~32%;和/或la2o3:2~10%,優(yōu)選la2o3:3~8%;和/或y2o3:8~15%,優(yōu)選y2o3:9~14%;和/或zno:21~28%,優(yōu)選zno:22~26%;和/或zro2:3.5~8.5%,優(yōu)選zro2:4~8%;和/或nb2o5:1.5~5.5%,優(yōu)選nb2o5:2~5%;和/或al2o3:0.5~6%,優(yōu)選al2o3:1~4%;和/或gd2o3:0.5~9%,優(yōu)選gd2o3:1~6%;和/或li2o:0.05~3%,優(yōu)選li2o:0.1~2%;和/或na2o:0~3%,優(yōu)選na2o:0~1%;和/或k2o:0~2%;和/或mgo:0~2%;和/或cao:0~2%;和/或sro:0~2%;和/或bao:0~3%,優(yōu)選bao:0~2%;和/或ta2o5:0~2%;和/或wo3:0~1.5%,優(yōu)選wo3:0.1~1%;和/或sb2o3:0~0.3%,優(yōu)選sb2o3:0~0.2%。
17、進(jìn)一步的,所述的光學(xué)玻璃不含有k2o;和/或不含有mgo;和/或不含有cao;和/或不含有sro;和/或不含有ta2o5;和/或不含有bi2o3;和/或不含有tio2;和/或不含有p2o5;和/或不含有g(shù)eo2;和/或不含有teo2;和/或不含有tl2o;和/或不含有cdo;和/或不含有as2o3;和/或不含有pbo;和/或不含有cl-;和/或不含有f-;和/或不含有s2-。
18、進(jìn)一步的,所述光學(xué)玻璃的折射率nd為1.70~1.75,優(yōu)選為1.71~1.74;和/或阿貝數(shù)νd為43~48,優(yōu)選為44~47.5;和/或短波部分色散pg,f為0.5600以下,優(yōu)選為0.5590以下,更優(yōu)選為0.5580以下;和/或短波相對(duì)部分色散δpg,f為-0.0075以下,優(yōu)選為-0.0080以下,更優(yōu)選為-0.0085以下。
19、進(jìn)一步的,所述光學(xué)玻璃的λ80為370nm以下,優(yōu)選為365nm以下,更優(yōu)選為360nm以下;和/或λ5為330nm以下,優(yōu)選為325nm以下,更優(yōu)選為320nm以下;和/或耐水穩(wěn)定性rw為1類(lèi)且耐水浸出百分?jǐn)?shù)小于0.04%,優(yōu)選為1類(lèi)且耐水浸出百分?jǐn)?shù)在0.03%以下,更優(yōu)選為1類(lèi)且耐水浸出百分?jǐn)?shù)在0.02%以下;和/或耐酸穩(wěn)定性ra為4類(lèi)以上,優(yōu)選為3類(lèi)以上;和/或密度ρ為4.05g/cm3以下,優(yōu)選為4.00g/cm3以下,更優(yōu)選為3.95g/cm3以下;和/或熱膨脹系數(shù)α-30~70℃為60×10-7/℃以下,優(yōu)選為58×10-7/℃以下,更優(yōu)選為56×10-7/℃以下;和/或熱膨脹系數(shù)α100~300℃為70×10-7/℃以下,優(yōu)選為67×10-7/℃以下,更優(yōu)選為64×10-7/℃以下;和/或顯微維氏硬度hv為670×107pa以上,優(yōu)選為690×107pa以上,更優(yōu)選為710×107pa以上;和/或轉(zhuǎn)變溫度tg為540~630℃,優(yōu)選為550~620℃,更優(yōu)選為560~610℃;和/或抗熱成型析晶性能為3類(lèi)以上,優(yōu)選為2類(lèi)以上,更優(yōu)選為1類(lèi);和/或抗析晶性能為3類(lèi)以上,優(yōu)選為2類(lèi)以上;和/或氣泡度為a0級(jí)以上,優(yōu)選為a00級(jí);和/或澄清溫度為1260℃以下,優(yōu)選為1240℃以下,更優(yōu)選為1220℃以下。
20、玻璃預(yù)制件,采用上述的光學(xué)玻璃制成。
21、光學(xué)元件,采用上述的光學(xué)玻璃或上述的玻璃預(yù)制件制成。
22、光學(xué)儀器,含有上述的光學(xué)玻璃,或含有上述的光學(xué)元件。
23、本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)合理的組分設(shè)計(jì),本發(fā)明光學(xué)玻璃的生產(chǎn)性能較好,本發(fā)明光學(xué)玻璃具有相對(duì)高的折射率、相對(duì)低的色散和較大負(fù)短波相對(duì)部分色散。