光學(xué)玻璃及光學(xué)元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃，特別是涉及一種折射率（nd)S 1.60~1.65、阿貝數(shù) (ud)為62~66的光學(xué)玻璃，以及由該光學(xué)玻璃構(gòu)成的玻璃預(yù)制件、光學(xué)兀件和光學(xué)儀器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著數(shù)碼相機、數(shù)字攝像機和可拍照手機等不斷向更好成像質(zhì)量和更高清晰度發(fā) 展，非球面透鏡的使用越來越廣泛，為此中等折射率、低色散、高透過率的玻璃越來越受到 市場的青睞。同時，為降低加工難度和生產(chǎn)成本，精密模壓技術(shù)成為了光學(xué)玻璃制造光學(xué)透 鏡的首要選擇，然而要想所得到的光學(xué)玻璃適于精密模壓，則必須具有較低的轉(zhuǎn)變溫度，這 也對光學(xué)玻璃研發(fā)人員提出了較高的要求。
[0003] 申請?zhí)枮?01010554499. 2的中國專利公開了一種光學(xué)玻璃，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 為600°C左右，不利于精密模壓。
[0004] 日本特開2004-217513記載的光學(xué)玻璃中含有較多的Nb205、Bi 203、WO3，存在玻璃 透過率低的問題。
[0005] 申請?zhí)枮?01010299001. 2的中國專利公開了一種光學(xué)玻璃，其組成中含有大量 B2O3，這會使得玻璃在熔化時的揮發(fā)性增大，同時玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和耐失透性不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有較低轉(zhuǎn)變溫度、透過率高、化學(xué)穩(wěn)定 性和耐失透性良好的光學(xué)玻璃，其折射率為1. 60~1. 65,阿貝數(shù)為62~66。
[0007] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：光學(xué)玻璃，其組成按重量百分比含有： P2O5 :30 ~50%、BaO :35 ~50%、B2O3 :2 ~6%、La2O3 :0 ~5%、Gd2O3 :0 ~5%、Al2O3 :0· 1 ~5%、 Li2O :0· 1 ~5%、Mg0 :2 ~10%、CaO :2 ~10%。
[0008] 進一步的，還含有：ZnO :0 ~3%、SrO :0 ~8%、Sb2O3 :0 ~0· 5%。
[0009] 進一步的，其組成按重量百分比為：P2O5 :30~50%、Ba0 :35~50%、La203 :0~5%、 Gd2O3 :0 ~5%、B203 :2 ~6%、A1203 :0· 1 ~5%、Li20 :0· 1 ~5%、Mg0 :2 ~10%、Ca0 :2 ~10%、 ZnO :0 ~3%、SrO :0 ~8%、Sb2O3 :0 ~0· 5%。
[0010] 進一步的，其中：P205 :38 ~42%。
[0011] 進一步的，其中：BaO :39 ~45%。
[0012] 進一步的，其中：B203 :2· 5 ~4. 5%。
[0013] 進一步的，其中=Al2O3 :1 ~5%。
[0014] 進一步的，其中=Li2O :1~3%。
[0015] 進一步的，其中：MgO :4~8%。
[0016] 進一步的，其中：CaO :4~8%。
[0017] 進一步的，其中：Gd203 :0 ~3% 和 / 或 La2O3 :0 ~3%。
[0018] 進一步的，其中：0· 9 彡 Ba(V(P205+B203)彡 1. 5。
[0019] 進一步的，其中：0· 1% 彡 La203+Gd203 彡 8%。
[0020] 進一步的，所述光學(xué)玻璃折射率為1. 60~1. 65,阿貝數(shù)為62~66。
[0021] 進一步的，所述光學(xué)玻璃透射比達到80%時，對應(yīng)的波長小于370nm，所述光學(xué)玻 璃的(粉末法)耐水性D w為1類，耐酸性Da為4類，所述光學(xué)玻璃的耐氣候穩(wěn)定性為1類，所 述光學(xué)玻璃轉(zhuǎn)變溫度不超過550°C。
[0022] 采用上述的光學(xué)玻璃制成的玻璃預(yù)制件。
[0023] 米用上述的光學(xué)玻璃制成的光學(xué)兀件。
[0024] 采用上述的光學(xué)玻璃制成的光學(xué)儀器。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以P2O5作為玻璃的網(wǎng)絡(luò)生成體，賦予玻璃較高的透 過率，大量的BaO是改善玻璃透過率的重要成分，同時可以增加玻璃折射率，提高玻璃的耐 氣候穩(wěn)定性，通過合理調(diào)整各組分的含量范圍得到一種透過率高，并具有較低轉(zhuǎn)變溫度，且 化學(xué)穩(wěn)定性和耐失透性良好的光學(xué)玻璃，其折射率為1. 60~1. 65,阿貝數(shù)為62~66,光學(xué) 玻璃透射率達到80%時，對應(yīng)的波長小于370nm，光學(xué)玻璃的耐水性Dw為1類，耐酸性D a為 4類，耐氣候穩(wěn)定性為1類，轉(zhuǎn)變溫度不超過550°C，適于精密模壓非球面透鏡、球面鏡、光柵 等光學(xué)元件。
【具體實施方式】
[0026] 下面將描述本發(fā)明光學(xué)玻璃的各個組分，除非另有說明，各個組分含量的比值是 用重量％表示。
[0027] P2O5是網(wǎng)絡(luò)生成體，是構(gòu)成玻璃骨架的主要元素，其含量太少易導(dǎo)致玻璃耐失透性 惡化；但含量過多則會使化學(xué)穩(wěn)定性下降且難獲得預(yù)期的光學(xué)性能，因此P 2O5的含量限定 為30~50%，優(yōu)選含量為38~42%。
[0028] B2O3是玻璃獲得高折射率、低色散的必須成分，但是當(dāng)含量大時，玻璃熔融時揮 發(fā)增加，玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和耐失透性能變差，因此，其含量為2~6%，優(yōu)選含量為2. 5~ 4. 5%〇
[0029] BaO是改善玻璃透過率、提高玻璃折射率和耐氣候穩(wěn)定性的必須成分。一方面當(dāng) 其含量低時，無法達到所需的光學(xué)常數(shù)和優(yōu)異的耐氣候穩(wěn)定性；另一方面若其含量過多則 會使玻璃的轉(zhuǎn)變溫度升高，玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性變差。因此其含量限定為35~50%，優(yōu)選為 39 ~45%。
[0030] BaO是中等折射率、低色散玻璃中改善玻璃透過率的重要組分，為了獲得較高的透 過率，發(fā)明者經(jīng)過潛心研究發(fā)現(xiàn)，BaO與Ρ 205、Β203之間存在一定的比例。當(dāng)Ba(V(P 205+B203) 小于〇. 9時，玻璃透過率雖然增高，但是玻璃難以達到中等折射率低色散的要求；而當(dāng)BaO/ (Ρ205+Β 203)大于1. 5時，玻璃中大量存在的BaO易破壞玻璃的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，使得透過率惡化。 因此，當(dāng)Ba(V(P205+B 203)為0. 9~1. 5時，才可以滿足玻璃中等折射率、低色散和高透過率 的要求。
[0031] La2O3可用于提高玻璃的折射率，改善玻璃化學(xué)穩(wěn)定性和耐久性，若其含量過高會 引起玻璃轉(zhuǎn)變溫度上升，抗失透性變差。因此La 2O3的含量限定為0~5%，優(yōu)選含量為0~ 3% 〇
[0032] Gd2O3為提高玻璃折射率和耐失透性的有效成分，若其含量超過5%，則會提高玻璃 的轉(zhuǎn)變溫度，使得玻璃的耐失透性能惡化，因此其含量為O~5%，優(yōu)選含量為O~3%。
[0033] 當(dāng)Gd2O3作為玻璃的必須成分時，La2O 3可以作為自由添加成分。當(dāng)La2O3作為玻璃 的必須成分時，Gd 2O3可以作為自由添加成分。而當(dāng)La2O3和Gd 2O3同時存在玻璃中時，兩者 質(zhì)量之和La203+Gd 203為0. 1~8%，否則會使得玻璃的轉(zhuǎn)變溫度升高，耐失透性能惡化。
[0034] Al2O3是改善玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性的重要組分，但當(dāng)其含量高于5%，會增加玻璃的熔 融難度從而降低玻璃的透過率，所以Al 2O3的含量限定為0. 1~5%。
[0035] Li2O是本發(fā)明的必要組份，不僅具有顯著降低玻璃的轉(zhuǎn)變溫度和密度的作用，而 且還有較強的助熔作用。當(dāng)其含量低于〇. 1%時，對降低轉(zhuǎn)變溫度的作用不明顯，若其含量 高于5%，則玻璃耐失透性和化學(xué)穩(wěn)定性急劇下降。因此Li2O的含量范圍為0. 1~5%，優(yōu)選 為1~3%。在本發(fā)明的玻璃中只含有Li2O,而不含有Na2O和K 20。因為Li+的半徑比Na+ 和K+的粒子半徑小，在本發(fā)明玻璃中Li+能起到積聚作用，使得玻璃的膨脹系數(shù)降低。
[0036] MgO有利于降低玻璃的膨脹系數(shù)，提高玻璃的耐候性。一定量MgO的加入，對降低 玻璃的轉(zhuǎn)變溫度和屈服點溫度都是有效的。若其含量過高，反而會使玻璃的耐失透性顯著 惡化，液相溫度升高，因此MgO的含量限定為2~10%，優(yōu)選為4~8%。
[0037] CaO可以提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，具有一定的助熔作用，但其含量高于10%則會使 玻璃的失透傾向增大，所以CaO的含量限定為2~10%，優(yōu)選為4~8%。
[0038] ZnO是降低玻璃的析晶傾向的任意添加成分，但其含量不可過高，否則會使玻璃的 耐失透性和化學(xué)穩(wěn)定性降低，增大玻璃色散，所以ZnO的含量限定為0~3%，優(yōu)選為0~2%， 最優(yōu)選不加入。
[0039] SrO為調(diào)整光學(xué)常數(shù)、提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性的成分，在本發(fā)明中可以適量加入， 加入含量為〇~8%。
[0040] Sb2O3在本發(fā)明中作為澄清劑使用，其含量為0~0· 5%。
[0041] 下面將描述本發(fā)明的光學(xué)玻璃的性能。
[0042] 其中折射率與阿貝數(shù)按照《GB/T 7962. 1-1987無色光學(xué)玻