光學玻璃的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種具有高折射率低色散特性的光學玻璃，W及由所述光學玻璃形成 的玻璃預制件和光學元件。
【背景技術】
[0002] 高折射率低色散光學玻璃形成的透鏡與由高折射率高色散光學玻璃形成的透鏡 進行組合，能夠修正色差，使光學系統(tǒng)小型化，特別是折射率nd為1. 86-1. 92、阿貝數(shù)V d為 36- 42的高折射率低色散環(huán)保光學玻璃，市場需求日益增大。
[0003] 日本特開2001-348244、特開2007-269584、中國CN101386469A中均公開了此類高 折射低色散光學玻璃，其說明書實施例中折射率為1.86 W上的光學玻璃組分中均含有大 量的Ta2〇e，而TazOJi于昂貴的稀±類氧化物。因此，為了抑制高折射率低色散光學玻璃原 料成本的增加，希望能夠減少TazOe含量。同時，攝像或投射等光學系統(tǒng)的光學元件對光學 玻璃透過率要求較高，如果高折射低色散光學玻璃形成的透鏡透射光量不足，會影響光學 系統(tǒng)的透射光量大幅度下降或驟減，因此希望光學玻璃的透過率性能優(yōu)異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種折射率nd為1.86-1. 92、阿貝數(shù)Vd為 37- 42的高折射低色散光學玻璃，該玻璃在降低玻璃組分中Ta2〇5#量的同時，所述玻璃具 有優(yōu)異的透過率。
[0005] 本發(fā)明還要提供一種由上述光學玻璃形成的玻璃預制件和光學元件。
[0006] 本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是：光學玻璃，其摩爾百分比組成包括： B203:20-40% ;SiO 2:1-25% ;La 2〇3:1〇-35% ;Gd 203:0. 1-15% ;ZrO 2:1-20% ;佩 205:0. 1-12%， 不含有PbO。
[0007]其中，還含有 Y203:0-10% ;Yb2〇3:〇-l〇% ;Ti〇2:〇-l〇% ;Ta2〇5:〇-l〇% ;W03:0-5%; 211〇:〇-10%化0:〇-10%，其中，1?2〇為112〇、化2〇或而〇中的一種或多種；3〇:〇-1〇%，其中，RO為Ba0、Sr0、Mg0 或CaO中的一種或多種；Al2〇3:〇-l〇%;GeO2:0-10%;Sb203:0-1%;SnO2: 0-1% ;Ce〇2:〇-l%。
[0008] 其中，Si〇2:8-20%和 / 或 La2〇3:15-30%和 / 或 Gd 203:3-12%和 / 或 Y 203:2-8% 和 / 或佩205:2-8 %和 / 或 TiO 2:0. 1-5 %和 / 或 ZrO 2:4-10 %和 / 或化0 :0-5 %。
[0009] 其中，（佩2〇5巧i〇2)/Zr〇2范圍為大于0. 5但小于1. 5。
[0010] 其中，（佩2〇5巧i〇2)/Zr〇2范圍為大于1但小于1. 5。
[0011] 其中，玻璃^7。小于或等于385]11]1，優(yōu)選的^7。的范圍為378-385]11]1，進一步優(yōu)選的 入7。的范圍為378-380nm。
[0012] 其中，玻璃折射率范圍為1. 86-1. 92;玻璃的阿貝數(shù)的范圍為37-42。
[0013] 其中，玻璃折射率范圍為1. 88-1. 90;玻璃的阿貝數(shù)的范圍為38-40。
[0014] 玻璃預制件，采用上述的光學玻璃制成。
[0015] 光學元件，采用上述的光學玻璃制成。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：通過降低玻璃組份中化205#量，引入適量的La2〇3、Gd2〇3、 Y2O3及孔203等具有高折射率低色散作用的稀上類氧化物組分，并引入適量比例的Nb 205或 Ti〇2中的一種或兩種，優(yōu)化運些組分的配比，可得到具有優(yōu)異的透過率的高折射率低色散 的環(huán)保光學玻璃，W及由所述光學玻璃形成的玻璃預制件和光學元件。
【具體實施方式】
[0017] I、光學玻璃
[0018] 下面對本發(fā)明的光學玻璃的組成詳細地進行說明，各玻璃組分的含量、總含量只 要沒有特別說明，則使用摩爾％進行表示，玻璃組分的含量與總含量之比W摩爾比表示。另 夕F，在W下的說明中，提到規(guī)定值W下或規(guī)定值W上時也包括該規(guī)定值。
[0019] B203是玻璃網(wǎng)絡形成組分，具有提高玻璃可烙性并降低玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度的作用。為 了達到上述效果，本發(fā)明引入20% W上或更多的B203,但當其引入量超過40%時，則玻璃穩(wěn) 定性會下降，并且折射率下降，無法得到本發(fā)明的高折射率。因此，本發(fā)明的Bz化的含量為 20-40%。
[0020] Si〇2具有改善玻璃的熱穩(wěn)定性的作用，并可W增大玻璃烙融W及成型時的粘度。 但若其含量超過25%，則玻璃變得很難烙，且無法獲得本發(fā)明所需要的折射率。因此，本發(fā) 明的Si〇2的含量為1-25%，SiO冷量的優(yōu)選范圍為8-20%，更優(yōu)選的范圍為15-20%。
[0021] 1曰2〇3是獲得本發(fā)明所需光學特性的必須組分。當La2〇3的含量小于10%時，難W 實現(xiàn)所需要的光學特性；但當其含量超過35%時，玻璃耐失透性與烙融性能均惡化。因此， 本發(fā)明的La2〇3的含量為10-35%，La 2〇3含量的優(yōu)選范圍為15-30%。
[002引本發(fā)明中通過Gd203與La 203共存，可W提高形成玻璃的穩(wěn)定性，但當Gd 203含量低 于0. 1 %時，上述效果不明顯；如果其含量超過15%時，則玻璃耐失透性降低，形成玻璃的 穩(wěn)定性變差。因此，本發(fā)明的Gd203的含量為0. 1-15%，優(yōu)選范圍為3-12%。
[0023] 本發(fā)明高折射低色散作用的組分優(yōu)選還引入Y203,可改善玻璃的烙融性、耐失透 性，同時還可降低玻璃析晶上限溫度，但若其含量超過10%，則玻璃的穩(wěn)定性、耐失透性降 低。因此，Y203含量范圍為0-10%，優(yōu)選范圍為2-8%。
[0024] 孔2〇3也是本發(fā)明玻璃中的高折射率低色散組分，其含量超過10%時，玻璃的穩(wěn)定 性、耐失透性降低，因而優(yōu)選孔2〇3含量范圍為0-10%。同時，由于孔2〇3相對于Gd 2〇3、Yz化 比較昂貴，對玻璃的烙融性能改善作用小，因此優(yōu)選不引入。
[0025] 佩2〇5具有提高玻璃折射率和色散的作用，也具有提高玻璃的抗析晶性與化學耐久 性的作用。但當佩2〇5含量不足0. 1 %時，達不到上述效果；如果其含量超過12%，則玻璃色 散提高，無法達到本發(fā)明玻璃的光學特性，同時玻璃耐失透性惡化。因此，佩2化的含量范圍 為0. 1-12%，優(yōu)選范圍為2-8%。
[0026] TazOe具有提高折射率的作用，同時其對維持玻璃低色散的作用優(yōu)于Nb 2〇y如果玻 璃的穩(wěn)定性需要進一步改善，可導入少量的TazOe來替代部分Nb 2〇e。不過與其它組分相比， TazOe價格非常昂貴，因此本發(fā)明從實用W及成本的角度考慮，減少了其使用量。本發(fā)明的 TazOg含量為0-10%，更優(yōu)選不引入。
[0027] Ti〇2也具有提高玻璃折射率的作用，并且能參與玻璃網(wǎng)絡形成，適量引入使玻璃 更穩(wěn)定。但若過量含有時，玻璃色散會顯著增加，同時玻璃可見光區(qū)域的短波部分的透射 率降低，玻璃著色的傾向增加。因此本發(fā)明優(yōu)選Ti〇2的含量為0-10%，更優(yōu)選TiO 2含量 0. 1-5%。
[0028] 本發(fā)明通過引入少量的Zr〇2來提高玻璃折射率和穩(wěn)定性，可引入1%或更多的 Zr〇2;但當ZrO 2引入量超過20%時，則玻璃難烙，無法得到均勻的玻璃。因此本發(fā)明的ZrO 2 的含量范圍為1-20%，優(yōu)選含量范圍為4-10%。
[0029] 本發(fā)明優(yōu)選（Nb2〇5+Ti化)/ZrA范圍在大于0.5但小于1. 5,進一步優(yōu)選范圍在大 于1但小于1. 5,可進一步有效抑制玻璃著色，提高玻璃透過率。
[0030] W〇3可W起到提高折射率的作用，但當其含量超過5%時，色散提高顯著，并且玻 璃可見光區(qū)域的短波長側(cè)的透射率降低，著色的傾向增加，因此本發(fā)明優(yōu)選W〇3的含量為 0-5%，更優(yōu)選不引入。
[0031] 適量的ZnO可W起到改善玻璃的穩(wěn)定性或烙融性、改善加壓成型性的作用，但當 其含量過高時，折射率降低，達不到本發(fā)明的要求，同時玻璃的耐失透性降低，液相溫度上 升。因此本發(fā)明優(yōu)選ZnO的含量為0-10%，更優(yōu)選ZnO的含量為0-5%，進一步優(yōu)選為不引 入。
[003引RzO巧20為化0、化20或KzO中的一種或多種）可W改善玻璃的烙融性，降低玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度，當其含量超過10%時，玻璃穩(wěn)定性變差，折射率大幅降低，因此本發(fā)明優(yōu)選RzO 含量為0-10,進一步優(yōu)選不引入。
[0033] RO (RO為BaO、SrO、CaO或MgO中的一種或多種）可W改善玻璃的烙融性，降低玻 璃化轉(zhuǎn)變溫度，但當其含量超過10%時，玻璃的耐失透性降低，因此本發(fā)明優(yōu)選RO含量為 0-10%，進一步優(yōu)選不引入。
[0034] 少量引入Al2〇3能改善形成玻璃的穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，但其含量超過10 %時，顯 示玻璃烙融性變差、耐失透性降低的傾向，因此本發(fā)明優(yōu)選Al2〇3的含量為0-10%。
[0035] Ge〇2也可有效改善形成玻璃的穩(wěn)定性和耐失透性，但由于GeO 2是非常昂貴的組 分，因此優(yōu)選Ge〇2含量分別為0-10%。
[0036] 通過少量添加訊2〇3、Sn〇2、Ce〇2組分可W提高玻璃的澄清效果，但當訊2〇3含量超 過1%時，玻璃有澄清性能降低的傾向，同時由于其強氧化作用促進了成型模具的惡化，因 此本發(fā)明優(yōu)選訊2〇3的添加量為0-1 %，更優(yōu)選為0-0. 5%，進一步優(yōu)選不加入。SnO 2也可 W作為澄清劑來添加，但當其含量超過1 %時，則玻璃會著色，或者當加熱、軟化玻璃并進行 模壓成形等再次成形時，Sn會成為晶核生成的起點，產(chǎn)生失透的傾向。因此本發(fā)明的Sn〇2 的含量優(yōu)選為0-1 %，更優(yōu)選為0-0. 5 %，進一步優(yōu)選不添加。Ce〇2的作用及添加量比例與 Sn〇2-致，其含量優(yōu)選為0-1 %，更優(yōu)選為0-0. 5 %，進一步優(yōu)選不添加。
[0037] 另外，玻璃原料W硝酸鹽、碳酸鹽或硫酸鹽的形式引入，也可W提高脫泡性。在本 發(fā)明中，可W將訊2〇3、Sn〇2或Ce〇2中的一種或多種和上述硝酸鹽、碳酸鹽或硫酸鹽中的一 種或多種組合使用，均有效果。
[0038] 本發(fā)明玻璃中優(yōu)選不含F(xiàn)，運樣玻璃融液成型時不容易產(chǎn)生紋理，同時也不會出現(xiàn) 由于F的揮發(fā)導致玻璃的折射率變動增大的問題。
[0039][光學玻璃的光學特性]
[0040] 下面，對本發(fā)明的光學玻璃的特性進行說明。
[0041] 本發(fā)明的光學玻璃是高折射率低色散玻璃，高折射率低色散玻璃制成的透鏡多 與高折射率高色散玻璃制成的透鏡相