高折射玻璃的制作方法

1.本发明涉及一种具有高折射率、特别是在光谱的整个可见光范围折射率高于2.00和/或折射率nd为至少2.02的玻璃。优选地，玻璃在可见光波长范围、特别是也在较短的可见光波长范围具有高透射率。本发明还涉及一种用于生产玻璃的方法以及玻璃的用途。根据本发明的玻璃尤其可以用于ar眼镜。其他用途是例如用作光学领域中的透镜或波导。


背景技术：

2.所谓的增强现实(ar)领域变得越来越重要。这理解为现实的扩大，特别是通过视觉呈现的计算机生成的信息。为此，通常使用特定的眼镜，即所谓的ar眼镜。为了生产这种眼镜，需要具有特别高折射率的玻璃，因为它们增加了视野(fov)。此外，优选地，玻璃应在可见光波长范围具有特别好的透射率。就此而言，在特别高折射玻璃的情况下，尤其是在较短的可见光波长范围、例如在420nm至490nm的蓝色范围、尤其是在420nm或460nm处的透射率已被证明是有问题的。就此而言，这种现象也描述为玻璃的“uv边缘”。当uv边缘偏移太远进入可见光范围或急剧上升不足时，则在较短的可见光波长范围的透射性能不佳。此外，已经表明很难提供在整个可见光范围(特别是从380nm至750nm)具有特别高折射率的玻璃。因此，例如，已知折射率nd为2.001但在可见光范围的其他波长处的折射率未达到至少2.000的玻璃。
3.过去，尤其使用由磷酸铌体系制成的玻璃。然而，在生产中，这些玻璃是非常成问题的，因为氧损耗、特别是由于高的熔融和澄清温度，在已经还原的磷酸盐体系中导致nb的氧化态低于v，从而导致强烈的褐色甚至黑色着色。此外，该玻璃系列不仅倾向于界面结晶，如同硼酸镧或硼硅酸盐体系，而且还呈现出非常快的晶体生长，这使得后冷却(应力冷却或折射能力调整)对于任选地预成核的玻璃至关重要。此外，玻璃相对较脆，因此很难将其抛光成薄晶片。
4.因此，特别地，应提供在光谱的整个可见光范围折射率高于2.0和/或折射率nd为至少2.02的玻璃。优选地，玻璃的特征在于优异的透射性质，特别是也在较短的可见光波长范围、例如在420nm和/或460nm处。此外，批次成本应保持适中。玻璃的特征应该在于良好的制造潜力而没有波纹。此外，应该有可能以良好的产量由玻璃生产晶片。特别地，玻璃良好的热玻璃成型和良好的加工应该是可能的。尽管高的折射率，但玻璃应具有尽可能低的密度。因此，特别是可以提高ar眼镜的佩戴舒适度。


技术实现要素：

5.因此，本发明的目的是提供克服现有技术的缺点的玻璃。该目的由权利要求的主题实现。
6.一方面，本发明涉及一种玻璃，其包含以重量％计的以下成分：成分份额(重量％)sio22-10
b2o32-10la2o340-55gd2o34-11nb2o56-14tio28-18.5zro25-11其中，玻璃的折射率nd为至少2.02，其中，la2o3、nb2o5、tio2和zro2的份额之和为至少76.5重量％，并且其中，la2o3、nb2o5和zro2的份额之和与tio2的份额的重量比为至少3.85:1。
7.一方面，本发明涉及一种玻璃，其包含以重量％计的以下成分：一方面，本发明涉及一种玻璃，其包含以重量％计的以下成分：其中，玻璃的折射率nd为至少2.03，其中，la2o3、nb2o5、tio2和zro2的份额之和为至少76.5重量％，其中，la2o3、nb2o5和zro2的份额之和与tio2的份额的重量比为至少3.85:1，并且其中，在460nm波长和10mm样品厚度测量，玻璃的内部透射率ti为至少84％或至少85％。
8.优选地，玻璃包含以重量％计的以下成分：成分份额(重量％)sio24-9b2o34-8la2o344-50gd2o34.5-9nb2o58-12tio29-17zro26-8
9.优选地，玻璃包含以重量％计的以下成分：成分份额(重量％)sio22-10
b2o32-10la2o340-55gd2o34.5-9nb2o56-14tio28-18.5zro26-11
10.优选地，玻璃包含以重量％计的以下成分：重量％计的以下成分：
11.优选地，玻璃包含以重量％计的以下成分：成分份额(重量％)sio22-10b2o32-10la2o340-55gd2o34-11nb2o56-14tio28-18.5zro25-11bao1-8
12.优选地，玻璃包含以重量％计的以下成分：成分份额(重量％)sio22-10b2o32-10la2o340-55gd2o34-11nb2o56-14tio28-18.5zro25-11
bao2-6
13.优选地，玻璃包含以重量％计的以下成分：重量％计的以下成分：
14.一方面，本发明涉及一种玻璃，其折射率nd在2.02至2.08、优选地2.03至2.07、进一步优选地2.04至2.06的范围，内部透射率ti为至少85％、优选地至少90％、进一步优选地至少91％、进一步优选地至少92％、进一步优选地至少93％、进一步优选地至少94％、进一步优选地至少95％、进一步优选地至少96％、进一步优选地至少97％，其中，内部透射率在460nm波长和10mm样品厚度测量。
15.一方面，本发明涉及一种玻璃，其折射率nd为至少2.02、至少2.03或至少2.04，内部透射率ti为至少85％、优选地至少90％、进一步优选地至少91％、进一步优选地至少92％、进一步优选地至少93％、进一步优选地至少94％、进一步优选地至少95％、进一步优选地至少96％、进一步优选地至少97％，其中，内部透射率在460nm波长和10mm样品厚度测量。
16.内部透射率和内部透射率因子分别可以以本领域技术人员已知的方法测量，例如根据din 5036-1：1978。在本说明书中，以与内部透射率相关而给出的数据涉及10mm样品厚度。提及“样品厚度”并不意味着玻璃具有此厚度，而仅意味着以与内部透射率相关而给出的数据与此厚度有关。
17.除非另有说明或对本领域技术人员显而易见，否则在此描述的测量在20℃和101.3kpa气压进行。
18.本发明的玻璃的折射率nd为至少2.02。优选地，折射率nd在2.02至2.08、优选地2.03至2.07、进一步优选地2.04至2.06的范围。折射率nd是本领域技术人员已知的，并且其特别是在约587.6nm波长(氦的d线的波长)处的折射率。本领域技术人员知道如何确定折射率nd。本发明的玻璃可以例如具有至少2.02、至少2.03或至少2.04的折射率nd。本发明的玻璃可以例如具有至多2.08、至多2.07或至多2.06的折射率nd。
19.优选地，借助折射计、特别是v立方(block)折射计确定折射率。在此，特别地，可以使用具有正方形或近似正方形基底的样品(例如，尺寸约20mm
×
20mm
×
5mm)。当通过v立方
折射计进行测量时，通常将样品放置在具有已知折射率的v形立方棱镜中。入射光束的折射取决于样品的折射率与v立方棱镜的折射率之间的差异，使得可以确定样品的折射率。优选地，在22℃的温度进行测量。
20.折射率取决于光的波长并且可以在不同的波长处确定，例如nd在约587.6nm、nf在约486nm而nc在约656nm。优选地，玻璃在光谱的整个可见光范围(特别是380nm至750nm)具有高于2.00、进一步优选地高于2.01的折射率。优选地，玻璃在光谱的整个可见光范围的折射率在2.00至2.10、例如2.01至2.09、2.02至2.08、2.03至2.07或2.04至2.06的范围。玻璃在光谱的整个可见光范围的折射率可以例如为至少2.00、至少2.01、至少2.02、至少2.03或至少2.04。玻璃在光谱的整个可见光范围的折射率可以例如为至多2.10、至多2.09、至多2.08、至多2.07或至多2.06。
21.折射率nf是约486nm波长处的折射率。本发明的玻璃的折射率nf优选地在2.00至2.10、例如2.01至2.09、2.02至2.08、2.03至2.07或2.04至2.06的范围。折射率nf可以例如为至少2.00、至少2.01、至少2.02、至少2.03或至少2.04。折射率nf可以例如为至多2.10、至多2.09、至多2.08、至多2.07或至多2.06。
22.折射率nc是约656nm波长处的折射率。本发明的玻璃的折射率nc优选地在2.00至2.06、例如2.01至2.05或2.02至2.04的范围。折射率nc可以例如为至少2.00、至少2.01或至少2.02。折射率nc可以例如为至多2.06、至多2.05或至多2.04。
23.优选地，玻璃具有20.0至35.0、特别是22.5至32.5或25.0至30.0的色散vd。色散vd可以例如为至少20.0、至少22.5或至少25.0。色散vd可以例如为至多35.0、至多32.5或至多30.0。
24.根据本发明的玻璃的密度优选地在4.90g/cm3至5.50g/cm3、进一步优选地4.95g/cm3至5.40g/cm3、进一步优选地5.00g/cm3至5.35g/cm3的范围。密度可以例如为至少4.90g/cm3、至少4.95g/cm3或至少5.00g/cm3。密度可以例如为至多5.50g/cm3、至多5.40g/cm3或至多5.35g/cm3。在一些实施例中，玻璃的密度低于5.30g/cm3、优选地低于5.25g/cm3、优选地低于5.20g/cm3、优选地低于5.15g/cm3。
25.众所周知，玻璃的密度随折射率增加而增加。然而，优选地，根据本发明的玻璃的特征特别还在于，尽管高的折射率，但密度相对较低。密度与折射率nd之比优选地在2.30至2.80g/cm3、进一步优选地2.35至2.75g/cm3、进一步优选地2.40至2.70g/cm3、进一步优选地2.45至2.65g/cm3、进一步优选地2.50至2.60g/cm3的范围。密度与折射率nd之比通过将密度的值(g/cm3)除以折射率nd的值来确定。特别优选地，密度与折射率nd之比低于2.80g/cm3、进一步优选地低于2.75g/cm3、进一步优选地低于2.70g/cm3、进一步优选地低于2.65g/cm3、进一步优选地低于2.60g/cm3、进一步优选地低于2.55g/cm3。
26.优选地，本发明的玻璃在可见光范围、特别是也在较短的可见光波长范围、例如在420nm和/或460nm处具有高透射率。因此，优选地，尽管高的折射性质，但可以在相对短的波长处找到uv边缘。
27.优选地，在420nm波长和10mm样品厚度测量，玻璃的内部透射率ti为至少25％、进一步优选地至少30％、进一步优选地至少40％、进一步优选地至少50％、进一步优选地至少60％、进一步优选地至少70％、进一步优选地至少75％、进一步优选地至少80％、进一步优选地至少85％、进一步优选地至少87.5％、进一步优选地至少90％。在一些实施例中，在
420nm波长和10mm样品厚度测量，玻璃的内部透射率ti为至多99％、至多98％、至多95％或至多92.5％。
28.优选地，在460nm波长和10mm样品厚度测量，玻璃的内部透射率ti为至少63％、进一步优选地至少65％、进一步优选地至少70％、进一步优选地至少75％、进一步优选地至少80％、进一步优选地至少85％、进一步优选地至少87.5％、进一步优选地至少90％、进一步优选地至少91％、进一步优选地至少92％、进一步优选地至少93％、进一步优选地至少94％、进一步优选地至少95％、进一步优选地至少96％、进一步优选地至少97％。在一些实施例中，在460nm波长和10mm样品厚度测量，玻璃的内部透射率ti为至多99.99％、至多99.9％、至多99％或至多98％。
29.当tg非常高时，则后冷却持续时间更长。然而，tg也是化学稳定性和硬度的量度(tg越高，网络越稳定，因此玻璃越硬并且耐化学性越强)。耐化学性高固然好，但硬度太高又是昂贵的，因为研磨和抛光持续时间更长并且必须更加小心地进行，使得在此期间不会产生太多的微裂纹。因此，优选地，根据本发明的玻璃的玻璃化转变温度tg在700℃至800℃、进一步优选地710℃至780℃、进一步优选地720℃至760℃、进一步优选地730℃至750℃的范围。玻璃化转变温度tg可以例如为至少700℃、至少710℃、至少720℃或至少730℃。玻璃化转变温度tg可以例如为至多800℃、至多780℃、至多760℃或至多750℃。
30.粘度为101dpas时的温度t1优选地在1100℃至1250℃、进一步优选地1150℃至1200℃的范围。因此，本发明的玻璃组合物允许特别低的熔融温度。温度t1可以例如为至少1100℃或至少1150℃。温度t1可以例如为至多1250℃或至多1200℃。
31.粘度为104dpas时的温度t4优选地在875℃至1025℃、进一步优选地925℃至975℃的范围。温度t4可以例如为至少875℃或至少925℃。温度t4可以例如为至多1025℃或至多975℃。
32.粘度为10
7.6
dpas时的软化温度t7.6优选地在750℃至900℃、进一步优选地800℃至850℃的范围。软化温度t7.6可以例如为至少750℃或至少800℃。软化温度t7.6可以例如为至多900℃或至多850℃。
33.结晶温度tk优选地在1000℃至1200℃、进一步优选地1025℃至1175℃、进一步优选地1050℃至1150℃的范围。tk下的粘度优选地在10至100dpas的范围。结晶温度tk可以例如为至少1000℃、至少1025℃或至少1050℃。结晶温度tk可以例如为至多1200℃、至多1175℃或至多1150℃。
34.玻璃的粘度可以借助于旋转粘度计例如根据din iso 7884-2:1998-2确定。粘度对温度的依赖性可以通过使用vft曲线(vogel-fulcher-tammann方程)确定。软化温度可以借助纤维伸长粘度计根据iso 7884-2确定。
35.优选地，本发明的玻璃在20℃至300℃的温度范围的热膨胀系数(cte)(cte(20，300))在6.7至10.0ppm/k、进一步优选地7.0至9.7ppm/k、进一步优选地7.3至9.4ppm/k、进一步优选地7.6至9.1ppm/k、进一步优选地7.9至8.8ppm/k、进一步优选地8.0至8.7ppm/k、进一步优选地8.1至8.6ppm/k的范围。cte应与涂层很好地一致，其中，特别是非常高的cte值通常导致问题，因为在此范围内，聚合物通常不以线性cte曲线为特征，而是以更陡峭的曲线为特征。此外，当玻璃具有不合适的cte时，则可能的是形成裂纹或层剥落。由于这些原因，尤其优选的是上述cte值。cte可以例如为至少6.7ppm/k、至少7.0ppm/k、至少7.3ppm/k、
至少7.6ppm/k、至少7.9ppm/k、至少8.0ppm/k或至少8.1ppm/k。cte可以例如为至多10.0ppm/k、至多9.7ppm/k、至多9.4ppm/k、至多9.1ppm/k、至多8.8ppm/k、至多8.7ppm/k或至多8.6ppm/k。
36.本发明的玻璃包含2至10重量％、优选地4至9重量％份额的sio2。sio2是玻璃形成剂。该氧化物极大地提高了耐化学性，但也提高了加工温度。当它以非常高的量使用时，则不能实现根据本发明的折射率。特别优选地，sio2的份额在4.5至7重量％、进一步优选地4.75至6.5重量％、进一步优选地5至6重量％的范围。sio2的份额可以例如为至少2重量％、至少4重量％、至少4.5重量％、至少4.75重量％或至少5重量％。sio2的份额可以例如为至多10重量％、至多9重量％、至多7重量％、至多6.5重量％或至多6重量％。
37.已经证明b2o3特别适合实现低的熔融温度。但是，尤其是由于其对熔融罐材料的腐蚀性，b2o3的含量受到限制。本发明的玻璃包含2至10重量％、优选地3至9重量％、进一步优选地4至8.5重量％、进一步优选地5至8重量％、进一步优选地5.25至6.5重量％的b2o3。b2o3的份额可以例如为至少2重量％、至少3重量％、至少4重量％、至少5重量％或至少5.25重量％。b2o3的份额可以例如为至多10重量％、至多9重量％、至多8.5重量％、至多8重量％或至多6.5重量％。
38.当sio2和b2o3的重量份额之和非常高时，则这会负面地影响折射率。另一方面，需要sio2和b2o3作为网络形成剂，使得份额也不应太低。sio2和b2o3的重量份额之和优选地为6至16重量％、进一步优选地7至15重量％、进一步优选地8至14重量％、进一步优选地9至13重量％。sio2和b2o3的重量份额之和可以例如为至少6重量％、至少7重量％、至少8重量％或至少9重量％。sio2和b2o3的重量份额之和可以例如为至多16重量％、至多15重量％、至多14重量％或至多13重量％。
39.在一些实施例中，sio2的重量份额高于b2o3的重量份额，因为与b2o3相反，sio2不会侵蚀耐火材料。但是，b2o3对熔融行为是更有利的。因此，优选地，sio2和b2o3以相当的份额存在。sio2的份额与b2o3的份额的重量比优选地在0.45:1至1.45:1、进一步优选地0.55:1至1.35:1、进一步优选地0.65:1至1.25:1的范围。在特别优选的实施例中，b2o3的份额至少与sio2的份额一样高。sio2的份额与b2o3的份额的重量比可以有利地用于适当调节熔体的熔融温度和腐蚀性。sio2的份额与b2o3的份额的重量比可以例如为至少0.45:1、至少0.55:1或至少0.65:1。sio2的份额与b2o3的份额的重量比可以例如为至多1.45:1、至多1.35:1或至多1.25:1。在一些实施例中，sio2的份额与b2o3的份额的重量比为至少1:1或高于1:1、例如至少1.01:1、至少1.02:1、至少1.03:1或至少1.04:1。
40.根据本发明的玻璃中la2o3、nb2o5、tio2和zro2的份额之和为至少76.5重量％。优选地，la2o3、nb2o5、tio2和zro2的份额之和在76.5重量％至85重量％、进一步优选地77重量％至84重量％、进一步优选地78重量％至83重量％、进一步优选地79重量％至82.5重量％的范围。特别优选地，根据本发明的玻璃中la2o3、nb2o5、tio2和zro2的份额之和甚至为至少80重量％。这些成分高的份额有利于实现特别高的折射率。但也可能的是，结晶趋势增加，使得可能有利的是限制含量。la2o3、nb2o5、tio2和zro2的份额之和可以例如为至少76.5重量％、至少77重量％、至少78重量％或至少79重量％。la2o3、nb2o5、tio2和zro2的份额之和可以例如为至多85重量％、至多84重量％、至多83重量％或至多82.5重量％。
41.la2o3、nb2o5、tio2和zro2的份额之和与sio2和b2o3的份额之和的重量比优选地在
6.25:1至8.35:1、进一步优选地6.75:1至7.85:1、进一步优选地6.95:1至7.65:1、进一步优选地7.05:1至7.55:1、进一步优选地7.15:1至7.45:1的范围。la2o3、nb2o5、tio2和zro2的份额之和与sio2和b2o3的份额之和的重量比可以例如为至少6.25:1、至少6.75:1、至少6.95:1、至少7.05:1或至少7.15:1。la2o3、nb2o5、tio2和zro2的份额之和与sio2和b2o3的份额之和的重量比可以例如为至多8.35:1、至多7.85:1、至多7.65:1、至多7.55:1或至多7.45:1。
42.根据本发明的玻璃的主要成分之一是la2o3，份额为40至55％重量％。la2o3与sio2和b2o3一起形成致密的玻璃网络，tio2嵌入其中。la2o3是稳定的且对氧化还原不敏感，并且在价格和可获得性方面也比gd2o3和nb2o5更有利。优选地，la2o3的份额在44至50重量％、进一步优选地45至49重量％的范围。当la2o3的份额相对于其他高折射成分不利地增加时，则这对折射率产生负面影响。此外，在la2o3的份额非常高的情况下，结晶趋势也会增加。la2o3的份额可以例如为至少40重量％、至少44重量％或至少45重量％。la2o3的份额可以例如为至多55重量％、至多50重量％或至多49重量％。
43.优选地，本发明的玻璃的sio2和b2o3的份额之和与la2o3的份额的重量比在0.10:1至0.40:1、进一步优选地0.15:1至0.35:1、进一步优选地0.16:1至0.32:1、进一步优选地0.18:1至0.28:1、进一步优选地0.20:1至0.26:1、进一步优选地0.21:1至0.25:1的范围。sio2和b2o3的份额之和与la2o3的份额的重量比可以例如为至少0.10:1、至少0.15:1、至少0.16:1、至少0.18:1、至少0.20:1或至少0.21:1。sio2和b2o3的份额之和与la2o3的份额的重量比可以例如为至多0.40:1、至多0.35:1、至多0.32:1、至多0.28:1、至多0.26:1或最多0.25:1。
44.除对折射率有很大影响外，nb2o5还对玻璃密度有积极影响。通过该成分可以降低密度。但它呈现出氧损耗和形成较低氧化态的倾向，因此导致更强烈的着色。本发明的玻璃包含6至14重量％、优选地8至12重量％、进一步优选地10至12重量％的nb2o5。nb2o5的份额可以例如为至少6重量％、至少8重量％或至少10重量％。nb2o5的份额可以例如为至多14重量％、至多13重量％或至多12重量％。
45.la2o3和nb2o5的份额之和优选地在48至67重量％、进一步优选地50至65重量％、进一步优选地52.5至62.5重量％、进一步优选地55至60重量％的范围。优选地，la2o3和nb2o5的份额之和为至少48重量％、至少50重量％、至少52.5重量％、至少55重量％或特别优选地至少57.5重量％。la2o3和nb2o5的份额之和可以例如为至多67重量％、至多65重量％、至多62.5重量％或至多60重量％。
46.本发明的玻璃包含8至18.5重量％、优选地9至18重量％、进一步优选地12至17重量％、进一步优选地14.5至16.5重量％的tio2。tio2对高折射率有显著的贡献，并且它还有助于保持相对低的密度。但是限制tio2的份额是有利的，因为作为成核剂它可能有助于晶体生长，使得热后处理、例如压制复杂。在一些实施例中，tio2的份额为至多18.5重量％、至多18重量％、至多17重量％或至多16.5重量％。tio2的份额可以例如为至少8重量％、至少9重量％、至少12重量％或至少14.5重量％。
47.与tio2相反，zro2没有呈现出任何形成较低的着色氧化态的倾向。但是，它的熔融性和zro2熔融的速度都是有限的。较高的zro2的份额是不利的，因为完全熔解需要更高的温度，这进而对透射率有负面影响。此外，zro2的纯度不是很高(特别是含fe杂质)。因此，zro2含量的上限受到限制。根据本发明的玻璃中zro2的份额为5至11重量％、优选地6至8重
量％、进一步优选地6.25至7.5重量％。zro2的份额的限制也有利于限制潜在的晶体生长。在一些实施例中，zro2的份额为至少5重量％、至少55重量％、至少6重量％、至少6.25重量％或至少6.5重量％。zro2的份额可以例如为至多11重量％、至多8重量％、至多7.5重量％、至多7重量％或至多6.75重量％。
48.tio2和zro2对高折射率有显著贡献，其中，特别是tio2也对相对低的密度有贡献。但是，另一方面，tio2和zro2的份额也不应该太高，特别是考虑到熔解性、成核和结晶。tio2和zro2的份额之和优选地在15至30重量％、进一步优选地17.5至27.5重量％、进一步优选地20至25重量％的范围。在一些实施例中，tio2和zro2的份额之和为至少15重量％、至少17.5重量％、至少20重量％、至少21重量％、至少22重量％或甚至至少22.7重量％。tio2和zro2的份额之和可以例如为至多30重量％、至多27.5重量％或至多25重量％。
49.由于结晶倾向，玻璃中tio2可能的份额受到限制。此外，tio2在蓝色波长范围也有吸收，即使是ti(iv)，而nb(v)在uv中有吸收。但是，与还原的tio2相比，还原的nb2o5导致在可见光范围明显更多的吸收。与此相反，la2o3是稳定的并且对氧化还原不敏感。据此，一方面，有利的是限制tio2的份额的上限，使得在完全氧化成分的情况下玻璃的uv吸收不会偏移太多而进入可见光范围，但另一方面，利用tio2对高nd和低密度的贡献。la2o3和nb2o5也有助于高折射率，它们稳定网络并保持—只要它们保持氧化—uv透射率在更大的范围。据此，已经证明有利的是以目标方式调节zro2、la2o3和nb2o5的份额之和与tio2的份额的重量比，特别是限制其下限。本发明的玻璃的la2o3、nb2o5和zro2的份额之和与tio2的份额的重量比为至少3.85:1。优选地，la2o3、nb2o5和zro2的份额之和与tio2的份额的重量比在3.85:1至5.25:1、进一步优选地3.90:1至5.00:1、进一步优选地3.95:1至4.75:1、例如3.96:1至4.50:1、3.97:1至4.40:1、3.98:1至4.35:1或3.99:1至4.30:1的范围。在一些实施例中，la2o3、nb2o5和zro2的份额之和与tio2的份额的重量比为至少3.85:1、至少3.90:1、至少3.95:1、至少3.96:1、至少3.97:1、至少3.98:1、至少3.99:1或至少4.00:1。la2o3、nb2o5和zro2的份额之和与tio2的份额的重量比可以例如为至多5.25:1、至多5.00:1、至多4.75:1、至多4.50:1、至多4.40:1、至多4.35:1、至多4.30:1、至多4.25:1、至多4.20:1或至多4.15:1。
50.优选地，la2o3和nb2o5的份额之和与tio2的份额的重量比为至少3.15:1、至少3.25:1、至少3.35:1、至少3.46:1、特别优选地至少3.50:1、至少3.56:1或至少3.60:1。优选地，la2o3和nb2o5的份额之和与tio2的份额的重量比在3.15:1至4.25:1、进一步优选地3.25:1至4.15:1、进一步优选地3.35:1至4.05:1、进一步优选地3.46:1至3.94:1、进一步优选地3.50:1至3.90:1、进一步优选地3.56:1至3.84:1、进一步优选地3.60:1至3.80:1的范围。la2o3和nb2o5的份额之和与tio2的份额的重量比可以例如为至多4.25:1、至多4.15:1、至多4.05:1、至多3.94:1、至多3.90:1、至多3.84:1或至多3.80:1。
51.由上述关于颜色、nd贡献、密度贡献和结晶的考虑，也有利的是以目标方式调整tio2和nb2o5的份额之比。因此，特别有可能的是选择成分如此稳定，使得仅通过增加/减少sio2就能可变地调整折射能力的范围。tio2的份额与nb2o5的份额的重量比优选地在1.05:1至1.75:1、进一步优选地1.15:1至1.65:1、进一步优选地1.25:1至1.55:1的范围。tio2的份额与nb2o5的份额的重量比可以例如为至少1.05:1、至少1.15:1或至少1.25:1。tio2的份额与nb2o5的份额的重量比可以例如为至多1.75:1、至多1.65:1或至多1.55:1。
52.优选地，la2o3和nb2o5的份额之和与tio2和zro2的份额之和的重量比在2.15:1到3.05:1、进一步优选地2.25:1到2.95:1、进一步优选地2.35:1至2.85:1、进一步优选地2.45:1至2.75:1、进一步优选地2.55:1至2.65:1的范围。特别地，la2o3和nb2o5的份额之和与tio2和zro2的份额之和的重量比优选地为至少2.15:1、至少2.25:1、进一步优选地至少2.35:1、进一步优选地至少2.45:1、进一步优选地至少2.53:1、进一步优选地至少2.55:1。la2o3和nb2o5的份额之和与tio2和zro2的份额之和的重量比可以例如为至多3.05:1、至多2.95:1、至多2.85:1、至多2.75:1或至多2.65:1。
53.nb2o5和zro2的份额之和优选地在12至24重量％、进一步优选地14至22重量％、进一步优选地16至20重量％的范围。特别地，有利的是限制nb2o5和zro2的份额之和的上限，因为特别难熔的成分zro2较高的份额与nb2o5的高份额可能特别成问题。因为nb2o5尤其是在界面区域上结晶，例如zro2晶种，因此，在再压制、骤降(slumping)或后冷却的情况下，在体积中非常大的晶体可能以不受控制的方式生长，并且铸件产品甚至可能破裂。还存在这样的风险，即在骤降期间以及在最坏的情况下冷却形成厚的结晶层，其仅能以非常高的难度去除而无裂纹。nb2o5和zro2的份额之和可以例如为至少12重量％、至少14重量％或至少16重量％。nb2o5和zro2的份额之和可以例如为至多24重量％、至多22重量％或至多20重量％。
54.因此，本发明的玻璃组合物基于大多数不同的、部分相反的效果的平衡。当非着色成分的份额增加得太多时，则可能对玻璃的稳定性有负面影响。此外，优选地，tio2和nb2o5的份额非常高，其中，由于结晶过程，在此也必须小心。tio2更便宜并且对折射率有更积极的影响，但就uv吸收而言是不利的。因此，这进一步导致以下描述的和以及比例，它们导致特别有利的玻璃。
55.tio2和zro2的份额之和与nb2o5和zro2的份额之和的重量比优选地在1.05:1至1.45:1、进一步优选地1.10:1至1.40:1、进一步优选地1.15:1至1.35:1、进一步优选地1.20:1至1.30:1的范围。tio2和zro2的份额之和与nb2o5和zro2的份额之和的重量比可以例如为至少1.05:1、至少1.10:1、至少1.15:1或至少1.20:1。tio2和zro2的份额之和与nb2o5和zro2的份额之和的重量比可以例如为至多1.45:1、至多1.40:1、至多1.35:1或至多1.30:1。
56.优选地，nb2o5和zro2的重量份额之和高于tio2的重量份额。特别优选地，nb2o5和zro2的份额之和与tio2的份额的重量比在1.05:1至1.25:1的范围。优选地，nb2o5和zro2的份额之和与tio2的份额的重量比高于1.10:1、例如为1.11:1至1.20:1。nb2o5和zro2的份额之和与tio2的份额的重量比可以例如为至少1.05:1、高于1.10:1或至少1.11:1。nb2o5和zro2的份额之和与tio2的份额的重量比可以例如为至多1.25:1或至多1.20:1。
57.la2o3、nb2o5和zro2的份额之和优选地在55至75重量％、进一步优选地57.5至72.5重量％、进一步优选地60至70重量％的范围。在一些实施例中，la2o3、nb2o5和zro2的份额之和为至少55重量％、至少57.5重量％、至少60重量％或甚至至少62.0重量％或至少64.0重量％。la2o3、nb2o5和zro2的份额之和可以例如为至多75重量％、至多72.5重量％或至多70重量％。
58.优选地，tio2的份额与zro2的份额的重量比为至多3.00:1、进一步优选地至多2.80:1、进一步优选地至多2.65:1、例如至多2.60:1、至多2.55:1、至多2.50:1、至多2.45:1或至多2.40:1。优选地，tio2的份额与zro2的份额的重量比在1.10:1至3.00:1、进一步优选地1.30:1至2.80:1、进一步优选地1.50:1至2.65:1、进一步优选地1.70:1至2.60:1、进一步
优选地1.80:1至2.55:1、进一步优选地1.90:1至2.50:1、例如2.00:1至2.45:1或2.10:1至2.40:1的范围。tio2的份额与zro2的份额的重量比可以例如为至少1.10:1、至少1.30:1、至少1.50:1、至少1.70:1、至少1.80:1或至少1.90:1、特别是至少2.00:1、至少2.10:1、至少2.20:1或至少2.30:1。
59.本发明的玻璃包含4至11重量％、优选地4.5至9重量％、进一步优选地4.75至8.5重量％、例如5至8重量％的gd2o3。非常高的gd2o3的份额可能负面影响玻璃的稳定性。gd2o3的份额可以例如为至少4重量％、至少4.5重量％、至少4.75重量％或至少5重量％。gd2o3的份额可以例如为至多11重量％、至多10.5重量％、至多10重量％、至多9.5重量％、至多9重量％、至多8.5重量％、至多8重量％、至多7.5重量％、至多7重量％、至多6.5重量％或至多6重量％。
60.本发明的玻璃可包含y2o3。优选地，y2o3的份额在0至5重量％、例如0.1至2重量％、0.2至1重量％或0.4至0.8重量％的范围。一些实施例不含y2o3。高的y2o3的份额可能对玻璃的稳定性有负面影响。一些实施例包含至多5重量％、至多2重量％、至多1重量％、至多0.8重量％、至多0.7重量％、至多0.6重量％、至多0.5重量％、至多0.2重量％或至多0.1重量％的y2o3。
61.本发明的玻璃可包含bao。一方面，bao可以稳定高的tio2的份额，然而，另一方面，它可能对折射率有负面影响。优选地，bao的份额在0至10重量％、例如1至8重量％、2至6重量％或3至5重量％的范围。一些实施例不含bao。bao的份额可以例如为至少0.5重量％、至少1重量％、大于1.0重量％、至少1.1重量％、至少1.2重量％、至少1.3重量％、至少1.4重量％、至少1.5重量％、至少1.6重量％、至少1.7重量％、至少1.8重量％、至少1.9重量％、至少2重量％、至少2.1重量％、至少2.2重量％、至少2.3重量％、至少2.4重量％、至少2.5重量％、至少2.6重量％、至少2.7重量％、至少2.8重量％、至少2.9重量％或至少重量3％。bao的份额可以例如为至多10重量％、至多8重量％、至多7重量％、至多6重量％或至多5重量％。
62.tio2的份额与bao的份额的重量比可以例如在1.0:1至25:1、1.5:1至20:1、2.0:1至15:1、2.5:1至10:1、3.0:1至7.5:1、3.5:1至6.0:1或4.0:1至5.0:1的范围。tio2的份额与bao的份额的重量比可以例如为至少1.0:1、至少1.5:1、至少2.0:1、至少2.5:1、至少3.0:1、至少3.5:1或至少4.0:1。tio2的份额与bao的份额的重量比可以例如为至多25:1、至多20:1、至多15:1、至多10:1、至多7.5:1、至多6.0:1或至多5.0:1。
63.本发明的玻璃可包含hfo2，特别是用于增加折射率。优选地，hfo2的份额在0至1重量％、例如0.1至0.5重量％或0.15至0.25重量％的范围。低的hfo2的份额通常不会导致问题。然而，一些实施例不含hfo2。hfo2的份额可以例如为至多1重量％、至多0.5重量％、至多0.25重量％、至多0.2重量％、至多0.15重量％或至多0.1重量％。hfo2的份额可以例如为至少0.05重量％、至少0.10重量％或至少0.15重量％。
64.本发明的玻璃可包含碱金属氧化物、特别是li2o。然而，优选地，玻璃不含碱金属氧化物。优选地，li2o的份额在0至0.5重量％、例如0.05至0.2重量％的范围。众所周知li2o对陶瓷罐和坩埚材料具有腐蚀性，因此，在可能的情况下，不使用或仅少量使用。优选地，玻璃不含li2o。li2o的份额可以例如为至多0.5重量％、至多0.2重量％或至多0.1重量％。
65.在一实施例中，玻璃由至少95.0重量％、特别是至少98.0重量％或至少99.0重
量％的成分sio2、b2o3、la2o3、gd2o3、nb2o5、tio2和zro2组成或由成分sio2、b2o3、la2o3、gd2o3、nb2o5、tio2、zro2和bao组成。在一实施例中，玻璃基本上完全由成分sio2、b2o3、la2o3、gd2o3、nb2o5、tio2、zro2和hfo2组成或由成分sio2、b2o3、la2o3、gd2o3、nb2o5、tio2、zro2和bao组成。
66.优选地，本发明的玻璃不含一种或多种选自mgo、cao、sro和zno的成分。特别优选地，玻璃不含mgo、cao、sro和zno。这些成分降低折射能力并使玻璃不稳定。这同样适用于al2o3。因此，优选地，玻璃不含al2o3。
67.优选地，玻璃不含一种或多种成分wo3、ta2o5和/或geo2。特别优选地，玻璃不含wo3、ta2o5和/或geo2。当存在这些成分时，批次成本显著增加。
68.可以用传统的澄清剂澄清玻璃的熔体。但是，由于玻璃尤其可以在低于1300℃的温度熔融并且由于其低的粘度，也可以在相当温和的温度进行澄清过程，为了有利于uv透射率，例如可以减少sb2o3、as2o3和/或sno2的含量(例如，减少至《0.1重量％)或者可以省略(纯物理澄清)。sb2o3、as2o3和sno2可用作澄清剂。它们仅以低的量使用。特别是砷和锑由于危害健康而备受争议。无需化学澄清剂即可澄清玻璃。任选地，玻璃可包含一种或多种以重量％计的具有澄清效果的以下成分：sb2o30.0至0.5as2o30.0至0.5sno20.0至0.5
69.通过sno2澄清需要相对高的温度。因此，优选地，省略sno2。优选地，本发明的玻璃不含sno2。
70.尚未证明sb2o3对澄清非常有效，而玻璃中sb的吸收可能会使uv边缘恶化。因此，优选地，省略sb2o3。优选地，本发明的玻璃不含sb2o3。
71.特别是由于危害健康，可以省略as2o3。优选地，本发明的玻璃不含as2o3。
72.在本发明的实施例中，硫酸盐可用作澄清剂。然而，硫酸盐原料通常包含铁，其可能导致透射率恶化。因此，优选地，省略硫酸盐原料。优选地，本发明的玻璃不含硫酸盐。
73.此外，as2o3和硫酸盐都无助于抵抗n2气泡。当出现n2气泡时，为了避免则可以使用例如保护气体、特别优选地co2或氩气的氛围，以使n2不接近熔体表面。
74.本发明的玻璃优选地不含吸收性成分、特别是不含在可见光范围吸收的组分。特别优选地，本发明的玻璃不含fe2o3。
75.优选地，玻璃不含磷酸盐(p2o5)，因为在相当大的程度上其使熔体成为还原性，因此显著增加了熔体的需氧量。
76.优选地，玻璃基本上不含一种或多种、特别优选地所有选自铅、铋、镉、镍、铂、砷和锑的成分。
77.当在本说明书中提到玻璃不含成分或不包含某种成分时，这意味着对于该成分，至多允许其作为杂质存在于玻璃中。这意味着其没有大量添加。根据本发明，不显著的量是小于200ppm、优选地小于100ppm、优选地小于50ppm并且最优选地小于10ppm(m/m)的量。
78.优选地，铂的份额特别低，因为铂显著降低玻璃的透射率。优选地，铂的份额低于5ppm、进一步优选地低于3ppm、进一步优选地低于1ppm、进一步优选地低于50ppb、进一步优选地低于20ppb(m/m)。
79.一方面，本发明涉及一种玻璃制品，其包含所述玻璃或由其组成。玻璃制品可具有
不同的形式。任选地，制品具有以下形式-用于眼镜的玻璃、特别是晶片堆叠，-晶片，特别是具有5.0cm至40.0cm的最大直径，-透镜、特别是球面透镜、棱镜或非球面透镜(asphere)，和/或-光波导、特别是纤维或板。
80.另一方面，本发明涉及本文所述的玻璃或玻璃制品在ar眼镜、晶片级光学器件、光学晶片应用或典型光学器件中的用途。替代地或另外地，本文所述的玻璃或本文所述的玻璃制品可用作晶片、透镜、球面透镜或光波导。
81.本发明还涉及一种用于生产根据本发明的玻璃或玻璃制品的方法。该方法包括以下步骤：-熔融玻璃原料，-任选地由玻璃熔体形成玻璃制品，-冷却玻璃。
82.由于根据本发明的玻璃组合物，玻璃原料的熔融可以在相对低的熔融温度进行。相对低的熔融温度是有利的，因为通过其批料的氧含量不会降低得太多，否则可能导致铌引起的棕色着色或还原钛引起的更强的黄色着色。优选地，玻璃原料的熔融在低于1400℃、进一步优选地低于1350℃、进一步优选地低于1300℃的熔融温度进行。
83.本发明的生产方法还可包括澄清步骤。优选地，澄清温度也相对较低，特别是低于1550℃、进一步优选地低于1450℃、进一步优选地低于1400℃。优选的是纯物理澄清过程，因此不添加澄清剂。
84.优选地，省略o2鼓泡和o2通过。由于优选地低的工艺温度，而且没有加入o2，熔体保留足够的o2以保持uv边缘所需的例如nb(v)或ti(iv)的最高氧化态，无需添加进入玻璃的pt。
85.玻璃的冷却优选地以1k/h至20k/h、进一步优选地1.15k/h至15k/h、进一步优选地1.3k/h至10k/h的冷却速率进行。低的冷却速率特别有利于减少或避免应力。玻璃可以例如以至少1k/h、至少1.15k/h或至少1.3k/h的冷却速率进行冷却。玻璃可以例如以至多20k/h、至多15k/h或至多10k/h的冷却速率进行冷却。
具体实施方式
86.将下表中以重量％表示的示例组合物熔融，并检测它们的性质。玻璃以10k/h的冷却速率进行冷却。
87.表1
88.表2
89.表3
90.表1示出了根据本发明的示例玻璃3至6和9以及非根据本发明的对比例1、2、7和8。在对比例1、2和8的情况下，成分la2o3、nb2o5、tio2和zro2的份额之和是低的。这些对比例具有低的折射率。在对比例7的情况下，zro2、la2o3和nb2o5的份额之和与tio2的份额的重量比是低的。对比例7在420nm和460nm处具有相对低的内部透射率。
91.表2示出了根据本发明的示例玻璃10和12以及15至17。玻璃13和14是非根据本发明的对比例，具有低的成分la2o3、nb2o5、tio2、zro2的份额之和以及低的折射率。在对比例11的情况下，zro2、la2o3和nb2o5的份额之和与tio2的份额的重量比是低的。
92.表3示出了根据本发明的示例玻璃18至23以及25和26。玻璃24是非根据本发明的对比例，具有低的成分la2o3、nb2o5、tio2、zro2的份额之和以及低的折射率。在对比例24的情况下，zro2、la2o3和nb2o5的份额之和与tio2的份额的重量比也是低的。
93.表1至表3所示的玻璃的玻璃化转变温度tg在724℃至754℃的范围。
94.示例性地通过上述玻璃7至9和11，在下表4示出了其他特征性的玻璃性质。
95.表4表4
96.在表5示出了其他示例玻璃组合物(重量％)以及性质。