于碱土金属氧化物，加入玻璃中可以调节玻璃折射率和色散， 同时可以平衡玻璃组分，使玻璃趋于稳定。对于本发明来说，在折射率达到要求的同时，耐 候性是最为关键的指标。经本发明人多次试验发现，碱土金属氧化物对于玻璃的耐候性的 影响总体来说负面的。但是，就以上四种氧化物来说，CaO对耐候性的损害最小，加入玻璃中 可以提升玻璃的折射率，保持玻璃组分平衡，其限定添加量为7-15 %，优选为8-14%。BaO 作用和CaO类似，可以部分替代CaO,但其对耐候性的损害较CaO大许多，因此其含量限定为 0-4%，优选为不添加。SrO的含量限定为0-4,优选为不添加。MgO的含量限定为0-2%，优 选为不添加。
[0032] 按照玻璃形成规律理论来说，碱金属氧化物对玻璃耐候性的破坏性按 K20>Na20>Li20的能力排列。如在SiO 2-R2O双组分玻璃中，K2O对玻璃耐水性的破坏是Li2O 的100倍，是Na2O的3倍。但是，以上规律都是在SiO2-R2O双组分玻璃中试验得出的结果， 而通常的实用玻璃都是多组分的。在多组分玻璃系统中，多种碱金属氧化物加入到玻璃组 分中，会产生复杂的"协同作用"效应，玻璃的性能并不会按单一碱金属的加入产生线性变 化。这种多种碱金属氧化物加入玻璃中玻璃性能不发生线性变化称为"混合碱效应"，比如 玻璃的耐候性，几种碱金属氧化物混合加入玻璃组分中比加入单一的碱金属氧化物对耐候 性的提升有利，但同时也有一定的限度，并不是越多越好，也不是越少越好。利用"混合碱效 应"需要根据玻璃组成来进行试验与调整，找到最佳的碱金属氧化物组合范围。
[0033] Na2O的含量若低于2%，玻璃高温粘度达不到设计目标；若高于8%，玻璃耐候性 将显著下降。因此，其含量限定为2-8%。Na2O在此含量限制下能实现显著的"混合碱效 应"，提升玻璃耐候性，其优选含量为2. 5-7%。
[0034] K2O对玻璃耐候性破坏较大，因此其含量不能高于5%。但为了实现"混合碱效应"， 提升玻璃耐候性，其含量不能低于〇. 5 %，优选为1-4 %。
[0035] Li2O破坏玻璃网络的能力最强，降低玻璃高温粘度的能力最为显著。若Li 2O的 含量低于1%，降低高温粘度的作用不显著，同时其场强较大，对周围离子的集聚能力最强； 但如果加入量高于2%时，会降低玻璃的抗析晶性能，同时会带来产生铂金夹杂物的风险， 因此，其含量限定为0-4%，优选为0-1. 9%，更优选不添加。
[0036] 进一步的，Na20、K20、Li2O都属于碱金属氧化物，其共同点在于可以破坏玻璃中的 Si-O健，打断玻璃网络，降低玻璃的高温粘度，但加入量过大，会显著损害玻璃的耐候性。因 此，在本发明中，限定Na2CHK2CHLi2O总含量不超过14%，优选为不超过12%。
[0037] Sb2O3是一种澄清剂，添加到玻璃中使气泡消除变得更加容易。在本发明中其含量 限定为〇-〇. 8 %，优选为0-0. 5 %。
[0038] 下面将描述本发明的光学玻璃的性能：
[0039] 折射率与阿贝数按照《GB/T 7962. 1 - 2010无色光学玻璃测试方法折射率和色散 系数》测试。
[0040] 高温粘度使用高温粘度计测量，数值单位为dPas，其数值越小，表示粘度越小。
[0041] 400nm光谱内透过率，以下简称τ 400nm，按照GB/T7962. 12-2010规定方法测量。
[0042] 玻璃耐候性按以下描述方法测试，将抛光的玻璃样品采用球形浊度计测试浊度， 记录后放入水汽饱和的环境试验箱中，温度在40-50°C之间交替变化，这就在玻璃表面产生 了潮湿凝结和后续干燥的周期性变化，测试时间为300小时。再采用球形浊度计测试样品 测试后的浊度，其浊度差用Λ H表示。
[0043] Tg温度和膨胀系数采用GB/T7962. 16-2010规定方法测量。
[0044] 经过测试，本发明的光学玻璃具有以下性能：折射率在1. 54-1. 62之间，阿贝数在 50-65之间；耐候性按上文表述条件测试300小时，浊度差Λ H不超过1 %; 1300°C时粘度不 超过150(^38;1400°〇时粘度不超过100(^38;40011111处内透过率1 40011111大于98.5%;丁8温度低于590°C ;100-300°C区间的膨胀系数低于100XKTVK。
[0045] 实施例
[0046] 为了进一步了解本发明的技术方案，现在将描述本发明光学玻璃的实施例。应该 注意到，这些实施例没有限制本发明的范围。
[0047] 表1、2中显示的光学玻璃（实施例1-20)是通过按照表1、2所示各个实施例的比 值称重并混合光学玻璃用普通原料（如氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐等），将混合原料 放置在铂金坩埚中，在1300-1450°C温度下融化2. 5-4小时，并且经澄清、搅拌和均化后，得 到没有气泡及不含未溶解物质的均质熔融玻璃，将此熔融玻璃在模具内铸型并退火而成。
[0048] 本发明实施例1-20的组成、折射率（nd)、阿贝数（vd)、400nm内透过率 (τ 400nm)、转变温度（Tg)、100-300°C区间的膨胀系数（α )、300小时耐候性浊度差Λ H、 1300°C粘度以Dl表示（单位为dPas)、1400°C粘度以D2表示（单位为dPas)、Na20+K 20+Li20 的含量以A表不，所有数据一起在表1、2中表不，表中各个组分的含量是以摩尔％表不的。
[0049] 表 1
[0050]
[0052] 表 2
[0053]
【主权项】
1. 光学玻璃，其特征在于，其摩尔百分比含量包括：SiO 2 50-65%、B2O3 2-20%、ZnO 6-20%、ZrO2 0.3-5 %'Al2O3 1-5%、CaO 7-15%、Na2O 2-8%、K2O 0.5-5%。2. 如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，还包括：La2O3 0-4%、TiO2 0-4%、BaO 0- 4%、SrO 0-4%、MgO 0-2%、Li2O 0-4%、Sb2O3 0-0.8%。3. 如权利要求2所述的光学玻璃，其特征在于，Na 20+K20+Li20的总含量不超过14%。4. 如权利要求2所述的光学玻璃，其特征在于，Na 20+K20+Li20的总含量不超过12%。5. 如权利要求2所述的光学玻璃，其特征在于，其中，La2O3 0-3%和/或Li2O 0-1.9% 和 / 或 Sb2O3 0-0? 5%。6. 如权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，其中，SiO 2 52-63%。7. 如权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，其中，B 203 3-18%。8. 如权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，其中，ZnO 7-18%。9. 如权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，其中，ZrO 2 0. 5-4%。10. 如权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，其中，Al 203 1. 5-4. 5%。11. 如权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，其中，CaO 8-14%。12. 如权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，其中，Na2O 2. 5-7 %和/或K2O 1- 4% 〇13. 如权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，所述玻璃400nm处内透过率大于 98. 5% ;玻璃折射率为1. 54-1. 62 ;阿贝数为50-65 ;耐候性浊度增加不超过1% ;Tg温度低 于590°C;100-300°C区间的膨胀系数低于IOOXKTVK ;1300°C粘度不超过150dPas ;1400°C 粘度不超过IOOdPas。
【专利摘要】本发明提供一种折射率为1.54-1.62、阿贝数为50-65的高耐候性的光学玻璃，其高温粘度低，适用于非球面精密压型。光学玻璃，其摩尔百分比含量包括：SiO250-65％、B2O32-20％、ZnO 6-20％、ZrO20.3-5％、Al2O31-5％、CaO 7-15％、Na2O 2-8％、K2O 0.5-5％。本发明通过合理配比各组分的含量，使本发明的玻璃耐候性较好，其在熔炼过程中最高温度不超过1450℃，高温粘度低，生产难度低，生产效率高，降低了生产能耗，降低了铂金消耗，同时有利于提高玻璃的透过率；玻璃转变温度低于590℃，适用于非球面精密压型。
【IPC分类】C03C3/095, C03C3/093
【公开号】CN104961331
【申请号】CN201510351752
【发明人】毛露路, 匡波
【申请人】成都光明光电股份有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月24日