一种适用于精密模压的高折射率低色散光学玻璃的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光学玻璃材料技术领域，尤其设及一种适用于精密模压的高折射率低 色散光学玻璃。
【背景技术】
[0002] 一直W来，在成像电子产品市场，光学技术领域广泛发展。光学成像产品如照相 机、手机的摄像头、安防摄像产品等等，其高的成像质量及外观的轻薄越来越受大众关注和 追捧。为了实现高品质的成像质量，光学设计者在选择光学玻璃的过程中，对玻璃的光学性 能要求更多，具有特殊光学常数的光学玻璃的需求量不断增多。为了提高成像质量，玻璃透 镜的加工形状也趋向非球面发展。非球面玻璃镜头不仅可W让镜头趋向小型化，轻薄化，并 且其特殊的形状可W更好的消除色差和像差，提高成像效果同时也替代多片球面玻璃组合 的镜头。运种发展趋势促进了高折射率低色散的光学玻璃的研究。
[0003]目前有关运类光学玻璃的研究也有很多，光学常数的范围各不相同，传统的光学 玻璃含有许多非环保的化学成分如化0、As2〇3和CdO,其中PbO有助于提高玻璃的折射率， As2〇3是很好的玻璃澄清剂，而CdO可W改良玻璃化学稳定性，然而运些氧化物在玻璃烙制 W及制得的光学元件使用过程中对环境负荷很大。因此，玻璃成分中只有不含运些对环境 负荷较大的化合物才算是环保绿色的光学玻璃产品。
[0004] 专利CN104692653A中所述的玻璃应用于光学元件，但该玻璃的转变溫度为700°C 左右，转变溫度高，不适合玻璃的精密成型，其产品中Ti〇2的加入量过多，虽然对TiO2提 高折射率有效，但Ti4+会引起紫外吸收而导致透过率光谱向波长长的方向移动，因此其 410nm W下的透过率不到80%。专利CN104803600A中，为了得到更高的玻璃折射率，弓I 入质量百分数超过20%的Gd2〇3,并含有高价的稀±氧化物TazOy虽然该玻璃具有高的折 射率，但是成本过高，不利于提高市场竞争优势，玻璃的转变溫度过高也无法适用于精密成 型。专利CN103755137A中公开了一种光学玻璃，折射率为1. 87《1. 89,阿贝数为 38. 5《Vd《42,但是配方中含有种类较多的碱金属和碱±金属，会影响玻璃的化学稳定 性，而一般引入碱金属和碱±金属的化合物纯度不高，杂质含量也会因此提高，并且配方中 含有价格昂贵的Taz化和Gd2〇3,不利于降低玻璃的成本。
【发明内容】
[0005] 针对W上技术问题，本发明公开了一种适用于精密模压的高折射率低色散光学玻 璃，成分环保，具有折射率高，色散小，密度低的特点，符合高成像质量透镜对光学玻璃的 要求，并且转变溫度为57(TC W下，有利于玻璃的精密加工成型；且具有很好的耐化学稳定 性，成本低。
[0006] 对此，本发明采用的技术方案为：
[0007] 一种适用于精密模压的高折射率低色散光学玻璃，其包含的组分及其摩尔百分比 为：Si〇26%~20%，B20325%~36%，Ba(N〇3)2 3%~8%，La2〇315%~24%，胞2〇3%~ 8%，佩2〇56~10%，Al2〇34%~9%，ZnO5 ~12%。
[0008] 采用此技术方案，不含有任何对环境造成污染的成分，如化、Cd等；且玻璃成分中 不含Ta2〇e和Gd2〇3等高价的稀±氧化物，在降低成本的前提下，同样制得出性能优良的光学 玻璃，克服了现有玻璃制造行业必须要加入Ta2〇e和Gd2〇3等高价的稀上氧化物才能达到的 优良性能的传统想法。通过改善配方，使得各组分之间发挥协同作用，降低了玻璃的转变溫 度，并且还使得玻璃仍然保持高折射率、色散小、密度低的特点，使其符合高成像质量透镜 对光学玻璃的要求，尤其适用于非球面加工成型的光学玻璃。其中，低的转变溫度有利于非 球面加工成型，因为加热溫度低，玻璃与模具不容易发生化学反应，并且容易脱模。
[0009] 作为本发明的进一步改进，所述的适用于精密模压的高折射率低色散光学玻璃， 包含的组分及其摩尔百分比为：Si〇28%~15%，B20328%~33%，Ba(N〇3)24%~6%， 1曰2〇318%~22%，胞2〇 4%~6%，佩2〇57 ~9%，AI2O35%~7%，ZnO6~10%。采用 此技术方案，得到的玻璃具有更高的折射率，且色散小、密度低、转变溫度低。
[0010] 作为本发明的进一步改进，所述La2〇3的摩尔百分比与Si〇2和B203之和的摩尔百分 比的比值在0. 5W上，并在0. 75W下；即La2〇3、Si〇2和B203的摩尔百分比满足：〇. 5《La2〇3/ (Si〇2+B2〇3)《0.75。采用此技术方案，更好的降低了玻璃的转变溫度，并且还使得玻璃仍 然保持高折射率、色散小、密度低的特点。
[0011] 作为本发明的进一步改进，所述适用于精密模压的高折射率低色散光学玻璃的折 射率为1.88~1. 91，阿贝数为45~49,透射率到达80%时对应的波长小于380皿。
[0012] 作为本发明的进一步改进，所述适用于精密模压的高折射率低色散光学玻璃的比 重小于4.Ig/cm3。
[0013] 作为本发明的进一步改进，所述适用于精密模压的高折射率低色散光学玻璃的转 变溫度不大于570°C。
[0014] 本发明还提供了一种如上所述的适用于精密模压的高折射率低色散光学玻璃的 制备方法，其特征在于，采用W下步骤进行制备：将各原料混合均匀后进行烙制，并进行澄 清、均化，得到均匀不含气泡的烙融玻璃，将其在已预热的模具中铸型并进行退火。
[0015]本发明还提供了一种如上所述的适用于精密模压的高折射率低色散光学玻璃的 光学元件。
[0016] 本发明依据已有的研发成果进行了相应的改善，并制备出性能优良的光学玻璃。 本发明玻璃不含有任何会对环境造成污染的成分，如化、Cd等。玻璃中不含有Ta2〇e和Gd2〇3 等高价的稀±氧化物，在降低成本的前提下，调节配方同样制得出性能优良的光学玻璃。此 外针对此类玻璃的低密度方面还没有过此类报道。低密度的玻璃才能使得光学元件轻量 化，并且未来的电子产品都在往轻薄化、小型化发展。
[0017] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0018] 第一，采用本发明的技术方案，不含有任何对环境造成污染的成分，且得到的玻璃 的折射率高，色散小，密度低，符合高成像质量透镜对光学玻璃的要求，并且转变溫度不高 于570°C，有利于非球面光学元件的加工成型。
[0019] 第二，本发明的技术方案，不含有Ta2〇e和Gd2〇3等高价的稀±氧化物，在降低成本 的前提下，同样制得出性能优良的光学玻璃。
[0020] 第=，具有良好的化学稳定性和热稳定性，同时具有良好的内部透过率和析晶性 能。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明实施例3制备的光学玻璃的透过率曲线图。
【具体实施方式】
[0022] 一种适用于精密模压的高折射率低色散光学玻璃，其包含组分及其摩尔百分比 为：Si〇26%~20%，B203 25%~36%，Ba(N〇3)2 3%~8%，La2〇3 15%~24%，胞2〇3%~ 8%，佩2〇56~10%，Al2〇34%~9%，Zn0 5~12%。
[0023] 下面将对构成本发明光学玻璃的每种组分进行详述。
[0024] 上述配方中，Si〇2的摩尔百分比在6%~20%之间，Si4+是构成玻璃的生成体部 分，引入会使玻璃的粘度增加，有利于玻璃成型，但是会增大玻璃的转变溫度，成型模具的 使用寿命会受到影响。适量的引入可W提高玻璃的化学稳定性和热稳定性。本发明的技术 方案中选用Si〇2引入Si4+，发明人通过对比试验分析发现，在本技术方案中，Si4+的摩尔百 分比含量低于6%玻璃得不得良好的化学稳定性，超过20%玻璃可能得不到预期的光学常 数。 阳02引 B203的摩尔百分比在25%~36%之间，B是形成玻璃的必要组成部分，B2〇3