氟磷光学玻璃的制作方法_2

文档序号:9517067阅读:来源:国知局
因此,其引入量控制在5~25%的范围内,优 选为6~23%,进一步优选为7~21%,特别优选为8~19%。
[0048] Ba2+具有提高折射率和抗失透的作用,但同时也增大密度、热膨胀、磨耗度及降低 反常色散作用的阳离子成分。优选少量引入,当Ba2+的引入量小于0.5%时,难W起到提高 折射率和抗失透的效果,当引入量超过10%,将出现失透性变差、密度增大、加工性变差、尤 其将明显降低反常色散值。因此,其引入量控制在0. 5~10%W内,优选1~9%,进一步 优选I~8%,特别优选I~5%。
[0049] Sr2+也是提高抗失透性和加工性、减小磨耗度的阳离子成分。当引入量超过10% 时,玻璃的反常色散降低,同时失透性也有变坏的倾向。因此,其引入量为0~10%,优选 0~8%,进一步优选0~6%,特别优选0~4%或更低。
[0050] 作为二价阳离子组分的Mg2\Ca2\Ba2\Sr2+的引入二种或立种^上。更优选地,将 四种二价阳离子总含量控制在25~30%。当二价阳离子的引入总量超过上限值时,玻璃稳 定性将会明显变坏。但是,在不使稳定性变坏的前提下,可加大对Mg2\Ca2+的的引入量,W 提高玻璃的反常色散。
[0051] Li离子是提高反常色散、降低转变溫度、且不损害玻璃稳定性的重要阳离子成 分。当其引入量低于1%时,达不到上述效果,而当超过15%时,玻璃稳定性变差,粘度变 小、玻璃液挥发加大,不利于条纹的消除,且热膨胀值也将增大。因此,将Li离子的引入量 控制在1~15 %W内,优选2~13 %,进一步优选3~12 %,特别优选3~10 %。
[0052] 离子是作为降低转变溫度、调整工艺性能的备选阳离子成分。但与Li+离子 相比,化\1(+离子过多引入将降低反常色散,并增大热膨胀、降低加工性能,且随着引入量的 增加,玻璃液挥发加大,不利于条纹的消除。同时在WF离子引入时,NaF、KF更会使耐潮 性变坏。因此,两者的引入量均控制在0~10%,各优选0~8%,进一步优选0~5 %,特 别优选为0~3%或更低。
[0053]Y3+是提高折射率、降低色散值,且能增大玻璃的反常色散值、并能降低热膨胀、磨 耗度的重要阳离子成分。而当其含量超过10%,玻璃抗失透明显变差。因此,离子引入 量控制在0.1~10%,优选为0. 5~9 %,进一步优选为1~8%,特别优选1~7 %。
[0054] 与Y3+同族的La3+是作为备选成分而引入,在不改变玻璃的反常色散的前提下,作 为进一步提高折射率、降低热膨胀、磨耗度的组分可少量引入,但是当引入量超过5%,玻璃 抗失透性变差。因此优选0~5 %,进一步优选0~4%,特别优选0~2%或更低。
[0055] 在本发明的玻璃中,F离子是降低折射率、增大阿贝数(Vd),同时也具有提高反常 色散作用的重要阴离子成分。当F离子的引入量低于10%时,达不到所要求的折射率和理 想的阿贝数值。反之,其引入量超过30%,将使玻璃网络结构变得松弛,将增大热膨胀和磨 耗度,烙炼中产生剧烈的挥发,同时在成型或压型中的表面形成挥发条纹,使玻璃内品质变 坏,并难W达到所要求的光学特性。因此,F离子的引入量控制在10~30%范围内,优选 11~30%,进一步优选12~29%,更进一步优选13~28%,特别优选为15~28%。
[0056] 在阴离子组分中,除F离子组分外,还包括含有阴离子O2的组分,其引入量优选 为70~90 %,进一步优选为71~88 %,特别优选为72~85 %,并将F离子和0 2离子总 含量控制在100%。
[0057] 实施例
[0058] 在下文中,将选出具有代表性、更详细地说明本发明的实施例,给出下面实施例的 目的仅在于举例说明,然而本发明并不受运些实施例的限制。
[0059] 表2、3显示了本发明光学玻璃的实施例化1~化11的玻璃組成和所列举与本发 明玻璃相近光学常数的玻璃的比较例化a~化C的组成。
[0060] 将各组分的原料相应的各种偏憐酸盐、氧化物、碳酸盐、硝酸盐及氣化物等原料, 按各实施例和比较例的组成经计算后进行称量混合,制成配合料,将其加入销金容器中,在 850°C~Iioor的溫度下烙化、揽拌、澄清、均化,待降溫至适于成型的粘度时,诱制成玻璃 巧块,经退火后加工样品并测定,得到表2、3所示的氣憐光学玻璃。
[0061] 通过W下方法测定:折射率(nd)、阿贝数(Vd)、反常色散(AP评)及主要物化性 能。
[0062] (1)折射率(nd)与阿贝数(Vd)测量按GB/T7962. 11-2010测定方法进行。 阳〇6;3] 似W各点所测定的g、F、C谱线得到ng、nF、nc值,并WP评=(ng-nFOAnF-nc) 计算出相对部分色散(P评),再按AP评的计算公式计算出反常色散值。 W64] 做磨耗度(FA):在完全相同的条件下,试样的磨损量与标样化9)磨损量(体积) 的比值X100后所得的数值。 W65] (4)玻璃膨胀系数(a)、转变溫度(Tg):采用热分析仪装置测量,按GB/ T7962. 16-2010规定的方法进行测量。
[0066] (5)确定密度(P):按GB/T7962. 20-2010规定的方法进行测定。
[0067] (6)失透溫度化T):在0.化销金容器中加入400g玻璃料,待均匀后降溫至920°C W下恒溫,设定为l〇°C的间隔的、并在不同溫度下分别恒溫化得到试样,通过显微镜观察 是否存在析晶粒子,将确认无晶粒的最低溫度作为失透溫度化T)。 W側表2烙化实施例


阳07引如表3中所示,比较例a:虽折射率、阿贝数在本发明的范畴,但AP评为0.01,不 具有反常色散性质,(说明:大于0.Ol的不具备反常色散性质。当计算出的AP评为< 0.Ol 则为正的反常色散,如为负值则为负的反常色散。即在坐标线上方或下方。而0.01已远离 该坐标线,因此不具备反常色散性质)因此,不属于本发明所具有的光学特性。且机械性能 差,在元件的加工时其元件表面易造成划痕的出现,高的热膨胀易在机械加工时出现破损。 与本实施例同时在(830°C)进行热烙试验时:玻璃已呈半乳白状体,已不适于再热压成型。 [007引比较例b:其折射率、阿贝数不属于本发明的范畴,同时AP评值为0.01,也不具备 反常色散性质,不属于本发明所具有的光学特性。且过大的磨耗度、热膨胀造成其玻璃体在 加工元件时极易出现划痕和破损。同样与本实施例同时在(830°C)进行热烙试验时:玻璃 已呈半乳白状体,也不适于再热压成型。
[0074]比较例C:也是如此,同样不具有反常色散性质,也不属于本发明所具有的光学特 性。过大的磨耗度、热膨胀造成其玻璃体在加工元件时极易出现划痕和破损。同样与本实 施例同时在(830°C)进行热烙试验时:玻璃已呈全乳白状体,更不适于再热压成型。
[00巧]再者,W上各比较例玻璃密度偏大,难W实现整机的轻量化。另各比较例组分中氣 化物引入量过高,烙炼中过量的挥发将导致光学性能的不稳定,内品质因挥发条纹所致而 变差。
[0076] 另一方面,表2、3中的所示,本发明具有反常色散特性的实施例1~11,其折射率 (nd) 1. 52~1. 57,阿贝数(Vd) 71~77的光学常数。表示反常色散(APgp)值均为+0.OOlO W上,具有正的反常色散特性。其各实施例玻璃在加工中无划痕和破损,加热(830°C)试验 结果:玻璃无乳浊或失透、清晰透明,适于再热压成型。
[0077] 产业实用性
[0078] 本发明的氣憐光学玻璃所具有的反常色散特性、优异的物化性能和抗失透性、及 所带来的优良内品质,不仅可体现在各种成型和机械加工中,其光学元件可广泛适用于消 除"色差"和"二级光谱"的高端单反相机、摄像机、投影机等方面的光学系统中。
【主权项】
1. 一种具有反常色散的氟磷光学玻璃,其特征在于,作为必选阳离子组分、含有:P5+、 B3+、Al3+、及Mg'Ca2+、Sr2+、Ba 2+中的至少三种作为二价阳离子组分,以及Li +、Na+、r中的一 种或一种以上作为一价阳离子组分,以阳离子的(cat% )计,含有以下: 15-40% 的 P5+ 15-40% 的 B3+ 1-20% 的 Al3+ 1-20% 的 Mg2+ 5-25% 的 Ca2+ 0.5-10% 的 Ba2- 0- 10% 的 Sr2+ ° 1- 15% 的 L「 0-10% 的 Na+ 0-10% 1? 1C 0.1-10% 的 一 0-5% 的 La3+2. 依据权利要求1所述的反常色散氟磷光学玻璃,其中,作为二价阳离子组分R2+: Mg2++Ca2+/Ba2++Sr2+含量之比 > 4. 0。3. 依据权利要求1所述的反常色散氟磷光学玻璃,还含有以阴离子(an% )计,其中: 10~30%的F组分、70~90%的0 2组分。4. 依据权利要求1所述的反常色散氟磷光学玻璃,其特征在于,具有反常色散 (Λ PgF) +0· 001以上,玻璃折射率(nd) 1. 52以上,阿贝数(vd) 71~78范围内。5. 依据权利要求1或2所述的反常色散氟磷光学玻璃,其特征在于,玻璃热膨胀小于 120,玻璃密度为3. 3g/cm3以下。6. 依据权利要求1~3的任一项所述的反常色散氟磷玻璃,其特征在于,玻璃磨耗度为 220以下。7. 依据权利要求1~4的任一项所述的反常色散氟磷光学玻璃,其特征在于,对玻璃进 行再加热,在高于转变温度(Tg) 120~160°C的温度区域内保90分钟,玻璃不会出现表面乳 浊或失透。当在1050°C的澄清温度下、并降温至790°C保温5h,玻璃内部无失透现象。8. -种适于低温热压的光学元件,是由其转变温度(Tg)为470°C或更低的反常色散 氟磷光学玻璃所形成的,并可用于精密压型。9. 一种反常色散氟磷光学玻璃的制造方法,其中包括:在一种特制熔器中将粉料制备 成熟料、再经过熟料配比与混合后加入铂金熔器中进行二次熔炼,均匀的玻璃液经由漏料 装置流入模具中成型为玻璃胚体、或经模压成一次元件。
【专利摘要】本发明涉及一种具有反常色散的氟磷光学玻璃。该氟磷光学玻璃所具有的特性在于:反常色散(△PgF)为+0.001以上,折射率(nd)为1.52以上、阿贝数(Vd)为71~78的范围内。该氟磷光学玻璃的特征在于,作为必选的阳离子含有:P5+、B3+、Al3+、并选择(R2+)Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+中的至少三种及(R+)Li+、Na+、K+中至少一种作为阳离子组分。以阳离子的(cat%)计,含有(R2+):15~40%的P5+、15~40%的B3+、1~20%的Al3+、以及(R2+)6.5~65%的二价阳离子组分、含有(R+)1~35%的一价阳离子组分。作为必选阴离子的(an%)计:含有F+和O2-组分,其中:含有10~30%的F-组分、70~90%的O2-组分。
【IPC分类】C03C3/247
【公开号】CN105271726
【申请号】CN201510697329
【发明人】王自力, 黄 俊
【申请人】成都尤利特光电科技股份有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月22日
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