专利名称：特高折射率铋酸盐光学玻璃的制作方法
特高折射率铋酸盐光学玻璃技术领域
本发明属于光学玻璃技术领域，具体涉及一种具有特高折射率1可见光区域透过性良好1不含有对环境有害的物质Pb。1AS，。，1Gd。和不含有易挥发的氟的铋酸盐光学玻璃。
背景技术：
一般来说，镜头材料的折射率越高，光学产品就能设计的越薄。如果用于数码相机镜头，就能减小相机机身的厚度，增大镜头视角。这样就能使较弱的光成像质量较好。高折射率高色散玻璃的诞生推动了数码相机和手机相机等产品的超薄化发展，同时在医疗器械和光通讯1图像等领域发挥了极大的作用。在中国专利文献(11CN lol3676loA；21CNlol218183A乱CN 101172773A)中公开了这种高折射率高色散光学玻璃的例子。
以上公开的用于光学领域的高折射率高色散光学玻璃专利大多属于B，。，一Bi，。，一R。+Rn，。(R表示选自由Zn1Ba1Sr1Ca1Mg所组成的群的一种以上，Rn表示选自由Li1Na1K1CS所组成的群的一种以上)或B。s—Bi。s—Ge。体系，尚未发现以B。s—Bi。s—Ga。s为体系的此类玻璃专利，因此本专利以B，。，一Bi，。，一Ga，。，为基础体系，进行此高折射率高色散光学玻璃的研制。发明内容
本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种折射率(n+)在2．o一2．3之间，阿贝数(U+)在17—25之间，转变温度为450℃以下，在可见光区域拥有良好透过性，不含有对环境有害的物质Pb。1AS，。，1Gd。和不含有易挥发的氟的特高折射率铋酸盐光学玻璃。
本发明的技术解决方案是一种特高折射率铋酸盐光学玻璃，其特征在于以B，。，一Bi，。，一Ga，。，为玻璃的基础体系，在此基础上加入一种以上氧化物，其光学玻璃组分的摩尔百分比如下
B。slo一40％；
Bi。s30一75％；
Ga。s5—25％；
P。s2一15％；[OO]0] Si。o—lo％；[OO]]] Nb。so—lo％；[OO]2] Ti。o—lo％；[OO13] Na，。1K，。和Li，。的总量之和小于5％；[OO14] Ca。1Ba。和Sr。的总量之和小于8％。[OO15] 如上所述构成本发明的光学玻璃的各成分的组成范围的理由如下。各成分以氧化物的摩尔百分比表示。[OO16] B，。，是玻璃生成体氧化物，是获得稳定的光学玻璃玻璃必不可缺的。B，。，含量低于15％时，玻璃的熔化性能变差，甚至不能形成玻璃；当其含量高于40％时，玻璃的折射率不能达到本发明的要求且玻璃的化学稳定性变差。为了得到稳定的玻璃，B2O3优选为15 40%，进一步优选为15 30%，最优选15 25%。Bi2O3是一种基本组分并且是对于降低本发明玻璃的转变温度以及升高其折射率 极为重要的组分。小于30%的Bi2O3将无法提供所需的折射率，而大于75%的Bi2O3将产生 极不稳定的玻璃。因此Bi2O3的含量为30 75%，优选为30 70%，进一步优选为35 70%，最优选40 70%。Ga2O3为玻璃的基础组成并且是对于提高本发明玻璃的稳定性以及提高玻璃折射 率极为重要的组分。由于随着Ga2O3含量的增加玻璃的稳定性逐步变好，但是含量小于5% 折射率将无法达到要求指标，对玻璃的稳定性影响也较小，无法起到相应的作用，当Ga2O3 含量大于20%时，玻璃中逐步有析晶出现，玻璃的稳定性将变坏，因此Ga2O3含量优选为5 20%，进一步优选为8 18%，最优选为8 16%。P2O5成分由于可有效改善玻璃的熔融性，也可作为玻璃生成体，在此配方中更是起 到控制玻璃液环境的作用，由于P2O5的存在可以保证处于玻璃中的Bi5+逐步反应生成Bi3+， 从而使玻璃呈现固有的浅黄色，大大提高了玻璃的透过率，因此P2O5为必不可少的成分。当 P2O5含量低于3%时无法起到效果，高于15%时玻璃稳定性下降，折射率也降低，因此P2O5 含量优选为3 15%，进一步优选为4 15%，最优选为4 13%。SiO2可以增大玻璃的高温粘度，提高玻璃的耐失透性及化学稳定性，但当其含量 超过10%时，玻璃的折射率下降，熔化性能降低，转变温度升高，因此SiA含量优选为0 10%，进一步优选为0 8%，最优选为0 7%。Nb2O5可以显著提高玻璃的折射率和色散，是可任意添加的成分，当其含量超过 10%时，玻璃易析晶，因此Nb2O5含量优选为0 10%，进一步优选为2 10%，最优选为 2 8%。TiO2成分可有效提高玻璃折射率、色散及化学耐久性，是可任意添加的成分，若过 少则无效果，过多则玻璃的熔融性与稳定性亦降低，转变温度上升，透过率下降，因此TW2 含量优选为1 10%，进一步优选为1 9%，最优选为1 8%。Na2CKK2O和Li2O等碱金属氧化物起到降低玻璃转变温度和提高熔融性的作用，同 时也会降低玻璃的稳定性，因此Na2CKK2O和Li2O为可任意添加的成分，优选为不引入Na20、 K2O 禾口 Li2O0一定量的CaO、BaO和SrO等碱土金属氧化物起到提高玻璃稳定性的作用，过多则 降低玻璃的稳定性，因此CaO、BaO和SrO为可任意添加的成分，优选为不引入CaO、BaO和 SrO。本发明特高折射率铋酸盐光学玻璃具有折射率在2. 0 2. 3之间，阿贝数17 25 之间，转变温度450°C以下，在可见光区域拥有良好透过率，不含有对环境有害的物质此0、 As203> GdO和不含有易挥发的氟的特点。本发明主要用于超薄化数码相机和手机相机镜头 的特高折射率铋酸盐光学玻璃。
具体实施例方式下面将参考实施例对本发明的光学玻璃进行详细描述，但本发明不限于这些实施 例。
以下实施例的光学玻璃是通过下列步骤制造1)将下表中玻璃组成的摩尔百分比换算为重量百分比，按照重量百分比称量各氧 化物组分，充分混合均勻后加入到钼金坩埚，或者刚玉坩埚，或者黄金坩埚中；2)将坩埚放入熔炉内，在800°C 1000°C下熔化，均化和澄清；3)将降温后的熔融玻璃液浇注到预热好的金属模具中进行退火即可。实施例1到8的光学玻璃的折射率和着色度是按照有关光学性质的已知测量方法 测量，转变温度Tg采用差热法测量。玻璃的组成和结果列于下表中
权利要求
1. 一种特高折射率铋酸盐光学玻璃，其特征在于以IO3-Bi2O3-Ga2O3为玻璃的基础体 系，在此基础上加入一种以上氧化物，其光学玻璃组分的摩尔百分比如下B2O310 40% ；Bi2O330 75%;Ga2O35 ~ 25% ；P2O52 15% ；SiO20 10% ；Nb2O50 10% ；TiO20 10% ；Na2O, K2O和Li2O的总量之和小于5% ； CaO、BaO和SrO的总量之和小于8%0
全文摘要
本发明的名称为特高折射率铋酸盐光学玻璃。属于光学玻璃技术领域。它主要是提供一种以B2O3-Bi2O3-Ga2O3为体系的特高折射率光学玻璃。它的主要特征是以B2O3-Bi2O3-Ga2O3为玻璃的基础体系，在此基础上加入一种以上氧化物，其光学玻璃组分的摩尔百分比如下B2O310～40％；Bi2O330～75％；Ga2O35～25％；P2O52～15％；SiO20～10％；Nb2O50～10％；TiO20～10％；Na2O、K2O和Li2O的总量之和小于5％；CaO、BaO和SrO的总量之和小于8％。本发明具有折射率(nd)在2.0～2.3之间，阿贝数(υd)在17～25之间，转变温度为450℃以下，在可见光区域拥有良好透过性，不含有对环境有害的物质PbO、As2O3、GdO和不含有易挥发的氟的特点，主要用于制作超薄化数码相机和手机相机镜头的特高折射率铋酸盐光学玻璃。
文档编号C03C3/19GK102050574SQ200910272700
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者寇小勇, 胡向平 申请人:湖北新华光信息材料股份有限公司