氟磷酸盐光学玻璃的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种不含有La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3等贵重原料的氟磷酸盐光学玻璃，其重量百分比组成为：P2O5：1～10％、AlF3：20～35％、NaF：0.1～5％、MgF2：5～15％、CaF2：10～30％、BaF2：10～30％、SrF2：15～30％、Al(PO3)3：0～5％。该光学玻璃的折射率为1.40～1.50、阿贝数为90～100，密度为3.58g/cm3以下，转变温度为430℃以下，透射比达到80％时对应的波长λ80为345nm以下。
【专利说明】氟磷酸盐光学玻璃
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氟磷酸盐光学玻璃，特别是涉及一种折射率为1.40~1.50、阿贝数为90~100的氟磷酸盐光学玻璃。
【背景技术】
[0002]近年来，随着数码照相机、摄像机和可拍照手机的快速普及和使用，使得光学材料也朝着高精度化、小型化的方向迅速发展。为满足以上要求，使用非球面透镜进行光学设计成为主流。以低成本、高产率的精密压型技术在光学元件制造上越来越受到重视。
[0003]氟磷酸盐光学玻璃作为应用较广泛的新型玻璃材料，具有低色散、低折射率的光学特性，在光学系统中可消除二级光谱特殊色散，提高分辨率，明显改善光学系统像质，同时还具有较低的软化点，可以直接精密模压成型制成高级非球面透镜。JP1270537公开了一种折射率为1.42~1.47的光学玻璃，其中含有高成本的La203、Gd203、Y2O3和Yb2O3中的至少一种成分，增加了玻璃的生产成本。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种不含有La2O3、Gd2O3J2O3和Yb2O3等贵重原料的氟磷酸盐光学玻璃，该光学玻璃的折射率为1.40~1.50、阿贝数为90~100。
[0005]本发明解决技术问题所采用的技术方案是:氟磷酸盐光学玻璃，不含有La203、Gd2O3' Y2O3和Yb2O3组分，折射率为1.40~1.50，阿贝数为90~100，密度为3.58g/cm3以下，转变温度为430°C以下。
[0006]进一步的，其重量百分比组成为=P2O5:1~10%、A1F3:20~35%、NaF:0.1~5%、MgF2:5 ~15%、CaF2:10 ~30%、BaF2:10 ~30%、SrF2:15 ~30%、A1 (PO3)3:0 ~5%。
`[0007]进一步的，其中=P2O5`:4~8%。
[0008]进一步的，其中=AlF3:25 ~35%, Al (PO3)3:0 ~2%。
[0009]进一步的，其中:NaF:0.5 ~2.5%。
[0010]进一步的，其中=CaF2:10 ~20%, BaF2:10 ~20%。
[0011]进一步的，其中=MgF2:5 ~12%, SrF2:15 ~25%。
[0012]氟磷酸盐光学玻璃，其重量百分比组成为=P2O5:1~10%、AlF3:20~35%、NaF:0.1 ~5%、MgF2:5 ~15%、CaF2:10 ~30%、BaF2:10 ~30%、SrF2:15 ~30%、A1 (PO3)3:
O ~5%。
[0013]进一步的，其中:P205:4~8%。
[0014]进一步的，其中=AlF3:25 ~35%。
[0015]进一步的，其中=Al(PO3)3:0 ~2%。
[0016]进一步的，其中:NaF:0.5 ~2.5%。
[0017]进一步的，其中=CaF2:10 ~20%。
[0018]进一步的，其中=BaF2:10 ~20%。[0019]进一步的，其中:MgF2:5 ~12%。
[0020]进一步的，其中:SrF2:15 ~25%。
[0021]进一步的，P2O5:4 ~8%、AlF3:25 ~35%、NaF:0.5 ~2.5%、MgF2:5 ~12%、CaF2:10 ~20%、BaF2:10 ~20%、SrF2:15 ~25%。
[0022]采用上述的氟磷酸盐光学玻璃制成的玻璃预制件。
[0023]采用上述的氟磷酸盐光学玻璃制成的光学元件。
[0024]采用上述的氟磷酸盐光学玻璃制成的光学仪器。
[0025]本发明的有益效果是:本发明的氟磷酸盐光学玻璃密度(P )为3.58g/cm3以下；折射率(nd) 1.40~1.50 ;阿贝数(vd)为90~100 ;转变温度(Tg)为430°C以下；透射比达到80%时对应的波长λ 8。为345nm以下，且不含La203、Gd203、Y2O3和Yb2O3等贵重原料，降低了生产成本。
【具体实施方式】
[0026]下面将描述本发明光学玻璃的各个组分，除非另有说明，各个组分含量的比值是
用重量％表示。
[0027]P2O5是网络生成体，由其引入的P5+、02_都是构成玻璃骨架的主要元素。P2O5能保持玻璃的稳定性，并能有效提高玻璃的机械性能。当其含量低于I %时，玻璃的析晶倾向增大，稳定性变差；而当其含量超过10%时，很难获得预期的光学性能，因此P2O5的含量限定为I~10%，优选含量为4~8%。
[0028]AlF3是本发明的必要组分，在玻璃中引入Al3+、F_以稳定玻璃的形成，可以有效地降低玻璃的折射率和色散，若AlF3含量太低，不能得到所需的光学常数；但含量太高，玻璃的耐失透性能恶化。因此AlF3的含量限定为20~35%，优选含量为25~35%。
[0029]NaF可有效地降低玻璃的转变温度，但其含量过高，会导致玻璃的热膨胀系数增加，耐水性降低，所以NaF的含量限定为0.1~5%,优选含量为0.5~2.5%。
[0030]MgF2可以降低玻璃的色散和折射率，同时可以提高玻璃的化学稳定性，但其含量过高，会使玻璃的耐失透性能恶化，所以MgF2的含量限定为5~15%，优选含量为5~12%。
[0031]CaF2在玻璃中不仅可以降低玻璃的阿贝数和比重，而且可以稳定玻璃的形成，若其含量过低则效果不明显；若其含量过高，玻璃耐失透性能恶化，因此CaF2的含量为10~30%，优选为10~20%。
[0032]BaF2在玻璃中可有效调节玻璃的折射率和稳定玻璃形成，如果含量太低，达不到以上效果；含量过高，不仅使玻璃的折射率增大，而且玻璃的比重会增大，化学稳定性恶化，因此BaF2的含量范围为10~30%，优选为10~20。
[0033]SrF2对提高玻璃的耐失透性能有效，并可以有效调整玻璃的折射率和比重，但若其含量过多，会使玻璃的折射率和色散变大，很难达到预想的光学性质，同时也会降低玻璃的化学稳定性。为了更好的获得本发明所要求的光学性能，SrF2的含量限定为15~30%，优选为15~25%。
[0034]Al (PO3)3可以稳定玻璃的形成，而且还可以提高玻璃的机械强度和化学稳定性，但其含量过高，玻璃的折射率增大，无法达到 所要求的光学常数，因此Al (PO3) 3的含量限定为O~5%，优选为O~2%，更优选为不加入。
[0035]下面将描述本发明的精密模压光学玻璃的性能。
[0036]其中折射率(nd)值为(_2°C /h)~(_6°C /h)的退火值，折射率与阿贝数按照《GB/T 7962.1-1987无色光学玻璃测试方法折射率和色散系数》测试。
[0037]转变温度(Tg)按照《GB/T7962.16-1987无色光学玻璃测试方法线膨胀系数、转变温度和弛垂温度》测试，即:被测样品在一定的温度范围内，温度每升高1°C，在被测样品的膨胀曲线上，将低温区域和高温区域直线部分延伸相交，其交点所对应的温度。
[0038]密度按照《GB/T 7962.20-1987无色光学玻璃测试方法密度测试方法》测试。
[0039]将玻璃制作成10mm±0.1mm厚度的样品，测试玻璃在透射比达到80%对应的波长
入80。
[0040]经过测试，本发明提供的光学玻璃具有以下性能:密度(P )为3.58g/cm3以下；折射率(nd) 1.40~1.50 ;阿贝数(vd)为90~100 ;转变温度(Tg)为430°C以下；透射比达到80%时对应的波长λ 8。为345nm以下。
[0041]本发明还提供一种光学元件，由上述光学玻璃按照本领域技术人员熟知的方法形成。由于所述的光学玻璃具有低折射率和较低的玻璃转变温度，所述光学元件也具有低折射率和较低的玻璃转变温度，可以应用于数码照相机、数字摄像机、照相手机等设备。
[0042] 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。
[0043]表1~表3中显不的光学玻璃(实施例1~30)是通过按照表1~表3所不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、氟化物)，将混合原料放置在钼金坩埚中，在900~1000°C的温度内熔融，并且在经熔化、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。
[0044]本发明实施例1~30的组成与折射率(nd)、阿贝数(vd)、密度(P )、玻璃转变温度(Tg)、透射比达到80%时对应的波长λ80的结果一起在表1~表3中表示。在这些表中，各个组分的组成是用重量％表示的。
[0045]表1
[0046]
【权利要求】
1.氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，不含有La203、Gd203、Y2O3和Yb2O3组分，折射率为1.40~1.50，阿贝数为90~100，密度为3.58g/cm3以下，转变温度为430°C以下。
2.如权利要求1所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其重量百分比组成为=P2O5:I~10%、A1F3:20 ~35%、NaF:0.1 ~5%、MgF2:5 ~15%、CaF2:10 ~30%、BaF2:10 ~30%, SrF2:15 ~30%、A1 (PO3)3:0 ~5%。
3.如权利要求2所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中:P205:4~8%。
4.如权利要求2所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中:A1F3:25~35%、Al (PO3)3:0 ~2%。
5.如权利要求2所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中:NaF:0.5~2.5%。
6.如权利要求2所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中:CaF2:10~20%、BaF2:10~20%。
7.如权利要求2所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中=MgF2:5~12%、SrF2:15 ~25%。
8.氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其重量百分比组成为=P2O5:1~10%、AlF3:20~35%,NaF:0.1 ~5%、MgF2:5 ~15%、CaF2:10 ~30%、BaF2:10 ~30%、SrF2:15 ~30%、Al (PO3)3:0 ~5%。
9.如权利要求8所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中:P205:4~8%。
10.如权利要求8所 述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中=AlF3:25~35%。
11.如权利要求8所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中=Al(PO3)3:0~2%。
12.如权利要求8所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中:NaF:0.5~2.5%。
13.如权利要求8所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中:CaF2:10~20%。
14.如权利要求8所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中=BaF2:10~20%。
15.如权利要求8所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中:MgF2:5~12%。
16.如权利要求8所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，其中=SrF2:15~25%。
17.如权利要求8所述的氟磷酸盐光学玻璃，其特征在于，P2O5:4~8%、AlF3:25~35%, NaF:0.5 ~2.5%、MgF2:5 ~12%、CaF2:10 ~20%、BaF2:10 ~20%、SrF2:15 ~25%。
18.采用权利要求1~17中任一权利要求所述的氟磷酸盐光学玻璃制成的玻璃预制件。
19.采用权利要求1~17中任一权利要求所述的氟磷酸盐光学玻璃制成的光学元件。
20.采用权利要求1~17中任一权利要求所述的氟磷酸盐光学玻璃制成的光学仪器。
【文档编号】C03C4/00GK103708727SQ201210371431
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年9月29日 优先权日:2012年9月29日
【发明者】孙伟 申请人:成都光明光电股份有限公司