本发明涉及一种折射率为1.82-1.88、阿贝数为27-33的光学玻璃，以及由该光学玻璃构成的玻璃预制件和光学元件。
背景技术：
：在光学设计中，由高折射、高色散光学玻璃制成的透镜与由低折射、低色散光学玻璃制成的透镜结合使用，以修正光学系统的色差。高折射、高色散光学玻璃领域中已知的是含大量铅的玻璃，如jp特开57-34042，其中含有大量的氧化铅，导致化学稳定性较差，同时玻璃比重大，不适应目前轻量化的需要，同时氧化铅对环境也有害。除了部分含有氧化铅外，高折射高色散玻璃大多还采用磷酸盐系统，致使玻璃的化学稳定性差，使得玻璃在后期的加工和镀膜流程中良品率降低，cn104981439a公开了一种折射率为1.78-1.83、阿贝数为20-25的高折射高色散玻璃，其含有20-34％的p2o5，导致玻璃的化学稳定性差，从而给后期加工带来困难，降低产品的市场竞争能力。同时，伴随着成像系统的发展，需要在摄像光学系统中实现矫正高次色差，这就需要高折射率高色散透镜除了具有高色散特性之外，还需要满足相对部分色散小的特点。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种降低甚至不含铅、化学稳定性好、相对部分色散小的光学玻璃。本发明还要提供一种由上述光学玻璃形成的玻璃预制件和光学元件。本发明解决技术问题所采用的技术方案是：光学玻璃，其重量百分比组成包括：sio210-35％，la2o30-14％，zno0-14％，zro20-10％，bao8-35％，nb2o515-43％。进一步的，其重量百分比组成还包括：b2o30-10％，al2o30-10％，gd2o30-10％，y2o30-10％，yb2o30-10％，li2o0-10％，na2o0-10％，k2o0-10％，mgo0-10％，cao0-15％,sro0-10％，ta2o50-15％，tio20-10％，wo30-10％，sb2o30-1％。进一步的，其重量百分比组成为：sio210-35％，la2o30-14％，zno0-14％，zro20-10％，bao8-35％，nb2o515-43％，b2o30-10％，al2o30-10％，gd2o30-10％，y2o30-10％，yb2o30-10％，li2o0-10％，na2o0-10％，k2o0-10％，mgo0-10％，cao0-15％,sro0-10％，ta2o50-15％，tio20-10％，wo30-10％，sb2o30-1％。进一步的，其中，sio212-33％，和/或b2o30-8％，和/或al2o30-5％，和/或la2o33-13％，和/或gd2o30-5％，和/或y2o30-5％，和/或yb2o30-5％，和/或zno1-12％，和/或zro20.5-9％，和/或li2o0-5％，和/或na2o0-5％，和/或k2o0-5％，和/或mgo0-5％，和/或cao0-10％，和/或sro0-5％，和/或bao10-33％，和/或ta2o50-10％，和/或tio20-5％，和/或nb2o518-40％，和/或wo30-5％，和/或sb2o30-0.5％。进一步的，其中，(la2o3+zno)/zro2为0.5-9，和/或li2o+na2o+k2o为0-10％，和/或bao+sro+cao+mgo为15-33％，和/或ba0/(bao+sro+cao+mgo)为0.5-0.95，和/或tio2/nb2o5为0-0.3。进一步的，其中，sio215-30％，和/或b2o30-5％，和/或la2o34-12％，和/或zno2-11％，和/或zro21-8.5％，和/或li2o0-4％，和/或cao0-5％，和/或sro0-3.5％，和/或bao12-30％，和/或ta2o50-5％，和/或tio20-2％。进一步的，其中，(la2o3+zno)/zro2为1-7，和/或li2o+na2o+k2o为0-5％，和/或bao+sro+cao+mgo为18-30％，和/或ba0/(bao+sro+cao+mgo)为0.55-0.9，和/或tio2/nb2o5为0-0.2。进一步的，其中，(la2o3+zno)/zro2为1.5-5，和/或ba0/(bao+sro+cao+mgo)为0.6-0.85，和/或tio2/nb2o5为0-0.1。进一步的，玻璃折射率为1.82-1.88，优选为1.83-1.87；玻璃阿贝数为27-33，优选为28-32；玻璃相对色散pg,f为0.5998以下，优选为0.5980以下，进一步优选为0.5960以下；光学玻璃λ70小于或等于420nm，优选λ70小于或等于410nm。玻璃预制件，采用上述的光学玻璃形成。光学元件，采用上述的光学玻璃形成。本发明的有益效果是：本发明通过合理的配方设计，使光学玻璃折射率为1.82-1.88、阿贝数为27-33，光学玻璃化学稳定性好，抗析晶性能优异且玻璃的相对部分色散小，可广泛应用于数码照相机、数字摄像机、照相手机等设备。具体实施方式ⅰ、光学玻璃下面对本发明的光学玻璃的组成进行详细说明，各玻璃组分的含量、总含量如没有特别说明，都采用重量％表示，玻璃组分的含量与总含量之比以重量比表示。sio2是光学玻璃的骨架，作为玻璃网络生成体，具有维持玻璃化学稳定性、提高玻璃抗析晶性能的作用。当sio2含量低于10％时，难以达到上述效果；但当sio2含量高于35％时，则玻璃变得很难熔，且无法获得本发明所需要的折射率。因此，sio2的含量为10-35％，优选为12-33％，更优选15-30％。b2o3在本发明玻璃中也可以作为玻璃网络生成体。当b2o3含量大于10％时，玻璃的化学稳定性能变差，同时玻璃粘度变小，挥发增多，不利于折射率和色散的稳定控制。因此，b2o3含量限定在10％以下，优选8％以下，进一步优选5％以下。al2o3能改善玻璃的化学稳定性，但其含量超过10％时，玻璃的折射率降低明显，熔融性变差。因此，本发明al2o3的含量为0-10％，优选为0-5％。la2o3可有效提高玻璃的折射率，增强玻璃的化学稳定性和机械强度，并可降低玻璃的相对部分色散，但当其含量超过14％时，玻璃的抗析晶性能会出现明显恶化。因此，本发明的la2o3的含量为0-14％，优选含量为3-13％，进一步优选4-12％。gd2o3对于提高折射率降低色散有帮助，部分替代la2o3时能够提高玻璃抗析晶性能及化学稳定性，但是昂贵的原料价格限制了gd2o3在玻璃中的使用。因此，本发明中gd2o3的含量为0-10％，优选为0-5％。本发明玻璃组分还可以引入y2o3，以改善玻璃的熔融性、抗析晶性能，同时还可以降低玻璃析晶上限温度，提高玻璃化学稳定性，但若其含量超过10％，则玻璃的稳定性和耐失透性降低。因此，y2o3含量范围为0-10％，优选为0-5％，进一步优选不含有。yb2o3也是玻璃可以添加的组分，当其含量超过10％时，玻璃的稳定性、耐失透性降低。因此，yb2o3含量范围限定为0-10％，优选为0-5％，进一步优选不引入。zno是提高玻璃化学稳定性的有效成分，zno的存在可以降低玻璃的转变温度，降低玻璃的高温粘度，有利于玻璃内气泡的消除。zno还可以降低玻璃的相对部分色散。但当zno含量少时，达不到上述效果；其含量过大时，一方面会使得玻璃的阿贝数降低，满足不了折射率的要求，另一方面使玻璃的析晶性能恶化。因此，zno的含量限定为0-14％，优选为1-12％，进一步优选为2-11％。zro2可以提高玻璃折射率和化学稳定性，但其含量过高时，玻璃熔制会变得难以融化，熔炼温度会上升，容易导致玻璃内部出现夹杂物，玻璃透过率下降，同时增加玻璃制造成本，降低产品竞争力。因此，本发明的zro2的含量为0-10％，优选为0.5-9％，进一步优选为1-8.5％。高折射高色散玻璃为了实现矫正高次色差，需要相对较小的相对部分色散。虽然这种玻璃的附加值高，但是在制造时也需要考虑熔制温度、玻璃内在等工艺性能的影响。发明人经过大量的研究表明，当la2o3和zno的总含量(la2o3+zno)与zro2的含量之比(la2o3+zno)/zro2范围为0.5-9时，才能获得折射率色散合适、相对色散低并且工艺性能好的玻璃，为了获得光学性能和工艺性能更好的玻璃，(la2o3+zno)/zro2优选范围为1-7，进一步优选范围为1.5-5。作为碱金属氧化物的li2o、na2o和k2o，可以降低玻璃相对部分色散，提高玻璃熔融效果，使玻璃具有低的转变温度。当li2o、na2o和k2o的总含量(li2o+na2o+k2o)超过10％时，玻璃的折射率降低，并且化学稳定性恶化。因此，本发明中li2o+na2o+k2o的总含量限制在0-10％，优选范围为0-5％。在碱金属氧化物中，li2o对于降低玻璃相对部分色散有着明显的作用，但是其原料成本相对较高，大规模生产不经济，因此其含量限定在10％以下，优选控制在5％以下，进一步优选控制在4％以下。na2o、k2o是为调整光学数据、提高玻璃的熔融性、降低玻璃的转变温度而添加的，但是为了保持耐失透性和化学稳定性，na2o、k2o的含量应分别低于10％。因此，na2o、k2o的含量范围分别限定为0-10％，优选为0-5％。mgo可有效降低玻璃的相对部分色散，但是mgo加入过多时玻璃的折射率达不到设计要求，玻璃的抗析晶性能和玻璃的稳定性会下降，同时玻璃的成本会快速上升。因此，mgo含量限定为0-10％，优选为0-5％，进一步优选为不添加。cao有助于提高玻璃的抗析晶性能，增加玻璃的机械强度和硬度。但是cao添加过多时，会使得玻璃的光学数据达不到要求。因此，cao含量限定为0-15％,优选为0-10％，进一步优选为0-5％。sro添加到玻璃中可以调节玻璃的折射率和阿贝数，但若添加量过大，玻璃的化学稳定性性能会下降，同时玻璃的成本也会快速上升。因此，sro含量限定为0-10％，优选为0-5％，进一步优选为0-3.5％。bao是提高玻璃折射率、改善玻璃透过率的必要组分。当其含量低于8％时作用不明显；但当其含量超过35％时，则会使玻璃的抗析晶性能和化学稳定性变差。因此，bao含量限定为8-35％，优选为10-33％，进一步优选为12-30％。bao、sro、cao、mgo属于碱土金属氧化物，在玻璃中属于网络外体，其加入玻璃中可以调整玻璃的折射率和色散，降低玻璃的高温粘度。然而，网络外体的加入量一旦超过网络结构的承载能力，玻璃的化学稳定性就会出现明显恶化。因此，bao、sro、cao和mgo的总含量(bao+sro+cao+mgo)限定为15-33％，优选为18-30％。目前主流的制作镜片的工艺技术是采用“二次压型”来制作镜片毛坯，然后再抛光获得合格的玻璃镜片。光学玻璃的“二次压型”加工工艺是指将毛坯玻璃切割为小块，在炉体中加温至玻璃软化温度附近,然后将玻璃放入模具中，在外力的作用下加压获得合适的镜片形状。若玻璃在“二次压型”过程中形成析晶，就会导致压型件报废。发明者经过潜心研究发现，bao与bao、sro、cao和mgo的总含量(bao+sro+cao+mgo)之间存在一定的比例时，才能保证玻璃压型不析晶。当bao与(bao+sro+cao+mgo)的比值ba0/(bao+sro+cao+mgo)在0.5-0.95之间时，可使玻璃的抗析晶性能和光学数据处在最优范围内，ba0/(bao+sro+cao+mgo)优选范围为0.55-0.9，进一步优选为0.6-0.85。ta2o5可有效提高玻璃的折射率，降低玻璃的相对部分色散，但当其含量超过15％时，一方面会使玻璃的析晶性能恶化，另一方面会使得玻璃的熔制变得困难，同时其价格昂贵会导致玻璃的成本大幅上升，降低产品的市场竞争力。因此，限定ta2o5的范围为0-15％，进一步优选为0-10％，进一步优选为0-5％。tio2具有提高玻璃折射率的作用，并且能参与玻璃网络形成，适量引入可使玻璃更稳定，但引入后会使玻璃可见光区域的短波部分的透射率降低，玻璃的相对部分色散增加明显。因此，本发明tio2的含量为0-10％，优选为0-5％，进一步优选为0-2％。nb2o5具有提高玻璃折射率和色散的作用，同时还具有提高玻璃化学稳定性的作用，适量的nb2o5还有利于降低玻璃的相对部分色散。当其含量低于15％时，无法达到上述效果；当其含量超过43％，玻璃抗析晶性能恶化。因此，nb2o5的含量范围为15-43％，优选含量为18-40％。tio2和nb2o5同属于高折射高色散氧化物，相比而言，tio2更有利于获得高折射高色散玻璃，但是tio2会使得玻璃的透过率变差，增加玻璃的相对部分色散。发明人经过潜心研究发现，当tio2与nb2o5的含量比tio2/nb2o5维持在0-0.3时，才有利于获得折射率高、透过率良好和相对部分色散低的玻璃，优选tio2/nb2o5范围为0-0.2，进一步优选tio2/nb2o5范围为0-0.1。wo3可以起到提高折射率的作用，但当其含量超过10％时，色散提高显著，并且玻璃可见光区域的短波长侧的透射率降低。因此，本发明wo3的含量为0-10％，优选为0-5％。通过少量添加sb2o3组分可以提高玻璃的澄清效果，但当sb2o3含量超过1％时，玻璃有澄清性能降低的倾向，同时由于其强氧化作用促进了熔制玻璃的铂金或铂合金器皿的腐蚀以及成型模具的恶化。因此，本发明优选sb2o3的添加量为0-1％，更优选为0-0.5％。[光学玻璃的光学特性]本发明的光学玻璃从赋予适于其用途的光学特性的角度考虑，玻璃折射率(nd)的范围为1.82-1.88，优选的范围为1.83-1.87；本发明玻璃的阿贝数(νd)的范围为27-33，优选范围为28-32。[光学玻璃的相对部分色散]相对部分色散(pg,f)使用g线、f线、c线中的各折射率ng、nf、nc,将相对部分色散pgf表示为(ng-nf)/(nf-nc)。具体公式为：本发明的光学玻璃从赋予适于其用途的光学特性的角度考虑，玻璃相对色散(pg,f)的范围为0.5998以下，优选范围为0.5980以下，进一步优选为0.5960以下。[光学玻璃的着色]本发明玻璃的短波透射光谱特性用着色度(λ70)表示。λ70是指玻璃透射比达到70％时对应的波长，其中，λ70的测定是使用具有彼此平行且光学抛光的两个相对平面的厚度为10±0.1nm的玻璃，测定从280nm到700nm的波长域内的分光透射率并表现出透射率70％的波长。所谓分光透射率或透射率是在向玻璃的上述表面垂直地入射强度iin的光，透过玻璃并从一个平面射出强度iout的光的情况下通过iout/iin表示的量，并且也包含了玻璃的上述表面上的表面反射损失的透射率。玻璃的折射率越高，表面反射损失越大。因此，在高折射率玻璃中，λ70的值小意味着玻璃自身的着色极少。本发明的光学玻璃λ70小于或等于420nm，优选λ70小于或等于410nm，能够提供构成彩色平衡优良的摄像光学系统或投射光学系统的光学元件。基于此，本发明的光学玻璃适于作为构成摄像光学系统和投射光学系统的光学元件材料。[玻璃的抗析晶性能]将样品玻璃切割为20×20×10mm规格，放入温度为700-900℃的马弗炉中保温30分钟，取出后放入保温棉中徐冷，冷却后,表面抛光，显微镜下观察析晶情况。[玻璃的化学稳定性]光学元件在制造和使用过程中，其抛光表面抵抗各种侵蚀介质作用的能力称为玻璃的化学稳定性。本发明玻璃的耐水作用稳定性dw(粉末法)、耐酸作用稳定性da(粉末法)均为2类以上，优选为1类以上。上述耐水作用稳定性dw(粉末法)按gb/t17129的测试方法，根据下式计算：dw＝(b-c)/(b-a)*100式中：dw—玻璃浸出百分数(％)b—过滤器和试样的质量(g)c—过滤器和侵蚀后试样的质量(g)a—过滤器质量(g)由计算得出的浸出百分数，将光学玻璃耐水作用稳定dw分为6类见下表。类别123456浸出百分数(dw)＜0.040.04-0.100.10-0.250.25-0.600.60-1.10＞1.10上述耐酸作用稳定性da(粉末法)按gb/t17129的测试方法，根据下式计算：da＝(b-c)/(b-a)*100式中：da—玻璃浸出百分数(％)b—过滤器和试样的质量(g)c—过滤器和侵蚀后试样的质量(g)a—过滤器质量(g)由计算得出的浸出百分数，将光学玻璃耐酸作用稳定da分为6类见下表。类别123456浸出百分数(da)＜0.200.20-0.350.35-0.650.65-1.201.20-2.20＞2.20ⅱ、玻璃预制件与光学元件本发明还提供一种光学玻璃预制件和光学元件，由上述光学玻璃按照本领域技术人员熟知的方法形成，并且所述的光学预制件和光学元件可以应用于数码照相机、数字摄像机、照相手机等设备。实施例采用如下实施例对本发明进行解释，但本发明不应局限于这些实施例。[光学玻璃实施例]首先，为了得到具有表1～表2所示的组成的玻璃no.1～20，使用碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氢氧化物、氧化物、硼酸等作为原料，将光学玻璃成分所对应的原料按比例称量各原料，充分混合后成为调合原料，将该调合原料放入到铂制坩埚内，加热至1250～1450℃，并澄清搅拌3～5小时后成为均匀的熔融玻璃，再将该熔融玻璃浇注到预热的模中并在600～700℃保持2～4小时之后进行缓冷，得到玻璃no.1～20的各光学玻璃。另外，通过以下所示的方法测定各玻璃的特性，并将测定结果表示在表1～表2中。(1)折射率(nd)和阿贝数(νd)折射率与色散系数按照gb/t7962.11-2010规定的方法进行测试。(2)光学玻璃的相对部分色散(pg,f)本发明光学玻璃的相对部分色散(pg,f)按照上面所述公式计算得出。(3)玻璃着色度(λ70)使用具有彼此相对的两个光学抛光平面的厚度为10±0.1mm的玻璃样品，测定分光透射率，根据其结果而计算得出。(4)玻璃的抗析晶性能将样品玻璃切割为20×20×10mm规格，放入温度为700-900℃的马弗炉中保30分钟，取出后放入保温棉中徐冷，冷却后表面抛光，在显微镜下观察表面析晶情况，以k表示。无明显析晶记做“a”,有明显析晶记为“b”。(5)玻璃的化学稳定性按gb/t17129的测试方法进行测量，根据上述公式进行计算。表1表2[光学预制件实施例]将表1中实施例1所得到的光学玻璃切割成预定大小，再在表面上均匀地涂布由氮化硼粉末构成的脱模剂，然后将其加热、软化，进行加压成型，制作凹弯月形透镜、凸弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等各种透镜、棱镜的预制件。[光学元件实施例]将上述光学预制件实施例所得到的这些预制件退火，在降低玻璃内部的变形的同时进行微调，使得折射率等光学特性达到所需值。接着，对各预制件进行磨削、研磨，制作凹弯月形透镜、凸弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等各种透镜、棱镜。所得光学元件的表面上还可涂布防反射膜。本发明玻璃的折射率为1.82-1.88，阿贝数为27-33。该光学玻璃化学稳定性好，抗析晶性能优异且玻璃的相对部分色散小，可广泛应用于数码照相机、数字摄像机、照相手机等设备。当前第1页12