高折射率磷酸盐玻璃的制作方法

本申请要求2018年12月7日提交的美国临时申请系列第62/776,668号的优先权，本文以其作为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景技术：

随着用于增强现实装置或虚拟现实装置的光学显示器、光纤和光学透镜中的装置市场发展，对于具有高折射率(例如，大于1.70)和低密度的光学玻璃的需求正在增长。对于这些光学玻璃的其他要求在于：良好的玻璃可成形性，较低的生产成本，以及良好的化学耐用性从而经受住化学清洁和各种环境条件。本文所述的玻璃组合物具有对于它们的制造和光学制品中的使用而言所希望的性质。

技术实现要素：

本文公开的玻璃相比于用于光学应用的传统玻璃组合物具有数种优势。本文所揭示的玻璃具有低失透倾向性并且可以通过熔体猝冷加工并形成为宏观组件。玻璃具有高的稳定性指数并且是化学耐用的。本文所揭示的玻璃当在空气或氧气中退火时是透明的，并且还具有高折射率和低密度，使得它们适用于许多光学制品和应用。

本文所述的材料、方法和装置的优点会部分地在以下说明书中阐明，或者可以通过实践下文所述的方面习得。通过所附权利要求中特别指出的要素和组合将会认识和获得下述优点。要理解的是，前面的一般性描述和以下详细描述都只是示例和说明性的，并不构成限制。

附图说明

被纳入此说明书并构成说明书的一部分的附图说明说明了下述的数个方面：

图1a和1b显示相比于未经加热的相同玻璃组合物，该玻璃组合物在660℃加热以氧气吹扫持续0.5小时和1小时(图1a)以及在640℃的空气中加热持续1小时(图1b)的透射率。

图2显示相比于未在氧气下加热的相同的玻璃，在660℃加热以氧气吹扫持续16小时的玻璃组合物的折射率。

图3a和3b分别显示相比于不包含ceo2的玻璃组合物，包含ceo2的玻璃组合物具有更高的折射率和透射率。

具体实施方式

在公开和描述本文的材料、制品和/或方法之前，要理解的是，下文描述的方面不限于特定的化合物、合成方法或应用，因为它们当然是可以变化的。还要理解的是，本文所使用的术语的目的仅为了描述特定的方面而不是限制性的。

在说明书和下面的权利要求书中，参考许多术语，这些术语应定义为具有以下含义：

必须要注意的是，除非上下文另外清楚地说明，否则在说明书和所附权利要求中使用的单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代物。因此，例如玻璃组合物中的“一种金属氧化物”包括两种或更多种金属氧化物的混合物等。

“任选的”或“任选地”表示随后描述的事件或情形会或不会发生，而且该描述包括事件或情形发生的实例和事件或情形不发生的实例。例如，本文所述的玻璃组合物可以任选地含有碱土金属氧化物，其中，可以存在或者不存在碱土金属氧化物。

如文中所用，术语“约”用于为数值范围端点提供了灵活性，对于给定的数值，可以“略高于”或“略低于”所述端点，而不影响所希望的结果。出于本公开内容的目标，“约”涉及从比该数值低10％延伸到比该数值高10％的范围。例如，如果数值是10，则“约为10”表示9与11之间，包括了端点9和11。

在本说明书全文中，除非上下文另外清楚地说明，否则用词“包括”或者诸如“包含”或“包含了”之类的变化形式应理解为指示包括所陈述的元素、整体、步骤，或者包括元素、整体或步骤的组，但是没有排除任何其他元素、整体或步骤或者元素、整体或步骤组。

材料的“折射率”是描述了光如何传播通过该材料的数字。其通过等式n＝c/v定义，式中，c是光在真空中的速度，以及v是当光传播通过材料时的速度。在一个方面中，本文所揭示的材料的折射率在测得的波长范围上几乎不显示出变化，因而表征为低色散。

如本文所用，材料的“玻璃转化温度”(tg)表征了无定形材料中发生玻璃转化的温度。在低于tg的温度，材料以硬且脆的状态存在，以及在高于tg的温度，材料以超冷却液态存在。如果材料存在晶体状态的话，tg总是低于材料的晶体状态的熔化温度。

如本文所用，“失透”是在玻璃中形成晶体结构。失透会是如下情况所导致的：玻璃表面的不当清洁，使得熔体从熔融温度冷却期间，玻璃长时间保持在高温(这可能导致晶体成核)，或者仅仅是由于玻璃中的原材料的倾向性。在一个方面中，简单的二元磷酸钛玻璃具有高的失透趋势。在另一个方面中，可以通过使用快速猝冷技术(例如，辊猝冷)来避免失透。在另一个方面中，本文所揭示的玻璃组合物具有低失透倾向性，并且因此可以采用明显低于与辊猝冷相关那些的冷却速率将其猝冷到像玻璃的状态。

如本文所用，“玻璃热稳定性指数”指的是通过差示扫描量热法测得的结晶起点(tx)与玻璃转化(tg)之间的温差(即，tx–tg)。通过dsc确定的起点结晶是以10℃/分钟的速率将玻璃从室温加热到熔化温度之后的起点结晶峰值。在实施例中提供了确定结晶起点(tx)的方法。在一个方面中，本文所述的玻璃组合物具有高的玻璃热稳定性指数。在另一个方面中，本文所述的玻璃组合物的玻璃热稳定性指数可以是100℃或更大，或者150℃或更大，或者200℃或更大。在其他方面中，对于玻璃组合物不存在晶体状态，并且玻璃热稳定性指数是对应为-tg的负数。

如本文所用，“色散”是材料的折射率对于波长的变化。在一个方面中，本文所述的玻璃组合物的色散低于其他高折射率玻璃(例如，含铅或铋的玻璃)。

“熔体猝冷”是用于生产玻璃的常用技术。在熔体猝冷中，原材料混合成批料并熔融；熔融的持续时间和温度取决于单体组分的熔点。在熔化之后，可以浇铸玻璃然后在接近tg退火，以去除可能留下的热应力。经过熔体猝冷的玻璃可以通过切锯、研磨、抛光以及其他技术进行进一步加工。在一个方面中，本文所揭示的玻璃组合物可以通过熔体猝冷加工。在另一个方面中，本文所揭示的玻璃组合物可以被制造成宏观片材。

“辊猝冷”是用于将具有差的形成玻璃的趋势的材料加工成玻璃的快速猝冷技术。在辊猝冷中，倾倒玻璃熔体通过辊。在一个方面中，本文所揭示的玻璃组合物具有良好的形成玻璃的趋势，并且不需要通过辊猝冷进行加工。

如本文所用，“退火”是如下过程：在从玻璃熔体形成物体之后对热玻璃进行缓慢冷却，以及将玻璃从室温再加热到退火点并在退火点保持一定时间，然后缓慢冷却回到室温。在一个方面中，退火可以释放在玻璃物体制造过程中引入的内应力。在另一个方面中，当通过空气中的常规熔融形成后，本文所述的玻璃会是具有强烈颜色的，但是可以通过在升高的温度(包括接近tg的温度)在空气或氧气中退火来漂白至透明。玻璃的“退火温度”或“退火点”是玻璃的粘度达到10^13.2泊的温度。在一个方面中，在退火温度，玻璃的粘度仍然足够高到使得玻璃可以抵抗外部变形(和所导致的任意破裂)，但是变得恰好足够软到释放内应变。在一个方面中，本文所揭示的玻璃的退火点的范围可以是450至750℃。

材料(例如，由玻璃组合物形成的物体)可以响应温度改变发生形状、面积或体积的变化。“热膨胀系数”是膨胀程度除以温度变化，并且会随着温度发生变化。在实施例中提供了确定热膨胀系数的方法。

说明书和权利要求书中对组合物或制品中具体元素的原子百分比的引用指的是以原子百分比表示的组合物或制品中的元素或组分与任意其他元素或组分之间的摩尔关系。因此，在含有2原子％的组分x和5原子％的组分y的组合物中，x和y以2:5的摩尔比存在，并且无论该组合物中是否包含其他组分，都以该比例存在。

为了方便起见，如本文所用，多个项目、结构元素、组成元素和/或材料可以用一个通用清单列示。但是，这些列表应理解为如同列表中的每个成员均单独认定为独立且唯一的成员。因此，除非有相反提示，否则任意此类列表中的单独成员都不能仅仅根据它们出现在共群中而理解为实际上等同于相同列表中的任何其它成员。

可以以范围形式表述或显示浓度、数量和其它用数字表示的数据。要理解的是，使用此类范围形式只是为了方便和简洁，因而应该灵活地将其解释成不仅包括作为范围界限明确列举的数值，而且还包括所有包含在该范围内的单个数值或子范围，就如同各数值和子范围都已明确列举出来。例如，约“1”至约“5”的数值范围应理解为不仅明确陈述了约1至约5的数值，而且还包括在所述范围内的单个数值和子范围。因此，在这个数值范围内包括单独的数值，例如2、3和4，子范围例如1-3、2-4、3-5、约1至约3、1至约3、约1至3等，以及单个的1、2、3、4和5。相同的原理适用于仅列举一个数值作为最小值或最大值的范围。此外，无论所描述的特征的宽度或特征如何，都应该适用此类解释。

揭示了材料和组分，它们可用于所揭示的组合物和方法，可结合所揭示的组合物和方法使用，可用于制备所揭示的组合物，或者是所揭示的组合物和方法的产品。在本文中揭示了这些和其它材料，要理解的是，当揭示了这些材料的组合、子集、相互作用、组等情况时，虽然可能没有明确地揭示这些化合物的每个不同的单独组合和排列的具体参考，但是本文具体地考虑和描述了每一种情况。例如，除非另有说明，否则如果公开了碱金属氧化物添加剂并对其进行了讨论，以及讨论了许多不同的碱土金属氧化物添加剂，则碱金属氧化物与碱土金属氧化物添加剂的每种的每一种组合都是可能的，是具体考虑的。例如，如果公开了一组碱金属氧化物a、b、和c，并且公开了一组碱土金属氧化物添加剂d、e、和f，以及公开了a+d的示例性组合，则即使没有单独地陈述每一种情况，也可单独地和总体地预期每一种情况。因此，在这个例子中，具体设想了以下组合a+e、a+f、b+d、b+e、b+f、c+d、c+e、和c+f中的每一种，应认为是从a、b和c；d、e和f；以及示例组合a-d的内容揭示的。同样，也具体设想并公开了这些的任何子集或组合。因此，例如，具体设想了a+e、b+f、和c-e的子集，并应认为它们是来自于a、b和c；d、e和f；以及示例性组合a+d的公开内容。这种概念应用于本公开内容的所有方面，包括但不限于所揭示的组合物的制造方法和使用方法中的步骤。因此，如果所揭示的方法的任何具体实施方式或者实施方式的组合存在可以进行的多个附加步骤，则具体预期了每一个此类组成并且应该认为公开了它们。

术语“r2o”指的是碱金属氧化物并且用于表述玻璃组合物中所有碱金属氧化物的组合。碱金属氧化物包括li2o、na2o、k2o、rb2o和cs2o。如果在组合物中仅存在一种碱金属氧化物，则r2o指的是该碱金属氧化物。如果组合物中存在两种或更多种碱金属氧化物，则r2o指的是所有碱金属氧化物的总和。涉及r2o的量或浓度表示所有(一种或多种)碱金属氧化物的总量或总浓度，以摩尔％表述。

术语“ro”指的是碱土金属氧化物并且用于表述玻璃组合物中所有碱土金属氧化物的组合。碱土金属氧化物包括mgo、cao、sro和bao。如果在组合物中仅存在一种碱土金属氧化物的话，则ro指的是该碱土金属氧化物。如果组合物中存在两种或更多种碱土金属氧化物，则ro指的是所有碱土金属氧化物的总和。涉及ro的量或浓度表示所有(一种或多种)碱土金属氧化物的总量或总浓度，以摩尔％表述。

除非另有规定，否则本文所述的涉及玻璃组合物中的组分的量或浓度指的是本文所生产的玻璃组合物中所包含的组分的摩尔％。

本文所述的玻璃组合物包含：五氧化二磷(p2o5)，五氧化二铌(nb2o5)，一种或多种碱金属氧化物(r2o)，一种或多种碱土金属氧化物(ro)，以及一种或多种任选的形成玻璃的组分。如下文更详细讨论，通过改变这些组分中的每一种的相对量，可以改变玻璃组合物的性质。

本文所述的玻璃组合物含有p2o5。在一个方面中，p2o5的量是约20摩尔％至约40摩尔％。在另一个方面中，p2o5的量是约20、25、30、35或者40摩尔％，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，25摩尔％至40摩尔％，25摩尔％至35摩尔％等)。

本文所述的玻璃组合物含有nb2o5。在一个方面中，nb2o5的量是约10摩尔％至约50摩尔％。在其他方面中，存在的nb2o5是约10、15、20、25、30、35、40、45或者50摩尔％，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，15摩尔％至30摩尔％，20摩尔％至30摩尔％等)。在本文所述的玻璃中存在nb2o5导致玻璃材料的折射率增加。

本文所述的玻璃组合物含有一种或多种碱金属氧化物(r2o)，其包括na2o、li2o、k2o，或其任意组合。在一个方面中，碱金属氧化物的量是约1摩尔％至约35摩尔％。在其他方面中，存在的碱金属氧化物约为1、5、10、15、20、25、30或者35摩尔％，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，5摩尔％至15摩尔％，5摩尔％至20摩尔％等)。

在一个方面中，碱金属氧化物是量为1摩尔％至35摩尔％的na2o。在另一个方面中，碱金属氧化物是量为1摩尔％至15摩尔％的li2o。在另一个方面中，碱金属氧化物是量为1摩尔％至10摩尔％的k2o。在玻璃组合物中存在单种碱金属氧化物的情况下，碱金属氧化物的量是1摩尔％至35摩尔％。在另一个方面中，碱金属氧化物是量为1摩尔％至35摩尔％的na2o，量为1摩尔％至15摩尔％的li2o，以及量为1摩尔％至10摩尔％的k2o，其中，r2o总和是约1摩尔％至约35摩尔％。

本文所述的玻璃组合物含有一种或多种碱土金属氧化物(ro)，其包括cao、bao、mgo、sro，或其任意组合。在一个方面中，碱土金属氧化物的量是约5摩尔％至约40摩尔％。在其他方面中，存在的碱土金属氧化物约为5、10、15、20、25、30、35或者40摩尔％，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，1摩尔％至15摩尔％，5摩尔％至20摩尔％等)。

在一个方面中，碱土金属氧化物是量为1摩尔％至25摩尔％的bao。在另一个方面中，碱土金属氧化物是量为1摩尔％至20摩尔％的cao。在另一个方面中，碱土金属氧化物是量为1摩尔％至25摩尔％的mgo。在另一个方面中，碱土金属氧化物是量为1摩尔％至30摩尔％的sro。在玻璃组合物中存在单种碱土金属氧化物的情况下，该单种碱土金属氧化物的量是5摩尔％至40摩尔％。在其他方面中，碱土金属氧化物是量为1摩尔％至25摩尔％的bao以及量为1摩尔％至20摩尔％的cao，其中，bao与cao的总和是1摩尔％至40摩尔％。在另一个方面中，碱土金属氧化物是量为1摩尔％至25摩尔％的bao、量为1摩尔％至20摩尔％的cao、以及量为1摩尔％至30摩尔％的sro，其中，bao、cao与sro的总和是5摩尔％至40摩尔％。

可以改变p2o5、碱金属氧化物以及碱土金属氧化物的量，从而改变玻璃组合物的性质。在一个方面中，摩尔比r2o/(r2o+ro)大于0.25。在另一个方面中，摩尔比r2o/(r2o+ro)大于0.25或者0.5、0.75、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，大于0.25至2，0.5至5等)。此处并且在本说明书全文中，r2o和ro可以分别包括一种或多种碱金属氧化物和碱土金属氧化物。不希望受限于理论，当r2o/(r2o+ro)大于0.25时，改善了玻璃组合物的透射率。

在一个方面中，当玻璃组合物包含r2o和ro时，摩尔比(r2o+ro)/p2o5大于或等于1。在另一个方面中，摩尔比(r2o+ro)/p2o5大于1或者2、3、4、5、6、7、8、9或10，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，大于1至3，2至5等)。在其他方面中，当玻璃组合物包含r2o和ro时，摩尔比(r2o+ro)/p2o5小于或等于1。

在一个方面中，当玻璃组合物包含ro且不包含r2o时，摩尔比ro/p2o5大于或等于1。在另一个方面中，摩尔比ro/p2o5大于1或者2、3、4、5、6、7、8、9或10，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，大于1至3，2至5等)。在其他方面中，当玻璃组合物包含ro且不包含r2o时，摩尔比ro/p2o5小于或等于1。

在一个方面中，当玻璃组合物包含r2o且不包含ro时，摩尔比r2o/p2o5大于或等于1。在另一个方面中，摩尔比r2o/p2o5大于1或者2、3、4、5、6、7、8、9或10，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，大于1至3，2至5等)。在其他方面中，当玻璃组合物包含r2o且不包含ro时，摩尔比r2o/p2o5小于或等于1。

在一个方面中，本文所述的玻璃组合物含有tio2。在一个方面中，tio2的量是约1摩尔％至约30摩尔％。在其他方面中，存在的tio2约为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或者30摩尔％，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，1摩尔％至15摩尔％，5摩尔％至20摩尔％等)。

在一个方面中，本文所述的玻璃组合物含有wo3。在一个方面中，wo3的量是约1摩尔％至约15摩尔％。在其他方面中，存在的wo3约为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或者15摩尔％，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，1摩尔％至5摩尔％，5摩尔％至10摩尔％，10摩尔％至15摩尔％等)。

在一个方面中，当玻璃组合物包含tio2和/或wo3时，nb2o5与tio2和/或wo3的总量是20摩尔％至50摩尔％。在其他方面中，nb2o5与tio2和/或wo3的总和约为20、25、30、35、40、45或者50摩尔％，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，20摩尔％至30摩尔％，30摩尔％至40摩尔％等)。

在一个方面中，玻璃组合物包含zno。在这个方面中，zno的量是0.5摩尔％至约20摩尔％，或者是约0.5、1、2、3、4、5、10、15或者20摩尔％，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，1摩尔％至15摩尔％，5摩尔％至10摩尔％等)。在一个方面中，ro、r2o与zno的总量是30摩尔％至60摩尔％，或者是约30、25、40、45、50、55或者60摩尔％，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，30％至45％，40％至55％等)。

在另一个方面中，玻璃组合物包含al2o3。在这个方面中，al2o3的量是大于0摩尔％且小于或等于约5摩尔％，或者是约1、2、3、4或者5摩尔％，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，1摩尔％至5摩尔％，2摩尔％至4摩尔％等)。

在另一个方面中，玻璃组合物包含sno2。在这个方面中，sno2的量是大于0摩尔％且小于或等于约2尔％，或者是约0.1、0.25、0.5、0.75、1.0、1.25、1.5、1.75或者2.0摩尔％，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，0.1摩尔％至2.0摩尔％，0.25摩尔％至1.75摩尔％等)。

在一个方面中，本文所述的玻璃组合物还含有选自下组的一种或多种金属氧化物：rb2o、cs2o、cdo、mno2、y2o3、la2o3、hfo2、ta2o5、zro2、ga2o3、sio2、geo2、sb2o3、bi2o3，及其组合。在另一个方面中，玻璃组合物含有来自上文所列那些的1种、2种、3种或4种金属氧化物。在某些方面中，本文所述的玻璃组合物不包含sio2、al2o3、mgo、tio2，或其任意组合。在另一个方面中，本文所述的玻璃组合物不包含b2o3。

在一个方面中，第一玻璃组合物包含：

(a)p2o5，它的量是15摩尔％至40摩尔％；

(b)nb2o5，它的量是10摩尔％至50摩尔％；

(c)碱金属氧化物(r2o)，它的量是1摩尔％至35摩尔％；以及

(d)至少两种碱土金属氧化物(ro)，其总量为5摩尔％至40摩尔％，

其中，玻璃组合物不包含zno和b2o3。

在一个方面中，对于上文所述的第一玻璃组合物，在另一个方面中，p2o5的量是25摩尔％至35摩尔％；nb2o5的量是20摩尔％至35摩尔％；r2o的量是10摩尔％至35摩尔％；以及ro的量是20摩尔％至40摩尔％。在其他方面中，第一玻璃组合物包含：量为约1摩尔％至约15摩尔％的wo3和/或量为约1摩尔％至约20摩尔％的tio2，其中，nb2o5与tio2和/或wo3的总量是20摩尔％至40摩尔％。

在一个方面中，对于上文所述的第一玻璃组合物，r2o是：量为1摩尔％至15摩尔％的na2o，量为1摩尔％至15摩尔％的li2o，以及量为1摩尔％至10摩尔％的k2o，bao的量是1摩尔％至25摩尔％，cao的量是1摩尔％至25摩尔％，以及sro的量是1摩尔％至25摩尔％。

在一个方面中，第二玻璃组合物包含：

(a)p2o5，它的量是15摩尔％至40摩尔％；

(b)nb2o5，它的量是10摩尔％至50摩尔％；

(c)至少一种碱金属氧化物(r2o)，它的量是5摩尔％至35摩尔％；以及

其中，玻璃组合物不包含zno、b2o3或者碱土金属氧化物(ro)。

在一个方面中，对于上文所述的第二玻璃组合物，nb2o5的量是30摩尔％至40摩尔％，以及tio2的量是5摩尔％至15摩尔％，p2o5的量是20摩尔％至30摩尔％，以及r2o是量为5摩尔％至40摩尔％的na2o，li2o的量是5摩尔％至40摩尔％，k2o的量是5摩尔％至40摩尔％，或是r2o的任意组合。

在一个方面中，第三玻璃组合物包含：

(a)p2o5，它的量是15摩尔％至40摩尔％；

(b)nb2o5，它的量是10摩尔％至50摩尔％；

(d)至少一种碱土金属氧化物(ro)，它的量是5摩尔％至40摩尔％，

其中，玻璃组合物不包含zno、b2o3或者碱金属氧化物(r2o)。

在一个方面中，对于上文所述的第三玻璃组合物，nb2o5的量是30摩尔％至40摩尔％，tio2的量是5摩尔％至15摩尔％，p2o5的量是20摩尔％至30摩尔％，bao的量是5摩尔％至20摩尔％，cao的量是1摩尔％至10摩尔％，以及sro的量是5摩尔％至20摩尔％。

在一个方面中，第四玻璃组合物包含：

(a)p2o5，它的量是20摩尔％至40摩尔％；

(b)nb2o5，它的量是10摩尔％至50摩尔％；

(c)碱金属氧化物(r2o)，它的量是1摩尔％至35摩尔％；

(d)碱土金属氧化物(ro)，它的量是5摩尔％至40摩尔％，

其中，玻璃组合物不包含b2o3。

在一个方面中，对于上文所述的第四玻璃组合物，p2o5的量是25摩尔％至35摩尔％，nb2o5的量是20摩尔％至35摩尔％，zno的量是5摩尔％至25摩尔％，r2o的量是10摩尔％至35摩尔％，以及ro的量是20摩尔％至40摩尔％。在其他方面中，第四玻璃组合物包含：量为约1摩尔％至约15摩尔％的wo3和/或量为约1摩尔％至约20摩尔％的tio2，其中，nb2o5与tio2和/或wo3的总量是20摩尔％至40摩尔％。

在一个方面中，第五玻璃组合物包含：

(a)p2o5，它的量是20摩尔％至40摩尔％；

(b)nb2o5，它的量是10摩尔％至50摩尔％；以及

(c)至少一种碱金属氧化物(r2o)，它的量是5摩尔％至35摩尔％；

其中，玻璃组合物不包含b2o3或者碱土金属氧化物(ro)。

在一个方面中，对于上文所述的第五玻璃组合物，nb2o5的量是30摩尔％至40摩尔％，tio2的量是5摩尔％至15摩尔％，p2o5的量是20摩尔％至35摩尔％，zno的量是1摩尔％至15摩尔％，以及r2o的量是1摩尔％至35摩尔％，其中，r2o是na2o、li2o、k2o或其任意组合。

在一个方面中，第六玻璃组合物包含：

(a)p2o5，它的量是20摩尔％至40摩尔％；

(b)nb2o5，它的量是10摩尔％至50摩尔％；以及

(d)至少一种碱土金属氧化物(ro)，它的量是5摩尔％至40摩尔％，

其中，玻璃组合物不包含b2o3或者碱金属氧化物(r2o)。

在一个方面中，对于上文所述的第六玻璃组合物，nb2o5的量是30摩尔％至40摩尔％，tio2的量是5摩尔％至15摩尔％，p2o5的量是20摩尔％至35摩尔％，zno的量是1摩尔％至15摩尔％，以及ro的量是5摩尔％至40摩尔％，其中，ro是bao、cao、sro或其任意组合。

可以使用本领域已知的技术来制备本文所述的玻璃组合物。在一个方面中，本文所揭示的玻璃组合物可以通过熔体猝冷制备。在一个方面中，p2o5可以作为磷酸(h3po4)结合其他形成玻璃的组分添加。此外，在这个方面中，当添加磷酸时，批料材料可以在熔化之前在350℃至400℃煅烧。在另一个方面中，p2o5可以作为无水五氧化二磷添加。在一个方面中，批料材料在900℃至1300℃熔化。在另一个方面中，批料材料在铂坩埚中熔化。

本文所述的玻璃组合物具有适用于光学制品的折射率。在一个方面中，玻璃组合物在25℃，在587.6nm(d-线)处具有至少1.75的折射率；或者在25℃，在587.6nm处具有约1.75、1.80、1.85、1.90、1.95或2.00的折射率，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，1.75至1.95，1.90至2.00等)。

本文所述的玻璃组合物具有适用于光学制品的密度。密度足够低至使得它们可以被用于虚拟现实或者增强现实头戴装置以及其他光学制品。在一个方面中，玻璃组合物具有小于或等于4.0g/cm³的密度，或者3.5g/cm³、3.6g/cm³、3.7g/cm³、3.8g/cm³、3.9g/cm³或4.0g/cm³的密度，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，3.5g/cm³至3.9g/cm³，3.75g/cm³至4.0g/cm³等)。

本文所述的玻璃组合物的玻璃热稳定性指数允许采用许多不同玻璃制造技术来制造光学制品。不希望受限于理论，玻璃热稳定性指数越大，以较小发生失透的概率对玻璃进行加工所存在的窗口越大。在一个方面中，玻璃组合物具有大于或等于200℃、大于或等于225℃的玻璃热稳定性指数，或者200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃、280℃、290℃或300℃的玻璃热稳定性指数，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，200℃至300℃，220℃至270℃)。

在某些方面中，当以常用于通过差式扫描量热法进行表征的10℃/分钟的速率进行加热时，玻璃组合物不发生结晶。在这些方面中，没有tx值，并且玻璃组合物不具有如本文所定义的玻璃热稳定性指数。对于这些玻璃组合物，从它们的成形特性观点来说，它们是合乎希望的，特别是当所采用的成形技术需要再加热步骤时。

在一个方面中，本文所述的玻璃组合物的阿贝数是至少20，或者20至40。在另一个方面中，阿贝数约为20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，25至35，30至40等)。

在一个方面中，本文所揭示的玻璃组合物的退火点是约450℃至约750℃。在另一个方面中，玻璃组合物的退火点约为450、475、500、525、550、575、600、625、650、675、700、725或750℃，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，450℃至700℃，500至650℃，600℃至700℃，650至750℃等)。

在一个方面中，在从室温延伸到300℃的范围上的每个温度，本文所述的玻璃组合物具有约6.0ppm/℃至约12.0ppm/℃的热膨胀系数。在一个方面中，热膨胀系数约为7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5或11ppm/℃，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，8至10ppm/℃，8.5至10.5ppm/℃等)。

在一个方面中，玻璃组合物具有通过astmc1351m确定得到的575℃至850℃的软化点。在另一个方面中，玻璃组合物的软化点约为575、600、625、650、675、700、725、750、775、800、825或850℃，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，600℃至700℃，650至750℃等)。

在一个方面中，玻璃组合物具有875℃至1200℃的内部液相线温度。在另一个方面中，玻璃组合物的内部液相线温度约为875、900、925、950、975、1000、1025、1050、1075、1100、1125、1150或1200℃，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，900℃至1100℃，1000至1150℃等)。

在一个方面中，玻璃组合物具有50gpa至110gpa的杨氏模量。在另一个方面中，玻璃组合物的杨氏模量约为50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105或110gpa，其中，任意数值可以是范围的下端点或者上端点(例如，60至80gpa，70至90gpa等)。

在其他方面中，可以控制玻璃组合物的颜色。不希望受限于理论，在玻璃生产过程中，多价过渡金属阳离子的氧化会使得最终玻璃组合物变色。取决于过渡金属的价态，含nb、ti和w的玻璃组合物的颜色会从亮黄色、暗棕色变化到深蓝色。在一个方面中，可以通过在空气中或者在气氛氧气中，在其玻璃转化温度(tg)或者靠近玻璃转化温度(tg)对玻璃组合物进行加热来实现玻璃组合物的变色。在一个方面中，在空气中或者在氧气氛下，以比玻璃转化温度高了120℃加热玻璃组合物持续10至1440分钟。热处理没有对玻璃的透射率造成负面影响并且如实施例所示，可以通过热处理改进玻璃组合物的透射率和折射率。

在另一个方面中，在玻璃成形过程中，可以添加组分(例如，ceo2)从而减少玻璃组合物的变色。在一个方面中，ceo2的用量可以是0.001摩尔％至2摩尔％。如实施例所示，可以通过添加ceo2来改进玻璃的玻璃透射率和折射率。

在一个方面中，本文所述的玻璃组合物是足够稳定的，其可以被浇铸成近似1cm厚的大的形状，并且在没有失透的情况下冷却成玻璃。

在一个方面中，本文公开的玻璃组合物展现出于具有类似折射率的硅酸盐组合物相当的化学耐用性。在另一个方面中，虽然典型的磷酸盐玻璃在高水分/高湿度条件下发生腐蚀，但是本文所揭示的玻璃没有以这种方式发生劣化。在另一个方面中，本文所揭示的玻璃组合物除了高折射率之外还具有低色散。

在一个方面中，本文所述的玻璃组合物可用于生产光学制品。在一个方面中，光学制品是透明的。在另一个方面中，本文所提供的玻璃可能在通过空气中的常规熔融形成之后是具有明显颜色的，但是颜色是可以去除的。在一个方面中，通过在温度接近玻璃组合物的tg的空气或氧气中对玻璃进行退火，去除了颜色。在另一个方面中，通过添加氧化剂(例如，ceo2)来去除颜色。

在另一个方面中，可以通过各种技术将玻璃组合物加工成粉末、纤维、珠粒、片材或者三维支架或形状。具有所需性质和形式的玻璃可以被用于它们在光学显示器、增强现实装置或虚拟现实装置、非线性光子材料、密封玻璃、用于光学物体的包封玻璃、电池中的分隔物、光学放大和波导装置中的应用。

实施例

下面给出实施例，以便为本领域技术人员完整地披露和描述本文所描述和要求专利保护的化合物、组合物和方法是如何实现和评价的，并且这些实施例完全是出于示例的目的，并不旨在限制本文公开的发明内容的范围。已经进行了诸多努力，以确保数值(例如数量、温度等)的精确性，但是必须考虑到存在一些误差和偏差。除非另外说明，否则份是重量份，温度是℃或者是处于室温，以及压力是在大气压下或接近大气压。可以使用反应条件的多种变化和组合(例如，组分浓度、所需的溶剂、溶剂混合物、温度、压力和其他反应范围和条件)来优化从所描述的过程获得的产物纯净度和产量。仅需要合理的和常规的实验方法来优化这样的工艺条件。

实施例1：玻璃组合物的生产

通过标准熔体猝冷方法从金属氧化物粉末、金属碳酸盐粉末和金属磷酸盐化合物粉末的批料来制备玻璃组合物。以磷酸盐化合物(例如，磷酸锂盐、六偏磷酸钠盐、磷酸钾盐、磷酸钙盐、磷酸钡盐和/或磷酸(h3po4)向批料添加p2o5。添加磷酸需要使得批料在空气中在铂坩埚中以350-400℃煅烧2-4小时，之后在900-1300℃熔化。一旦形成之后，玻璃在退火温度或者在接近玻璃转化温度(tg)在空气中退火约2小时，然后猝冷以减小内应力。玻璃组合物后续没有再熔融。玻璃组合物后续没有进行清洁或者经受制造后加工。在退火之后，确定了诸如热膨胀系数、tg、折射率、密度等之类的性质。

实施例2：样品玻璃组成和特性

制备数种玻璃组合物并且它们的性质参见表1-9，其中，每种组分的量表述为摩尔％。

下表中的以下参数定义如下：

密度。根据astmc693测量密度。

折射率(ri)和阿贝数(vd)。采用metricon2010型号棱镜耦合器测量ri。采用各种激光源，以406nm、473nm、532nm、633nm、790nm和981nm的波长，用metricon2010型号棱镜耦合器进行ri测量。metricon2010棱镜耦合器以全自动折射计运行，其中，可以测量块体材料和/或膜的折射率。通过metricon2010棱镜耦合器测量块体材料(例如，所提供的玻璃样品)的折射率。测得的折射率与cauchy或sellmeier色散方程拟合，并确定了常数。在本文中，将光学玻璃的折射率规定为587.6nm波长处，并且在下表中称作rd和/或nd。当以不同波长测量折射率时，记录为n519、n532以及n633等，其中，数字表示波长，单位为纳米。采用拟合折射率色散值，对于每种玻璃组合物计算vd阿贝数。

应变点和退火点。束流弯曲粘度法测量了无机玻璃在10¹²至10¹⁴泊的粘度与温度的关系，并且通过这个测量，根据astmc598获得了对于玻璃的应变点和退火点的估算。

软化点。平行位置粘度法测量了10⁷到10⁹泊的粘度与温度的关系，并且通过这个测量，获得了玻璃的“正常软化点”的估算。这个方法与astmc1351m相类似。

热膨胀系数(cte)。根据astme228，使用膨胀计法来确定玻璃的平均线性热膨胀系数(cte)。

玻璃转化温度(tg)和结晶的起点温度(tx)。通过差式扫描量热法(dsc)，以氩气气氛中10℃/分钟升温速率达到1000℃来测量tg和tx。用研钵和杵将样品粉碎。使用约30mg进行分析。样品采用微量天平进行称重并放入netzschdsc404f1pegasus仪器中进行分析。将大气抽真空并用氩气回填以提供惰性气氛。

液相线温度。通过梯度炉法测量液相线温度。这个方法符合用于测量玻璃的液相线温度的astmc829-81标准实践。

泊松比、剪切模量和杨氏模量。通过振荡超声光谱来测量杨氏模量、剪切模量和泊松比，并且仪器型号是magnaflux公司的quasarruspec4000。

如下过程用于先进光学(ao)测试和纳米条(nanostrip)2x测试来评估每种玻璃的化学耐用性。在下表中提供了结果。

进行先进光学(ao)测试来评估玻璃组合物的化学耐用性。ao测试常用于对光学玻璃进行评估。每个玻璃样品(25mmx25mmx1mm，表面抛光)在25℃的10重量％hcl中蚀刻持续10分钟。用于这个测试的表面积与体积比是0.33cm^-1。在蚀刻10分钟之后，样品在去离子水中猝冷并在18mω水中清洗，然后通过高纯度氮气干燥并放入干燥器中过夜。相对于表面积进行重量损失标准化(mg/cm²或mg/mm²)，以及计算重量损失百分比(重量％)。

纳米条(nanostrip)2x测试。将干燥样品浸没在600ml的纳米条(nanostrip)2x溶液(国会科学公司(capitolscientific)，85％h2so4和<1％h2o2)，在70℃持续50分钟，以400rpm的速度进行搅拌。用于这个测试的表面积与体积比是0.08cm^-1。在50分钟后，样品在去离子水中猝冷并在18mω水中清洗，然后通过高纯度氮气干燥并放入干燥器中过夜。相对于表面积进行重量损失标准化(mg/cm²)，以及计算重量损失百分比(重量％)。

对于下表中所呈现的组合物，由于制造变化波动，组成相对于指定组分会具有±5％的小偏差。例如，如果指示的是30.0摩尔％的p2o5，则组成会包含28.5至31.5摩尔％的p2o5，或者如果指示的是5.0摩尔％的li2o，则组成会包含4.75至5.25摩尔％的li2o。下表中的性质(例如，密度、应变点、软化点等)的测量和记录是范围中的中心值(即，在上述实施例中，组成为30.0摩尔％p2o5或者5.0摩尔％li2o等)。

^a.基于相似组成的估算。

^a.在dsc中没有结晶峰。

^a.在dsc中没有结晶峰。

^a.在dsc中没有结晶峰。

^a.在dsc中没有结晶峰。

^a.在dsc中没有结晶峰。

^a.在dsc中没有结晶峰。

^a.在dsc中没有结晶峰。

^a.在dsc中没有结晶峰。

实施例3：折射率大于1.8的玻璃组合物

在下表14至21中呈现了本文公开的折射率大于1.8的玻璃组合物以及选择的性质。实施例2中尚未列出的代表了属性的缩写如下所示：

在下表22至25中呈现了本文公开的折射率大于1.8的玻璃组合物以及选择的性质。上文中尚未列出的代表了属性的缩写如下所示：

实施例4：玻璃颜色的控制

检查一对不同方案来控制玻璃组合物的颜色。

在一个实验中，玻璃组合物116(表13)以氧气吹扫持续0.5小时和1小时在660℃加热(图1a)，以及在640℃的空气中加热持续1小时(图1b)。两种条件下的热处理都使得玻璃颜色发生漂白并且改善了350-500μm范围内的透射率，如图1a和1b所示。

在另一个实验中，玻璃组合物4(表1)以氧气吹扫持续16小时在660℃加热。如图2所示，相比于没有在氧气下进行加热的同样的玻璃，在氧气下进行加热的玻璃组合物的玻璃折射率增加。

在另一个实验中，向本文所生产的数种玻璃组合物加入ceo2添加，从而改变玻璃的颜色(表26)。玻璃组合物4不包含ceo2并且用作对照。玻璃组合物118-120含有0.01-1摩尔％的ceo2。总体来说，相比于玻璃组合物4，制备具有ceo2的玻璃组合物具有更高的折射率(图3a)和百分比透射率(图3b)。

本公开内容的项1延伸至：

一种玻璃组合物，其包含：

(a)p2o5，它的量是15摩尔％至40摩尔％；

(b)nb2o5，它的量是10摩尔％至50摩尔％；以及以下一种：

(i)碱金属氧化物(r2o)，它的量是1摩尔％至35摩尔％；

至少两种碱土金属氧化物(ro)，其总量为5摩尔％至40摩尔％，以及

其中，玻璃组合物不包含zno和b2o3；

(ii)至少一种碱金属氧化物(r2o)，它的量是5摩尔％至35摩尔％；以及

其中，玻璃组合物不包含zno、b2o3或者碱土金属氧化物(ro)；或者

(iii)至少一种碱土金属氧化物(ro)，它的量是5摩尔％至40摩尔％，以及

其中，玻璃组合物不包含zno、b2o3或者碱金属氧化物(r2o)。

本公开内容的项2延伸至：

如项1所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含：

碱金属氧化物(r2o)，它的量是5摩尔％至35摩尔％；

至少两种碱土金属氧化物(ro)，其总量为5摩尔％至40摩尔％，以及

其中，玻璃组合物不包含zno和b2o3。

本公开内容的项3延伸至：

如项1或2所述的玻璃组合物，其中，摩尔比(r2o+ro)/p2o5大于或等于1。

本公开内容的项4延伸至：

如项1或2所述的玻璃组合物，其中，摩尔比(r2o+ro)/p2o5小于或等于1。

本公开内容的项5延伸至：

如项1或2所述的玻璃组合物，其中，摩尔比r2o/(r2o+ro)大于0.25。

本公开内容的项6延伸至：

如项1-5中任一项所述的玻璃组合物，其中，p2o5的量是15摩尔％至30摩尔％。

本公开内容的项7延伸至：

如项1-6中任一项所述的玻璃组合物，其中，nb2o5的量是15摩尔％至30摩尔％。

本公开内容的项8延伸至：

如项1-7中任一项所述的玻璃组合物，其中，p2o5的量是20摩尔％至30摩尔％。

本公开内容的项9延伸至：

如项1-8中任一项所述的玻璃组合物，其中，nb2o5的量是20摩尔％至30摩尔％。

本公开内容的项10延伸至：

如项1-9中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o是na2o、li2o、k2o，或其任意组合。

本公开内容的项11延伸至：

如项1-10中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o包含量为1摩尔％至35摩尔％的na2o。

本公开内容的项12延伸至：

如项1-11中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o包含量为1摩尔％至15摩尔％的li2o。

本公开内容的项13延伸至：

如项1-12中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o包含量为1摩尔％至10摩尔％的k2o。

本公开内容的项14延伸至：

如项1-13中任一项所述的玻璃组合物，其中r2o包含：量为1摩尔％至15摩尔％的na2o，量为1摩尔％至15摩尔％的li2o，以及量为1摩尔％至10摩尔％的k2o，或其任意组合。

本公开内容的项15延伸至：

如项1-14中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至25摩尔％的bao以及量为1摩尔％至25摩尔％的cao。

本公开内容的项16延伸至：

如项1-15中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至25摩尔％的bao以及量为1摩尔％至25摩尔％的mgo。

本公开内容的项17延伸至：

如项1-16中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至25摩尔％的bao，量为1摩尔％至25摩尔％的cao，量为1摩尔％至25摩尔％的sro，或其任意组合。

本公开内容的项18延伸至：

如项1-17中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o包含：量为1摩尔％至15摩尔％的na2o，量为1摩尔％至15摩尔％的li2o，和量为1摩尔％至10摩尔％的k2o，以及ro包含：量为1摩尔％至25摩尔％的bao，量为1摩尔％至25摩尔％的cao，和量为1摩尔％至25摩尔％的sro。

本公开内容的项19延伸至：

如项1-18中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含tio2和/或wo3，其中，nb2o5的量、tio2的量和/或wo3的量，或其任意组合，总计为20摩尔％至50摩尔％。

本公开内容的项20延伸至：

如项1-19中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为1摩尔％至30摩尔％的tio2。

本公开内容的项21延伸至：

如项1-20中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为1摩尔％至15摩尔％的wo3。

本公开内容的项22延伸至：

如项1-21中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为1摩尔％至5摩尔％的al2o3。

本公开内容的项23延伸至：

如项1-22中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为0.001摩尔％至1.0摩尔％的ceo2。

本公开内容的项24延伸至：

如项1-23中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物不包含sio2、al2o3、mgo、tio2，或其任意组合。

本公开内容的项25延伸至：

如项1-24中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含量为15摩尔％至25摩尔％的nb2o5以及量为15摩尔％至25摩尔％的tio2。

本公开内容的项26延伸至：

如项1-25中任一项所述的玻璃组合物，其中，nb2o5与tio2的总和是40摩尔％至50摩尔％。

本公开内容的项27延伸至：

如项1-26中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含量为15摩尔％至25摩尔％的nb2o5，量为15摩尔％至25摩尔％的tio2，以及量为20摩尔％至30摩尔％的p2o5。

本公开内容的项28延伸至：

如项1-27中任一项所述的玻璃组合物，其中，nb2o5与tio2的总和是40摩尔％至50摩尔％。

本公开内容的项29延伸至：

如项1所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含：

至少一种碱金属氧化物(r2o)，它的量是5摩尔％至35摩尔％；以及

其中，玻璃组合物不包含zno、b2o3或者碱土金属氧化物(ro)。

本公开内容的项30延伸至：

如项29所述的玻璃组合物，其中，摩尔比r2o/p2o5大于或等于1。

本公开内容的项31延伸至：

如项29所述的玻璃组合物，其中，摩尔比r2o/p2o5小于或等于1。

本公开内容的项32延伸至：

如项29-31中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含量为30摩尔％至40摩尔％的nb2o5以及量为5摩尔％至15摩尔％的tio2。

本公开内容的项33延伸至：

如项29-32中任一项所述的玻璃组合物，其中，nb2o5与tio2的总和是40摩尔％至50摩尔％。

本公开内容的项34延伸至：

如项29-33中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含量为30摩尔％至40摩尔％的nb2o5，和量为5摩尔％至15摩尔％的tio2，以及量为20摩尔％至30摩尔％的p2o5。

本公开内容的项35延伸至：

如项29-34中任一项所述的玻璃组合物，其中，nb2o5与tio2的总和是40摩尔％至50摩尔％。

本公开内容的项36延伸至：

如项29-35中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o是na2o、li2o、k2o，或其任意组合。

本公开内容的项37延伸至：

如项29-36中任一项所述的玻璃组合物，其中r2o包含：量为5摩尔％至40摩尔％的na2o，量为5摩尔％至40摩尔％的li2o，量为5摩尔％至40摩尔％的k2o，或其任意组合。

本公开内容的项38延伸至：

如项29-37中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含：量为30摩尔％至40摩尔％的nb2o5，和量为5摩尔％至15摩尔％的tio2，量为20摩尔％至30摩尔％的p2o5，以及r2o包含：量为5摩尔％至40摩尔％的na2o，量为5摩尔％至40摩尔％的li2o，量为5摩尔％至40摩尔％的k2o，或其任意组合。

本公开内容的项39延伸至：

如项29-38中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为1摩尔％至15摩尔％的wo3。

本公开内容的项40延伸至：

如项1所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含：

至少一种碱土金属氧化物(ro)，它的量是5摩尔％至40摩尔％，

其中，玻璃组合物不包含zno、b2o3或者碱金属氧化物(r2o)。

本公开内容的项41延伸至：

如项40所述的玻璃组合物，其中，摩尔比ro/p2o5大于或等于1。

本公开内容的项42延伸至：

如项40所述的玻璃组合物，其中，摩尔比ro/p2o5小于或等于1。

本公开内容的项43延伸至：

如项40-42中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含量为30摩尔％至40摩尔％的nb2o5以及量为5摩尔％至15摩尔％的tio2。

本公开内容的项44延伸至：

如项40-43中任一项所述的玻璃组合物，其中，nb2o5与tio2的总和是40摩尔％至50摩尔％。

本公开内容的项45延伸至：

如项40-44中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含量为30摩尔％至40摩尔％的nb2o5，量为5摩尔％至15摩尔％的tio2，以及量为20摩尔％至30摩尔％的p2o5。

本公开内容的项46延伸至：

如项40-45中任一项所述的玻璃组合物，其中，nb2o5与tio2的总和是40摩尔％至50摩尔％。

本公开内容的项47延伸至：

如项40-46中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包括bao、cao、sro或其任意组合。

本公开内容的项48延伸至：

如项40-47中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至25摩尔％的bao，量为1摩尔％至25摩尔％的cao，量为1摩尔％至25摩尔％的sro，或其任意组合。

本公开内容的项49延伸至：

如项40-48中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含：量为30摩尔％至40摩尔％的nb2o5，量为5摩尔％至15摩尔％的tio2，量为20摩尔％至30摩尔％的p2o5，量为5摩尔％至20摩尔％的bao，量为1摩尔％至10摩尔％的cao，以及量为5摩尔％至20摩尔％的sro。

本公开内容的项50延伸至：

一种玻璃组合物，其包含：

p2o5，它的量是20摩尔％至40摩尔％；

nb2o5，它的量是10摩尔％至50摩尔％；

zno，它的量是0.5摩尔％至20摩尔％；以及以下一种：

(i)碱金属氧化物(r2o)，它的量是1摩尔％至35摩尔％；

碱土金属氧化物(ro)，它的量是5摩尔％至40摩尔％，

其中，玻璃组合物不包含b2o3；

(ii)至少一种碱金属氧化物(r2o)，它的量是5摩尔％至35摩尔％；

其中，玻璃组合物不包含b2o3或者碱土金属氧化物(ro)；或者

(iii)至少一种碱土金属氧化物(ro)，它的量是5摩尔％至40摩尔％；

其中，玻璃组合物不包含b2o3或者碱金属氧化物(r2o)。

本公开内容的项51延伸至：

如项50所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含：

碱金属氧化物(r2o)，它的量是10摩尔％至35摩尔％；

碱土金属氧化物(ro)，它的量是5摩尔％至40摩尔％，以及

其中，玻璃组合物不包含b2o3。

本公开内容的项52延伸至：

如项50或51所述的玻璃组合物，其中，ro的量、r2o的量以及zno的量总计为30摩尔％至60摩尔％。

本公开内容的项53延伸至：

如项50或51所述的玻璃组合物，其中，摩尔比(r2o+ro)/p2o5大于或等于1。

本公开内容的项54延伸至：

如项50或51所述的玻璃组合物，其中，摩尔比(r2o+ro)/p2o5小于或等于1。

本公开内容的项55延伸至：

如项50或51所述的玻璃组合物，其中，摩尔比r2o/(r2o+ro)大于0.25。

本公开内容的项56延伸至：

如项51-55中任一项所述的玻璃组合物，其中，p2o5的量是25摩尔％至35摩尔％。

本公开内容的项57延伸至：

如项51-56中任一项所述的玻璃组合物，其中，nb2o5的量是15摩尔％至30摩尔％。

本公开内容的项58延伸至：

如项51-57中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o是na2o、li2o、k2o，或其任意组合。

本公开内容的项59延伸至：

如项51-58中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o包含量为1摩尔％至35摩尔％的na2o。

本公开内容的项60延伸至：

如项51-59中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o包含量为1摩尔％至15摩尔％的li2o。

本公开内容的项61延伸至：

如项51-60中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o包含量为1摩尔％至10摩尔％的k2o。

本公开内容的项62延伸至：

如项50-61中任一项所述的玻璃组合物，其中r2o包含：量为1摩尔％至15摩尔％的na2o，量为1摩尔％至15摩尔％的li2o，以及量为1摩尔％至10摩尔％的k2o。

本公开内容的项63延伸至：

如项51-62中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro是cao、bao、mgo、sro或其任意组合。

本公开内容的项64延伸至：

如项51-63中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至25摩尔％的bao。

本公开内容的项65延伸至：

如项51-64中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至20摩尔％的cao。

本公开内容的项66延伸至：

如项51-65中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至15摩尔％的mgo。

本公开内容的项67延伸至：

如项51-66中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至30摩尔％的sro。

本公开内容的项68延伸至：

如项51-67中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至20摩尔％的bao以及量为1摩尔％至20摩尔％的cao。

本公开内容的项69延伸至：

如项51-68中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至20摩尔％的bao，量为1摩尔％至20摩尔％的cao，以及量为1摩尔％至20摩尔％的sro。

本公开内容的项70延伸至：

如项51-69中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含tio2和/或wo3，其中，nb2o5的量、tio2的量和/或wo3的量，或其任意组合，总计为20摩尔％至40摩尔％。

本公开内容的项71延伸至：

如项51-70中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为1摩尔％至30摩尔％的tio2。

本公开内容的项72延伸至：

如项51-71中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为1摩尔％至15摩尔％的wo3。

本公开内容的项73延伸至：

如项51-72中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为1摩尔％至5摩尔％的al2o3。

本公开内容的项74延伸至：

如项51-73中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为0.001摩尔％至1.0摩尔％的ceo2。

本公开内容的项75延伸至：

如项51-74中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物不包含sio2、al2o3、mgo、tio2中的任一种。

本公开内容的项76延伸至：

如项51-75中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含：量为30摩尔％至40摩尔％的nb2o5，量为5摩尔％至15摩尔％的tio2，量为20摩尔％至35摩尔％的p2o5，量为1摩尔％至15摩尔％的zno，量为5摩尔％至40摩尔％的ro，其中，ro是bao、cao、sro或其任意组合，以及量为1摩尔％至35摩尔％的r2o，其中，r2o是na2o、li2o、k2o或其任意组合。

本公开内容的项77延伸至：

如项50所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含：

至少一种碱金属氧化物(r2o)，它的量是5摩尔％至35摩尔％；

其中，玻璃组合物不包含b2o3或者碱土金属氧化物(ro)。

本公开内容的项78延伸至：

如项77所述的玻璃组合物，其中，p2o5的量是25摩尔％至35摩尔％。

本公开内容的项79延伸至：

如项77或78所述的玻璃组合物，其中，nb2o5的量是15摩尔％至30摩尔％。

本公开内容的项80延伸至：

如项77-79中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o是na2o、li2o、k2o，或其任意组合。

本公开内容的项81延伸至：

如项77-80中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o包含量为1摩尔％至35摩尔％的na2o。

本公开内容的项82延伸至：

如项77-81中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o包含量为1摩尔％至15摩尔％的li2o。

本公开内容的项83延伸至：

如项77-82中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o包含量为1摩尔％至10摩尔％的k2o。

本公开内容的项84延伸至：

如项77-83中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为1摩尔％至30摩尔％的tio2。

本公开内容的项85延伸至：

如项77-84中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为1摩尔％至15摩尔％的wo3。

本公开内容的项86延伸至：

如项77-85中任一项所述的玻璃组合物，其中r2o包含：量为1摩尔％至15摩尔％的na2o，量为1摩尔％至15摩尔％的li2o，以及量为1摩尔％至10摩尔％的k2o。

本公开内容的项87延伸至：

如项77-86中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o与p2o5的摩尔比大于或等于1。

本公开内容的项88延伸至：

如项77-87中任一项所述的玻璃组合物，其中，r2o与p2o5的摩尔比小于或等于1。

本公开内容的项89延伸至：

如项77-88中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含：量为30摩尔％至40摩尔％的nb2o5，量为5摩尔％至15摩尔％的tio2，量为20摩尔％至35摩尔％的p2o5，量为1摩尔％至15摩尔％的zno，以及量为1摩尔％至35摩尔％的r2o，其中，r2o是na2o、li2o、k2o或其任意组合。

本公开内容的项90延伸至：

如项50所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含：

至少一种碱土金属氧化物(ro)，它的量是5摩尔％至40摩尔％；以及

其中，玻璃组合物不包含b2o3或者碱金属氧化物(r2o)。

本公开内容的项91延伸至：

如项90所述的玻璃组合物，其中，p2o5的量是25摩尔％至35摩尔％。

本公开内容的项92延伸至：

如项90或91所述的玻璃组合物，其中，nb2o5的量是15摩尔％至30摩尔％。

本公开内容的项93延伸至：

如项90-92中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro是cao、bao、mgo、sro或其任意组合。

本公开内容的项94延伸至：

如项90-93中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至25摩尔％的bao。

本公开内容的项95延伸至：

如项90-94中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至20摩尔％的cao。

本公开内容的项96延伸至：

如项90-95中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至15摩尔％的mgo。

本公开内容的项97延伸至：

如项90-96中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至30摩尔％的sro。

本公开内容的项98延伸至：

如项90-97中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至20摩尔％的bao以及量为1摩尔％至20摩尔％的cao。

本公开内容的项99延伸至：

如项90-98中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro包含量为1摩尔％至20摩尔％的bao，量为1摩尔％至20摩尔％的cao，以及量为1摩尔％至20摩尔％的sro。

本公开内容的项100延伸至：

如项90-99中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为1摩尔％至30摩尔％的tio2。

本公开内容的项101延伸至：

如项90-100中任一项所述的玻璃组合物，其中，组合物还包含量为1摩尔％至15摩尔％的wo3。

本公开内容的项102延伸至：

如项90-101中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro与p2o5的摩尔比大于或等于1。

本公开内容的项103延伸至：

如项90-101中任一项所述的玻璃组合物，其中，ro与p2o5的摩尔比小于或等于1。

本公开内容的项104延伸至：

如项90-103中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物包含：量为30摩尔％至40摩尔％的nb2o5，量为5摩尔％至15摩尔％的tio2，量为20摩尔％至35摩尔％的p2o5，量为1摩尔％至15摩尔％的zno，以及量为5摩尔％至40摩尔％的ro，其中，ro是bao、cao、sro或其任意组合。

本公开内容的项105延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于200℃的玻璃热稳定性指数。

本公开内容的项106延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有大于或等于225℃的玻璃热稳定性指数。

本公开内容的项107延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有小于零的玻璃热稳定性指数。

本公开内容的项108延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，在25℃，玻璃组合物在588nm的折射率是至少1.70。

本公开内容的项109延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，在25℃，玻璃组合物在588nm的折射率是至少1.75。

本公开内容的项110延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，在25℃，玻璃组合物在588nm的折射率是1.70至2.00。

本公开内容的项111延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有小于或等于4g/cm³的密度。

本公开内容的项112延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有至少20的阿贝数。

本公开内容的项113延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有20至40的阿贝数。

本公开内容的项114延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有6.0ppm/℃至12ppm/℃的热膨胀系数。

本公开内容的项115延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有450℃至750℃的退火点。

本公开内容的项116延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有575℃至850℃的软化点。

本公开内容的项117延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有875℃至1200℃的内部液相线温度。

本公开内容的项118延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物具有50gpa至110gpa的杨氏模量。

本公开内容的项119延伸至：

如项1-104中任一项所述的玻璃组合物，其中，玻璃组合物是玻璃片、粉末、珠粒、纤维或者三维支架。

一种光学制品，其包括项1-104中任一项所述的玻璃组合物。

在本公开内容中，引用了各种出版物。这些出版物的全部公开内容在此通过参考结合在本申请中以更加完整地描述本文的方法、组合物和化合物。

可对本文所述的材料、方法和制品作出各种改进和变化。考虑到本文揭示的材料、方法和制品的说明和实施，本文所述的材料、方法和制品的其它方面将是显而易见的。本说明书和实施例应视为示例。