一种硫系玻璃及其制备方法和光学元件与流程

本发明属于光学玻璃，涉及一种硫系玻璃及其制备方法和光学元件。

背景技术：

1、硫系玻璃是一种透红外光学玻璃材料，主要是以s、se、te为基础，引入其他网络形成元素如ge、sb、as等形成的非晶态材料。硫系玻璃具有较宽的红外大气透过窗口，相较于锗单晶具有加工方法简单、材料成本低以及可批量模压生产等优点。目前大部分的硫系玻璃材料折射率都集中在2.4～2.8，市场对于硫系玻璃的需求日益增长，但是目前市面上折射率大于2.9的硫系玻璃都存在生产成本高或其他光学性能差的缺点，在商业应用上总是没有办法大面积推广。

2、cn115196875a公开了一种高折射率ge-ga-sb-se-te硫系玻璃及其制备方法和应用，其玻璃在10μm处有较大的吸收峰，透过率也在11μm处开始急剧下降，在镜头设计时会导致mtf成像不良，并且ge、te等贵金属元素使用较多会导致生产成本较高，影响商业使用。

3、cn104402220a公开了一种硫系光学玻璃，其玻璃系统为ga-ge-s-te，原料环保，折射率在2.7～3.6，但此系统中含有s元素，会导致玻璃熔制时，真空密闭空间蒸汽压过高，造成爆炸危险，且s元素的引入会使硫系玻璃的化稳性变差。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、鉴于现有技术中存在的问题，本发明首先提供了一种硫系玻璃。所述的硫系玻璃具有折射率高，转变温度高，红外透过率范围宽，透过率高，杂质吸收峰少，与其他高折射硫系玻璃相比折射率温度系数较低，成本较低等特点。

3、本发明还提供一种硫系玻璃的制备方法，其制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。

4、用于解决问题的方案

5、本发明首先提供一种硫系玻璃，其包含以摩尔百分比计的以下组分：

6、as：20～40％，优选为25～35％；

7、se：30～50％，优选为33～45％；

8、te：10～30％，优选为10～20％；

9、ge：5～20％，优选为5～15％；

10、sb：1～15％，优选为1～10％；

11、sn：0～10％，优选为0～8％。

12、根据本发明所述的硫系玻璃，其中，所述硫系玻璃在10μm处的折射率为2.90以上。

13、根据本发明所述的硫系玻璃，其中，所述硫系玻璃在-40～80℃的折射率温度系数为120×10-6/℃以下。

14、根据本发明所述的硫系玻璃，其中，所述硫系玻璃的转变温度为150～200℃。

15、根据本发明所述的硫系玻璃，其中，所述硫系玻璃在8～16μm波段的平均红外透过率为45％以上，在14.5μm处的红外透过率为55％以上。

16、进一步，本发明还提供一种根据本发明所述的硫系玻璃的制备方法，其中，包括将硫系玻璃的各组分按照比例称量、混合均匀后进行熔炼，降温固化并退火后，得到硫系玻璃。

17、根据权本发明所述的硫系玻璃的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：

18、将所述硫系玻璃的各组分按照比例称量后混合得到混合料，然后将所述混合料封装于密闭容器中；优选地，所述密闭容器中的真空度为10-5pa以下；

19、将封装好的密闭容器进行熔炼，降温固化后退火，得到硫系玻璃；优选地，所述熔炼在摇摆炉中进行。

20、根据本发明所述的制备方法，其中，所述熔炼的温度为850～1100℃，所述熔炼的时间为10～48h；和/或，所述降温固化的温度为400～700℃。

21、根据本发明所述的制备方法，其中，所述退火的温度为160～200℃，退火的速率为-1～-20℃/h。

22、进一步，本发明还提供一种光学元件，其中，包括根据本发明所述的硫系玻璃。

23、发明的效果

24、本发明的硫系玻璃在10μm处的折射率高，转变温度高，红外透过波段更广且透过率好，杂质吸收峰少，折射率温度系数较低，成本较低，光学性能优异。

25、进一步地，本发明的硫系玻璃的制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。

技术特征：

1.一种硫系玻璃，其包含以摩尔百分比计的以下组分：

2.根据权利要求1所述的硫系玻璃，其特征在于，所述硫系玻璃在10μm处的折射率为2.90以上。

3.根据权利要求1或2所述的硫系玻璃，其特征在于，所述硫系玻璃在-40～80℃的折射率温度系数为120×10-6/℃以下。

4.根据权利要求1～3任一项所述的硫系玻璃，其特征在于，所述硫系玻璃的转变温度为150～200℃。

5.根据权利要求1～4任一项所述的硫系玻璃，其特征在于，所述硫系玻璃在8～16μm波段的平均红外透过率为45％以上，在14.5μm处的红外透过率为55％以上。

6.一种根据权利要求1～5任一项所述的硫系玻璃的制备方法，其特征在于，包括将硫系玻璃的各组分按照比例称量、混合均匀后进行熔炼，降温固化并退火后，得到硫系玻璃。

7.根据权利要求6所述的硫系玻璃的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼的温度为850～1100℃，所述熔炼的时间为10～48h；和/或，所述降温固化的温度为400～700℃。

9.根据权利要求6～8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为160～200℃，所述退火的速率为-1～-20℃/h。

10.一种光学元件，其特征在于，包括根据权利要求1～5任一项所述的硫系玻璃。

技术总结
本发明提供一种硫系玻璃及其制备方法和光学元件。所述硫系玻璃其包含以摩尔百分比计的以下组分：As：20～40％，优选为25～35％；Se：30～50％，优选为33～45％；Te：10～30％，优选为10～20％；Ge：5～20％，优选为5～15％；Sb：1～15％，优选为1～10％；Sn：0～10％，优选为0～8％。本发明的硫系玻璃在10μm处的折射率高，转变温度高，红外透过波段更广且透过率好，杂质吸收峰少，折射率温度系数较低，成本较低，光学性能优异。

技术研发人员：曹帅东,方学舟,杨睿,唐博博,赵仲勋
受保护的技术使用者：湖北新华光信息材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17