高折射高色散光学玻璃、光学元件及光学仪器的制造方法_2

文档序号:8467165阅读:来源:国知局
205的含量小于1%时,光学常数达不到设计要求;而当其含量超过 15%时,玻璃的抗失透性降低,因此,Nb 205的含量限定为1~15%,优选为2~14%,进一步优 选为5~10%。
[0028] ZnO能降低玻璃的热膨胀系数,提高玻璃的化学稳定性、热稳定性,并且能提升玻 璃的熔融性。当ZnO的含量超过8%时,玻璃的失透性增大;当ZnO的含量低于0. 5%时,玻 璃的转变温度升高,因此,ZnO的含量限定为0. 5~8%,优选为0. 5~6%,进一步优选为1~ 4%。
[0029] W03是一种高折射氧化物,加入玻璃中能有效提升玻璃的折射率和色散。但其含量 超过8%时,会造成玻璃透过率恶化。因此,其含量限定为0~8%,优选为不添加。
[0030] R0 (R为Ba、Sr、Ca、Mg中的一种或几种)为碱土金属氧化物,加入玻璃中可以改 善玻璃的稳定性和熔融性能,但引入过多会加剧玻璃的分相趋势,可以单独一种或几种组 合加入玻璃组分中。因此,其总含量为〇~8%,优选为0~5%,进一步优选为不加入。
[0031] Sb203在本发明中作为澄清剂使用,其含量限定为0~0. 1%,优选为0~0.05%。进 一步优选为不加入。
[0032] 本发明通过大量实验,研究各组分含量的相互关系,获得了折射率(n d)为1. 95~ 2. 07、阿贝数(vd)为25~35,成本较低、光透过率优异、抗析晶性能好的光学玻璃。
[0033] 下面将描述本发明的光学玻璃的性能:
[0034] 折射率与阿贝数按照《GB/T7962. 1-2010无色光学玻璃测试方法折射率和色散 系数》测试。
[0035] 10mm厚样品400nm处内透过率按《GB/T7962. 12-2010规定方法测量》,以下简称 t400nm。
[0036] 玻璃内部抗析晶性能采取以下试验方式测试:
[0037] 将实验玻璃切割为30mmX30mmX10mm的片状毛坯,放入温度为玻璃的Tg温度以 上270°C左右的加热炉中,保温30分钟,然后取出样品徐冷。待样品冷却后,对得到的样品 进行抛光,放到显微镜下检查,判断标准为:
[0038] 1)无肉眼可见的析晶颗粒,记为"A"级;
[0039] 2)肉眼可见析晶颗粒,数量少而分散,记为"B"级;
[0040] 3)肉眼可见较大分散或者较密集而小的析晶颗粒,记为"C"级;
[0041] 4)析晶颗粒较大而密集,记为"D"级;
[0042] 5)玻璃完全析晶失透,记为"E"级。
[0043] 玻璃表面抗析晶性能(DCS)采取以下试验方式测试:
[0044] 将实验玻璃切割为30mmX30mmX 10mm的片状毛坯,并精磨。然后在其表面涂抹上 B2N3涂层,放入温度为玻璃的Tg温度以上270°C左右的加热炉中,保温30分钟,然后取出样 品徐冷。待样品冷却后,抹去B 2N3涂层,在灯光下观察析晶斑,并通过磨样机将析晶斑磨去, 记录析晶斑深度,判断标准为:
[0045]1)表面无析晶斑,说明玻璃表面抗析晶能力强,记为"A"级;
[0046] 2)表面有析晶斑,但表面析晶斑面积占整个表面面积在5%以下,同时析晶斑深度 未超过0. 5_,记为"B"级;
[0047] 3)表面有析晶斑,但表面析晶斑面积占整个表面面积在5%_30%之间,或者析晶斑 深度超过〇? 5mm但未到达0? 8mm,记为"C"级;
[0048] 4)如果表面有析晶斑,但表面析晶斑面积占整个表面面积在30%以上,或者析晶 斑深度为〇. 8_以上,记为"D"级。
[0049] 经过测试,本发明的光学玻璃具有以下性能:折射率(nd)为1. 95~2. 07,阿贝数 (vd)为25~35,表面抗析晶性能为B级及以上,内部抗析晶性能为A级,t400nm > 68%。
[0050] 本发明还提供一种光学预制件和光学元件,由上述光学玻璃按照本领域技术人员 熟知的方法形成。由于所述的光学玻璃具有高折射率和高色散,因此所述光学元件也具有 高折射率和高色散,可以应用于数码照相机、数字摄像机、照相手机等设备。
[0051] 实施例
[0052] 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保护范围。
[0053] 表1~表4中显不的光学玻璃(实施例1~40)是通过按照表1~表4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、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐等), 将混合原料放置在钼金坩埚中,在一定的温度内熔融,并且经熔化、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。
[0054] 本发明实施例1~40的组成与折射率(nd)、阿贝数(vd)、表面抗析晶能力、内部 抗析晶能力、t400nm的结果一起在表1~表4中表示。在这些表中,各个组分的组成是用 重量%表示的。表中的A表示(Si02+B203)/Ti02的值,B为La2(V(Y203+Gd20 3+Zr02)的值。
[0055] 表 1
[0056]
【主权项】
1. 高折射高色散光学玻璃,其特征在于,其组成按重量百分比含有=SiO2 :1~13%、 B2O3 :6 ~15%、TiO2 :5 ~22%、La2O3 :35 ~60%、Gd2O3 :1 ~15%、ZrO2 :2 ~10%、Nb2O5 :1 ~ 15%、ZnO:0? 5 ~8%、WO3 :0 ~8%,Y2O3 :0 ~10%,但不含Ta2O5 与GeO2。
2. 如权利要求1所述的高折射高色散光学玻璃,其特征在于,还含有:Sb2O3 :0~0. 1%、 RO:0~8%,其中,R为Ba、Sr、Ca、Mg中的一种或几种。
3. 如权利要求1所述的高折射高色散光学玻璃,其特征在于,其组成按重量百分比为: SiO2 :1 ~13%、B203 :6 ~15%、Ti02 :5 ~22%、La203 :35 ~60%、Y203 :0 ~10%、Gd203 :1 ~15%、 ZrO2 :2 ~10%、Nb205 :1 ~15%、Zn0 :0? 5 ~8%、W03 :0 ~8%、Sb203 :0 ~0? 1%、R0 :0 ~8%,其 中,R为Ba、Sr、Ca、Mg中的一种或几种。
4. 如权利要求1~3任一权利要求所述的高折射高色散光学玻璃,其特征在于,其中: SiO2 :1 ~11% 和 / 或B2O3 :8 ~13% 和 / 或TiO2 :11 ~17% 和 / 或La2O3 :38 ~55% 和 / 或 Y2O3 :1 ~7% 和 / 或Gd2O3 :3 ~13% 和 / 或ZrO2 :3 ~9% 和 / 或Nb2O5 :2 ~14% 和 / 或ZnO: 0? 5~6%和/或Sb2O3 :0~0? 05%和/或RO:0~5%,其中,R为Ba、Sr、Ca、Mg中的一种或 几种。
5. 如权利要求1~3任一权利要求所述的高折射高色散光学玻璃,其特征在于,其中: SiO2 :1 ~7% 和 / 或B2O3 :8 ~11% 和 / 或TiO2 :12 ~16% 和 / 或La2O3 :40 ~50% 和 / 或 Y2O3 :1 ~5% 和 / 或Gd2O3 :5 ~12% 和 / 或ZrO2 :4 ~8% 和 / 或Nb2O5 :5 ~10% 和 / 或ZnO: 1 ~4%。
6. 如权利要求1~3任一权利要求所述的高折射高色散光学玻璃,其特征在于,其中: 2. 5 <La203/(Y203+Gd203+Zr02) < 7。
7. 如权利要求1~3任一权利要求所述的高折射高色散光学玻璃,其特征在于,其中: 0? 9 < (Si02+B203)/Ti02 < 1. 5。
8. 如权利要求1~3任一权利要求所述的高折射高色散光学玻璃,其特征在于,所述光 学玻璃折射率为1. 95~2. 07,阿贝数为25~35。
9. 如权利要求1~3任一权利要求所述的高折射高色散光学玻璃,其特征在于,按GB/ T7962. 12-2010规定方法测量,IOmm厚样品400nm处内透过率为68%及以上。
10. 如权利要求1~3任一权利要求所述的高折射高色散光学玻璃,其特征在于,其表 面抗析晶性能等级在B级及以上;内部抗析晶性能为A级。
11. 采用权利要求1~10中任一权利要求所述的高折射高色散光学玻璃制成的玻璃预 制件。
12. 采用权利要求1~10中任一权利要求所述的高折射高色散光学玻璃制成的光学元 件。
13. 采用权利要求1~10中任一权利要求所述的高折射高色散光学玻璃制成的光学仪 器。
【专利摘要】本发明提供一种光透过率优异、抗析晶性能优良的高折射高色散光学玻璃。高折射高色散光学玻璃,其组成按重量百分比含有:SiO2:1~13%、B2O3:6~15%、TiO2:5~22%、La2O3:35~60%、Gd2O3:1~15%、ZrO2:2~10%、Nb2O5:1~15%、ZnO:0.5~8%、WO3:0~8%,Y2O3:0~10%,但不含Ta2O5与GeO2。本发明通过合理的组分配比,不含有易着色的Bi2O3,玻璃的着色度和光透过率优异;不含有Ta2O5、GeO2等贵重氧化物,玻璃成本低。本发明的光学玻璃具有较好的抗析晶性能,其折射率为1.95~2.07、阿贝数为25~35。
【IPC分类】C03C3-068
【公开号】CN104788018
【申请号】CN201410028801
【发明人】匡波
【申请人】成都光明光电股份有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年1月22日
【公告号】US20150203395
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