环保光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学玻璃，特别是涉及一种折射率（nd)为1. 70~1. 75、阿贝数 (V d)为25~35的环保光学玻璃，以及由该光学玻璃构成的预制件、光学元件和光学仪器。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着数码相机、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，同时在光学元件成型法中，精密模压法已成为主 流。玻璃的精密模压是在压力、高温下，用具有预定形状的模具模制玻璃预制体，获得具有 最终产品形状或与其形状非常接近的玻璃模制品。利用精密模压法可以高产率地大规模生 产具有所需形状的模制品。由于所需的几何形状的高精确度，这种压制方法必须使用高级 的精密仪器，并且因此需要昂贵的模具材料，这种模具的寿命极大地影响所生产的产品的 收益。模具使用期限长的重要因素是工作温度尽可能的低，但是其只能降低到被压制材料 的粘度仍足以用于压制方法的程度。这就意味着，在被加工的玻璃的转变温度Tg和压制方 法的收益性之间，存在有直接的因果关系：玻璃的转变温度越低，则模具的寿命就越长，收 益就越高。为满足以上要求，这就使得具有高品质、低密度、低转变温度的光学玻璃的需求 量越来越大。
[0003] 对环境保护的呼声日益高涨的今天，对光学玻璃的环保化也成了产品开发的方 向。CN102442775A公开了一种折射率（n d)为1. 63~1. 72、阿贝数（V d)为29~40的光学玻 璃，其含有30~60%的氧化铅，这显然不能满足光学玻璃材料环保化的要求。CNl 135207C 公开了一种折射率（nd)为1. 65~1. 80、阿贝数（V d)为28~42的光学玻璃，其含有6~ 20%的B2O3，这会使得玻璃在融化时挥发性增大，同时玻璃的耐失透特性变差。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种折射率为1. 70~1. 75、阿贝数为25~35 的环保光学玻璃。
[0005] 本发明解决技术问题所采用的技术方案是：环保光学玻璃，其组成成分按重量百 分比组成含有：Si0 2:25 ~45%、Ti0 2:20 ~40%、Ba0 :5 ~20%、Na20 :7 ~20%、K20 :5 ~ 20%、Nb205:0. 5 ~10%〇
[0006] 进一步的，还包括：ZnO :0 ~5%、MgO :0 ~5%、CaO :0 ~5%、A1203:0 ~3%、Li 20 : 0 ~3%、Zr02:0 ~5%、Sb 203:0 ~0? 5%。
[0007] 进一步的，其中，ZnO :0~3%和/或MgO :0~3%和/或Zr02:0~3%。
[0008]进一步的，其中，Si〇y(Si02+Ti02) :0? 40~0?8〇。
[0009]进一步的，其中，Si〇y(Si02+Ti02) :0? 40~0? 60。
[0010] 进一步的，其中，Si02:30 ~40%。
[0011] 进一步的，其中，Ti02:25 . 5 ~35%。
[0012] 进一步的，其中，Nb2O5J~5%。
[0013] 进一步的，其中，Na2O :8 ~15%和/或 K2O :5 ~15%和 / 或 BaO :8 ~15%。
[0014] 进一步的，所述光学玻璃折射率为1. 70~1. 75,阿贝数为25~35。
[0015] 采用上述的环保光学玻璃制成的玻璃预制件。
[0016] 采用上述的环保光学玻璃制成的光学元件。
[0017] 采用上述的环保光学玻璃制成的光学仪器。
[0018] 本发明的有益效果是：本发明的组分中不加入B2O3，玻璃的光透过率优异，不含有 PbO等环境污染组分，得到了折射率（nd)为1.70~1.75、阿贝数（Vd)为25~35、透射比 达到80%时对应的波长人 8。小于42511111、透射比达到5%时对应的波长人5小于37〇11111的环 保光学玻璃。
【具体实施方式】
[0019] 下面将描述本发明的光学玻璃的各个组分，除非另有说明，各个组分的含量用重 量％表示。
[0020] SiO2是重要的玻璃形成体氧化物，在玻璃结构中起骨架作用，是光学玻璃实现光 学常数的基础，其含量的多少与玻璃的化学稳定性、融化特性密切相关。在本发明中，当 Si(V#量不足25%时，玻璃的化学稳定性会降低；但当其含量超过45%时，则难以维持玻 璃的光学常数，同时也会显著提高玻璃的融化温度。为了得到化学稳定性特别优异的玻璃， 同时兼顾其融化特性，本发明的SiO 2含量为25~45%，优选为30~40%。
[0021] TiO2在本发明中用于提高玻璃的折射率与色散，以达到所需要的光学常数。同时， TiO 2还可以显著地提高玻璃的机械性能和化学稳定性。但是，如果TiO 2的含量低于20 %， 那么玻璃不能达到所期望的光学常数；若含量高于40%，会使玻璃着色。因此，TiO2含量为 20~40%，优选为25. 5~35%。
[0022] 本发明人员通过研宄发现，在本发明玻璃系统中，SiOjP TiO2的组分含量比率将 影响到玻璃的光透过率，当SiO2ASiOfTiO 2)小于0. 35时，将引起光透过率的显著恶化， 当SiO2ASiOfTiO2)大于0. 90时，玻璃的光学常数将不符合要求。因此，本发明将SiO2/ (Si02+Ti0 2)的比率限定在0.40~0.80的范围内，优选为0.40~0.60。
[0023] ZrO2能提高玻璃的粘度、硬度和化学稳定性，降低玻璃的热膨胀系数。ZrO 2的含量 超过5%时，玻璃难熔，易失透，而且玻璃化学稳定性恶化。因此21<)2的含量为0~5%，优 选为0~3%。
[0024] ZnO能降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性和折射率，还可 以降低玻璃的析晶倾向，当ZnO的含量超过5%时，玻璃的失透性增大，因此，ZnO的含量限 定为0~5 %，优选为0~3 %。
[0025] Nb2O5是用于获得本发明的光学常数的必要组分，同时也是一种提高玻璃化学耐久 性的组分，当其含量大于10%时，在玻璃中会产生反玻璃化作用；当其含量小于〇. 5%时， 难以保持所希望的光学常数，因此，Nb2O5的含量限定为0. 5~10%，优选为1~5%。
[0026] Na2O可以有效降低玻璃的转变温度，提高玻璃的熔化性能以及调整玻璃的光学 常数，如果该组分的含量小于7%，则不能充分获得这些效果；而如果此组分的含量超过 20 %，则玻璃的化学稳定性显著变差。因此，Na2O的含量限定为7~20 %，优选为8~15 %。
[0027]K2O是本发明必须添加的组分之一，用于调节光学常数以及降低玻璃的溶解温度。 当其含量低于5%时，无法达到上述效果；如果含量超过20%，会引起玻璃化学稳定性的恶 化。因此，K