光学玻璃制造技术

技术编号:12779477 阅读:127 留言:0更新日期:2016-01-27 21:54
本发明专利技术提供一种折射率为1.81-1.88、阿贝数为31-38的适合于二次压型以及非球面精密压型的光学玻璃。光学玻璃,其氧化物的摩尔百分比组成包括:SiO26-23%、B2O320-35%、TiO23-9%、ZnO17-42%、La2O33-18%、Y2O31-5%、ZrO21-7%、Nb2O54-10%、WO30.4-4%、BaO3-15%。本发明专利技术通过合理组成玻璃配比,玻璃透过率较高,τ400nm的值高于88%Tg低于620℃,适用于非球面精密压型;析晶温度以上50℃以上的粘度大于1dPaS,生产厚度大于20mm的玻璃不易产生析晶和条纹,良品率较高;同时组分中不含有Ta2O5、Gd2O3等贵重氧化物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种高折射率光学玻璃,特别是设及一种折射率为1. 81-1.88、阿贝数 为31-38的光学玻璃,其透过率高、析晶溫度低,成型粘度高,适合于二次压型。
技术介绍
对于光学玻璃来说,折射率、阿贝数、透过率是其核屯、特征。折射率和阿贝数决定 了玻璃的基本功能,折射率为1. 81-1. 88,阿贝数为31-38的光学玻璃属于高折射率中高色 散光学玻璃,其可W缩短镜头的成像长度,与低折射率低色散玻璃禪合使用时,可W有效消 除镜头的色差。 透过率也是玻璃的核屯、指标,其代表了玻璃透过光线的能力,对于折射率高于 1. 81的高折射率光学玻璃来说,由于其组分的特性,大约对应380nm-440nm波长的紫蓝色 波段的光线,透过率比低折射率光学玻璃要低很多。如某公司18-300mm交换镜头,由18枚 镜片构成,其中高折射率光学玻璃有4片,如果运些玻璃紫蓝色波段透过率较低,最后能达 到感光元件的紫蓝色波段光线较其他波段的光线要低很多,对照片的色彩还原带来了较大 的负面影响。光学玻璃的紫蓝光透过率可W用T400皿(IOmm)来表示,其表征IOmm厚度的 某种光学玻璃在400nm波长处的内透过率。对于折射率在1. 81-1. 88,阿贝数处于31-38的 光学玻璃来说,T400皿(IOmm)的值至少要达到88%W上才能满足光学仪器的使用,尤其 是长焦镜头使用。一般来讲,其值越高越好。 近年来,大口径镜片需求越来越多,对光学玻璃胚料厚度也提出了较高的要求,通 常厚度需要大于20mm,甚至达到40mm。由于玻璃是一种热的不良导体,运样的厚度要求,对 玻璃在成型中的散热和冷却提出了挑战,尤其是对易析晶玻璃的析晶和条纹控制是非常困 难的。运样的情况就需要在组分研发过程中考虑如何平衡玻璃组分,达到提升玻璃的抗析 晶性能的同时,加大成型粘度,使得厚规格玻璃在生产中避免析晶和条纹的产生,同时适合 于二次压型和非球面精密压型工艺。 析晶是光学玻璃常见的质量缺陷,对于光学玻璃的制造及加工来说,玻璃的抗析 晶性能主要体现在生产过程中是否容易析晶W及在加工过程中是否容易析晶两个方面。 生产过程中的析晶主要是指玻璃从玻璃液冷却到固态时,如果漏料时玻璃液处在 玻璃的析晶溫度范围内,组分中的物质首先在玻璃表面或者内部形成晶核(尺寸从数十纳 米到数百纳米不等)。如果条件合适,如厚规格玻璃在成型冷却时,玻璃中屯、溫度较高,冷却 较慢,那么晶核会进一步长大为析晶,影响光线透过,造成玻璃产品报废。若玻璃中只存在 直径较小,不影响玻璃成像的晶核(尺寸从数十纳米到数百纳米不等),那么玻璃还可W在 后期通过冷加工制作为合格的光学零件。但是,如果内部有晶核的玻璃,通过再加热的"二 次压型"或者"非球面精密压型"工艺制作光学零件,那么在再加热过程中晶核会有长大为 析晶颗粒的风险,造成玻璃零件报废。 目前大部分的光学零件加工采取对玻璃进行再次加热并再进行塑形的"二次压 型"或者"非球面精密压型"工艺,二次加热压型工艺与冷加工工艺相比,效率高,成本低,大 幅度减少污染物的排放,是目前大批量光学零件加工的主流方式。在二次加热的过程中,如 果玻璃的抗析晶性能不好,会造成压型工艺很窄,良品率较低,严重时甚至不能用于压型工 艺。 在高折射率光学玻璃的出料过程中,为了避免玻璃产生晶核或析晶,会把玻璃液 出料溫度设置在析晶溫度下限50°CW上。运样又产生了另外一个问题:漏料溫度越高,虽 然对缓解析晶有利,但是玻璃的粘度随着溫度的增高而减小。在成型过程中,玻璃在模具中 从液态冷却为固态,过小成型粘度容易在成型过程中使玻璃在冷却过程中产生不均匀的絮 流,冷却后在玻璃中形成条纹。 在光学玻璃的生产中,条纹是一种常见的质量缺陷,通常产生于玻璃的上下表面, 严重时会在玻璃内部出现。因此,为了得到析晶质量和条纹质量都满意的玻璃产品,需要在 玻璃组分设计中考虑到降低玻璃的析晶溫度的同时加大玻璃的成型粘度。一般来讲,在玻 璃析晶溫度W上50°c,高溫粘度达到IdPaSW上的玻璃,在成型过程中才能避免析晶和条 纹的出现。 另外,值得注意的是,通常低软化点光学玻璃中含有较多的LizO组分。LizO加入 到玻璃组分中,可W有效降低玻璃的Tg溫度。但是,含有LizO的低软化点光学玻璃通常使 用销金相蜗烙炼,在烙炼过程中,玻璃组分中的LizO容易腐蚀销金相蜗,造成成品玻璃中产 生较多的脱落销金W及销析晶物,造成玻璃的良品率下降。另一方面,此类玻璃用于精密压 型过程中时,容易产生玻璃元件表面模糊的风险,原因在于模具中一般涂有含碳元素的脱 模剂,玻璃组分中的LizO容易和脱模剂中的碳元素发生反应,在玻璃原件表面产生粗糖的 不透明膜层。 中国专利98802074. 2描述的玻璃,折射率和阿贝数与本专利技术玻璃范围有一定重 合,但其组分中ZnO含量很低,导致Tg溫度较高,不适合非球面精密压型。 中国专利201210244584.8中描述的玻璃,折射率和阿贝数与本专利技术玻璃有一 定重合,但其Tg溫度高达650°C,不适合非球面压型,同时其着色度偏高,A70处达到了 410nm,运对镜头的蓝光波段的透过是不利的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种折射率为1. 81-1. 88、阿贝数为31-38的 适合于二次压型W及非球面精密压型的光学玻璃。 本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是:光学玻璃,其氧化物的摩尔百分比组 成包括:Si〇26-23%、B203 2〇-35%、Ti〇2 3-9%、化0 17-42%、La2〇3 3-18%、Y203 1-5%、 Zr〇21-7%、佩2〇54-10%、W030 . 4-4%、BaO3-15%。 进一步的,还包括:CaO0-5%、SrO0-5%、Sb2〇30-1%。 进一步的,其中,CaO0-3%或 / 和SrO0-3%。进一步的,玻璃组分中不含有Ta2〇5、Gd2〇3、Li2〇。[001引进一步的,其中,5102 8-21%或/和8203 22-33%或/和1102 4-8%或/和化0 20-39%或/和La203 4-16%或/和Y203 2-4%或/和Zr02 1.5-6%或/和佩205 5-8%或 /和W030.5-3 %或/和BaO 5-12%。进一步的,其中,B2(V(Si〇2+BaO)的值为 0. 8-2. 5。 进一步的,其中,化曰2〇3+佩2〇5)/(Y2〇3+Zr〇2+Ti〇2+W〇3)的值为 0. 6-1.8。 进一步的,所述玻璃的折射率为1. 81-1. 88,阿贝数为31-38。 进一步的,所述玻璃的折射率为1. 82-1.86(不含1. 86),阿贝数为32-37。 进一步的,所述玻璃400皿波长处内透过率1 400皿大于88%打旨溫度低于620°(:; 析晶上限溫度不高于118(TC;析晶溫度上限W上50°C处粘度大于IdPaS。 进一步的,所述玻璃析晶溫度上限W上50°C处粘度大于1. 5dPaS。本专利技术的有益效果是:通过合理组成玻璃配比,玻璃折射率为1.81-1.88,阿贝数 为31-38 ;透过率较高,T400皿的值高于88% ;Tg低于620°C,适用于非球面精密压型;析 晶溫度W上50°CW上的粘度大本文档来自技高网
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【技术保护点】
光学玻璃,其特征在于,其氧化物的摩尔百分比组成包括:SiO2 6‑23%、B2O3 20‑35%、TiO2 3‑9%、ZnO 17‑42%、La2O3 3‑18%、Y2O3 1‑5%、ZrO2 1‑7%、Nb2O5 4‑10%、WO3 0.4‑4%、BaO 3‑15%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:毛露路
申请(专利权)人:成都光明光电股份有限公司
类型:发明
国别省市:四川;51

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