光学玻璃、光学预制件和光学元件制造技术

本发明专利技术提供一种精密模压性能优异且折射率为1.46‑1.53、阿贝数为77‑84的光学玻璃。光学玻璃，按重量百分比组成包括：P：2‑15％；Al：1‑13％；Ba：10‑22％；Sr：15‑30％；Ca：0.1‑8％；Mg：0‑5％；Gd：大于0但小于或等于10％；F：20‑35％；O：5‑16％。本发明专利技术通过合理调整各组分之间的配比，从根本上改善了光学玻璃的模压性能，有效地解决了折射率为1.46‑1.53、阿贝数为77‑84的光学玻璃在模压过程中玻璃的破损和起雾问题，大大提高了光学元件生产的良品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低折射低色散的光学玻璃，尤其是涉及一种低折射低色散氟磷酸盐光学玻璃、光学预制件和光学元件。
技术介绍
近年来，随着数码照相机、摄像机和可拍照手机的快速普及，使得光学材料也朝着高精度化、小型化的方向迅速发展，为满足以上要求，使用非球面透镜进行光学设计已成为主流；同时，以低成本、高产率的精密压型技术在光学元件制造上也越来越受到重视。氟磷酸盐光学玻璃作为应用较为广泛的新型玻璃材料，具有低色散、低折射率的特性，在光学系统中可消除二级光谱特殊色散，提高分辨率，明显改善光学系统成像质量，同时还具有较低的软化温度，可以直接精密模压制成高级非球面透镜。现有技术中，折射率在1.46-1.53，阿贝数在77-84范围内的氟磷酸盐光学玻璃在精密模压的过程中易发生破裂或产生裂纹，并经常在玻璃表面伴随产生白浊和起雾，无法制成有效的光学元件，生产良品率低。
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精密模压性能优异且折射率为1.46-1.53、阿贝数为77-84的光学玻璃。本专利技术还要提供一种由上述光学玻璃形成的光学预制件和光学元件。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：光学玻璃，按重量百分比组成包括：P：2-15％；Al：1-13％；Ba：10-22％；Sr：15-30％；Ca：0.1-8％；Mg：0-5％；Gd：大于0但小于或等于10％；F：20-35％；O：5-16％。进一步的，还包括：Y：0-5％；Na：0-5％；La：0-8％；Yb：0-8％；Li：0-5％；K：0-5％；Zn：0-8％；Nb：0-8％；Ti：0-8％；Zr：0-8％。光学玻璃，按重量百分比组成包括：P：2-15％；Al：1-13％；Ba：10-22％；Sr：15-30％；Ca：0.1-8％；Mg：0-5％；Gd：大于0但小于或等于10％；Y：0-5％；Na：0-5％；La：0-8％；Yb：0-8％；Li：0-5％；K：0-5％；Zn：0-8％；Nb：0-8％；Ti：0-8％；Zr：0-8％；F：20-35％；O：5-16％。光学玻璃，按重量百分比组成为：P：2-15％；Al：1-13％；Ba：10-22％；Sr：15-30％；Ca：0.1-8％；Mg：0-5％；Gd：大于0但小于或等于10％；Y：0-5％；Na：0-5％；La：0-8％；Yb：0-8％；Li：0-5％；K：0-5％；Zn：0-8％；Nb：0-8％；Ti：0-8％；Zr：0-8％；F：20-35％；O：5-16％。进一步的，其中，P：2-12％；和/或Al：2-10％；和/或Ba：12-20％；和/或Sr：16-28％；和/或Ca：1-6％；和/或Mg：0.1-3％；和/或Gd：0.5-8％；和/或Na：0-3％；和/或Y：0-3％；和/或La：0-5％；和/或Yb：0-5％；和/或Li：0-3％；和/或K：0-3％；和/或Zn：0-5％；和/或Nb：0-5％；和/或Ti：0-5％；和/或Zr：0-5％；和/或F：20-33％；和/或O：5-15％。进一步的，其中，P：3-8％；和/或Al：2-8％；和/或Sr：18-26％；和/或Ca：1-5％；和/或Mg：0.1-2％；和/或Gd：2-8％；和/或Na：0.1-1％；和/或Y：0-1％；和/或La：0-1％；和/或Yb：0-1％；和/或Li：0-1％；和/或K：0-1％；和/或Zn：0-2％；和/或Nb：0-1％；和/或Ti：0-2％；和/或Zr：0-2％；和/或F：25-30％；和/或O：7-13％。进一步的，其中，F：25-27.8％。进一步的，Sr/P为1-10；和/或Gd/Al为0.1-8；和/或F/R为0.4-1.2，其中R为Ba、Sr、Ca和Mg的合计量。进一步的，Sr/P为2-8；和/或Gd/Al为0.1-5；和/或F/R为0.5-1，其中R为Ba、Sr、Ca和Mg的合计量。进一步的，Sr/P为2.5-5；和/或Gd/Al为0.5-3；和/或F/R为0.5-0.8，其中R为Ba、Sr、Ca和Mg的合计量。进一步的，转变温度为470℃以下；抗潮湿大气作用稳定性为2级以上；抗酸作用稳定性为2级以上；密度在4.30g/cm3以下；透射比达到80％时对应的波长λ80小于340nm，透射比达到5％时对应的波长λ5小于290nm。光学预制件，采用上述的光学玻璃制成。光学元件，采用上述的光学玻璃制成。本专利技术的有益效果是：通过合理调整各组分之间的配比，从根本上改善了光学玻璃的模压性能，有效地解决了折射率为1.46-1.53、阿贝数为77-84的光学玻璃在模压过程中玻璃的破损和起雾问题，大大提高了光学元件生产的良品率。具体实施方式本专利技术不限定于以下的方式，能够在本专利技术的目的的范围内加以适当的变更来实施。需要说明的是，针对重复说明之处有时采用省略说明。Ⅰ、光学玻璃下面针对构成本专利技术的光学玻璃的各组分进行说明。在本专利技术说明书中，各组分及其含量在没有特别说明的情况下，各组分代表包括所有可能离子价态的该元素的总和，其含量以该组分占全部组分的重量百分比含量表示。另外，在以下的说明中，提到规定值以下或规定值以上时也包括该规定值。P是一种作为玻璃网络形成体的重要阳离子组分，当其含量低于10％时，玻璃的稳定性降低。另一方面，通过控制P含量在15％以下，可抑制玻璃的失透，并且可抑制玻璃阿贝数的降低，容易得到具有低色散的稳定的玻璃。因此，P含量限定为2-15％，优选为2-12％，进一步优选为3-8％。可使用例如偏磷酸、偏磷酸盐、P2O5、磷酸、磷酸盐等作为原料引入P。Al是本专利技术的玻璃中主要的玻璃骨架组分，并可有效提高玻璃的机械性能和化学耐久性，同时降低玻璃的平均线膨胀系数。当其含量低于1％时，无法形成稳定的玻璃骨架并获得上述的效果；当其含量高于13％时，玻璃的转变温度和液相线温度大大升高，使熔制变得困难，同时成型时温度增加，从而导致玻璃的挥发加剧，使得玻璃条纹变坏，同时过高的转变温度会使模压成型困难。因此，Al含量为1-13％，优选为2-10％，更优选为2-8％。本专利技术中，可使用Al的氟化物、氧化物和含Al的盐类等方式引入Al。Ba的加入可以适量提高玻璃的折射率，同时对提高玻璃的化学稳定性，尤其是提高耐候性十分有效，但过量的加入，会显著地损害玻璃的耐失透稳定性，并使其转变温度升高。因此，在本专利技术中，Ba的含量范围限定为10-22％，优选为12-20％。本专利技术中，可使用Ba的氟化物、氧化物和含Ba的盐类等方式引入Ba。Sr对提高玻璃的耐失透性能有效，并可以有效调整玻璃的折射率和比重，但若其含量过高，不仅使玻璃的折射率和色散变大，难以达到预设的光学性质，同时也会降低玻璃的化学稳定性。因此，在本专利技术中，Sr2+的含量范围限定为15-30％，优选为16-28％，进一步优选为18-26％。本专利技术中，通过控制Sr/P的比值为1-10时，可显著提高玻璃的化学稳定性，尤其是当比值为2-8时达到最佳，更优选为2.5-5。本专利技术中，可使用Sr的氟化物、氧化物和含Sr的盐类等方式引入Sr。Ca在玻璃中不仅可以降低玻璃的阿贝数和比重，而且可以稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学玻璃，其特征在于，按重量百分比组成包括：P：2‑15％；Al：1‑13％；Ba：10‑22％；Sr：15‑30％；Ca：0.1‑8％；Mg：0‑5％；Gd：大于0但小于或等于10％；F：20‑35％；O：5‑16％。

【技术特征摘要】
1.光学玻璃，其特征在于，按重量百分比组成包括：P：2-15％；Al：1-13％；Ba：10-22％；Sr：15-30％；Ca：0.1-8％；Mg：0-5％；Gd：大于0但小于或等于10％；F：20-35％；O：5-16％。2.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，还包括：Y：0-5％；Na：0-5％；La：0-8％；Yb：0-8％；Li：0-5％；K：0-5％；Zn：0-8％；Nb：0-8％；Ti：0-8％；Zr：0-8％。3.光学玻璃，其特征在于，按重量百分比组成包括：P：2-15％；Al：1-13％；Ba：10-22％；Sr：15-30％；Ca：0.1-8％；Mg：0-5％；Gd：大于0但小于或等于10％；Y：0-5％；Na：0-5％；La：0-8％；Yb：0-8％；Li：0-5％；K：0-5％；Zn：0-8％；Nb：0-8％；Ti：0-8％；Zr：0-8％；F：20-35％；O：5-16％。4.光学玻璃，其特征在于，按重量百分比组成为：P：2-15％；Al：1-13％；Ba：10-22％；Sr：15-30％；Ca：0.1-8％；Mg：0-5％；Gd：大于0但小于或等于10％；Y：0-5％；Na：0-5％；La：0-8％；Yb：0-8％；Li：0-5％；K：0-5％；Zn：0-8％；Nb：0-8％；Ti：0-8％；Zr：0-8％；F：20-35％；O：5-16％。5.如权利要求1-4任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中，P：2-12％；和/或Al：2-10％；和/或Ba：12-20％；和/或Sr：16-28％；和/或Ca：1-6％；和/或Mg：0.1-3％；和/或Gd：0.5-8％；和/或Na：0-3％；和/或Y：0-3％；和/或La：0-5％；和/或Yb：0-5％；和/或Li：0-3％；和/或K：0-3％；和/或Zn：0-5％；和/或Nb：0-5％；和/或Ti：0-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡波，
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