光学玻璃制造技术

本发明专利技术提供一种化学稳定性好，光透过率优异，折射率为1.47～1.52、阿贝数为58～64的光学玻璃。光学玻璃，其组分按重量百分比含有：SiO2：60～70％、B2O3：1～10％、ZnO：0～8％、TiO2：0～5％、Na2O：1～10％、K2O：10～20％、Al2O3：1.2～5％、F：0.5～4％。本发明专利技术通过各组分的合理搭配，使玻璃转变温度低于470℃，适于精密模压成型；降低了B2O3的含量，使得在光学常数达到目的的情况下，光学玻璃的化学稳定性好，光透过率优异，同时不添加SnO和SnO2等组分，延长了熔化装置的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学玻璃，特别是涉及一种折射率(nd)为1.47～1.52、阿贝数(νd)为58～64的光学玻璃。
技术介绍
近年来，随着光学设备的小型化、轻量化的发展，为了减少构成光学设备的光学系统的透镜个数，使用玻璃制非球面透镜逐渐增多。用具有高精度成型面的模具使加热软化的玻璃预制件加压成型，将模具的高精度成型面的形状复制在玻璃预制件上得到玻璃制非球面透镜的方法，就是目前最主流的成型方法—精密模压法。利用精密模压法，可以高产率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。另外，即使对已失去透明性的玻璃预制件精密模压成型，也不能消除失透性，包含失透的玻璃成型品不能用于透镜等光学元件，因此，精密模压成型中所用的玻璃预制件，必须是耐失透性优异的玻璃。在众多的光学玻璃品种中，低折射率光学玻璃的用量与日俱增，国内外也公开了一些相关专利。如日本公开专利特开2000—247678记载了一种低折射率光学玻璃，其中含有大量的B2O3和Li2O，使得玻璃的化学稳定性差，易出现分相和失透使玻璃不透明，从而使得玻璃的透过率变差。又如日本专利平8-34633公开了含SnO和SnO2作为防止日晒作用的必要组分的光学玻璃，在玻璃熔化过程中SnO和SnO2与熔化设备中的铂金部分形成合金，易使熔化设备损坏，发生玻璃液泄漏。
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化学稳定性好，光透过率优异，折射率(nd)为1.47～1.52、阿贝数(νd)为58～64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，其组分按重量百分比含有：SiO2：60～70％、B2O3：1～10％、ZnO：0～8％、TiO2：0～5％、Na2O：1～10％、K2O：10～20％、Al2O3：1.2～5％、F：0.5～4％。进一步的，还含有：Sb2O3：0～1％、RO：0～5％，其中，RO包括MgO、BaO、SrO和CaO中的一种或几种，但不含有Li2O。光学玻璃，其组分按重量百分比为：SiO2：60～70％、B2O3：1～10％、ZnO：0～8％、TiO2：0～5％、Na2O：1～10％、K2O：10～20％、Al2O3：1.2～5％、F：0.5～4％、Sb2O3：0～1％、RO：0～5％，其中，RO包括MgO、BaO、SrO和CaO中的一种或几种。进一步的，其中：SiO2：65～70％；和/或B2O3：2～6％；和/或ZnO：1～6％；和/或TiO2：1～3％；和/或Na2O：3～8％；和/或K2O：12～20％；和/或F：1～3％；和/或Al2O3：1.2～3％。进一步的，其中：0.02﹤F/R2O﹤0.35，R2O为Na2O和K2O的总含量。进一步的，其中：0.03﹤F/R2O﹤0.3，R2O为Na2O和K2O的总含量。进一步的，其中：0.05﹤F/R2O﹤0.2，R2O为Na2O和K2O的总含量。进一步的，所述光学玻璃折射率为1.47～1.52，阿贝数为58～64。进一步的，所述光学玻璃转变温度低于470℃，密度为2.5g/cm3以下，透射比达到80％时对应的波长λ80小于320nm，透射比达到5％时对应的波长λ5小于280nm。采用上述的光学玻璃制成的玻璃预制件。采用上述的光学玻璃制成的光学元件。采用上述的光学玻璃制成的光学仪器。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过各组分的合理搭配，使玻璃转变温度(Tg)低于470℃，适于精密模压成型；降低了B2O3的含量，使得在光学常数达到折射率(nd)为1.47～1.52、阿贝数(νd)为58～64的情况下，光学玻璃的化学稳定性好，光透过率优异；不添加SnO和SnO2等组分，延长了熔化装置的使用寿命。具体实施方式下面将描述本专利技术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。SiO2是本专利技术不可或缺的形成玻璃的氧化物，如果其含量少于60％，则玻璃的化学稳定性不好，并且不能获得所需的光学常数；若其含量超过70％，则玻璃的熔化性能变差，需消耗大量能量来熔化玻璃。因此，SiO2的含量为60～70％，优选为65～70％。B2O3有利于提高玻璃的熔化性能，如果其含量高于10％，则玻璃的化学稳定性变差，在精密模压时，易出现分相和失透，从而导致玻璃变得不透明，并且玻璃易着色；当其含量低于1％时，则难以满足本专利技术玻璃所需要的光学常数，且玻璃难以熔化。因此，B2O3含量为1～10％，优选含量为2～6％。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，还可以在熔化过程中有效降低玻璃的粘度，从而提高玻璃的熔化性能，有效降低玻璃的转变温度。但当ZnO的含量超过8％时，璃的失透性增大。因此，ZnO的含量限定为0～8％，优选为1～6％。TiO2可以显著提高玻璃的机械性能和化学稳定性，但如果TiO2的含量高于5％，会使玻璃着色，引起光透过率的恶化。因此，TiO2含量为0～5％，优选为1～3％。Al2O3能有效提高玻璃的化学稳定性，是具有极大提高玻璃的化学耐久性效果的必须成分，但是其含量过多会导致液相温度上升，另外，玻璃的平均线膨胀系数增大，很易发生由冷却时产生的热应力而导致的裂纹。因此，Al2O3含量为1.2～5％，优选为1.2～3％。Na2O可以有效提高玻璃的熔化性能并调整光学常数，如果其含量小于1％，则不能充分获得这些效果；而如果其含量超过10％，则玻璃的化学稳定性显著变差。因此，Na2O的含量限定为1～10％，优选为3～8％。K2O用于调节玻璃的光学常数以及降低玻璃的析晶性能。当其含量低于10％时，无法达到上述效果；如果其含量超过20％，会引起玻璃化学稳定性的恶化。因此，K2O含量为10～20％，优选为12～20％。需要特别注意的是，本专利技术不含有Li2O，因为加入Li2O后，本专利技术的玻璃耐失透性和化学稳定性急剧恶化，无法满足生产要求。碱土金属氧化物RO，即MgO、BaO、SrO和CaO，可以调整光学常数，向加有碱金属的硅酸盐系玻璃中加入适量的RO，可以防止碱金属离子在玻璃中迁移和/或扩散，从而提高玻璃的化学稳定性，但其含量过高，则会使折射率过高，难以满足本专利技术的需要。因此，可以分别以MgO、BaO、SrO和CaO其中的一种或几种按总含量不高于5％的量加入玻璃中。F能有效降低玻璃的粘度，同时也具有一定的澄清作用。但其含量过多，会导致玻璃在熔化过程中氟的蒸发，从而造成环境污染。因此，F含量限定为0.5～4％，优选为1～3％。本专利技术中F以K2SiF6或者Na2SiF6形式引入。专利技术人通过大量研究发现，当0.02﹤F/R2O﹤0.35时，其中，R2O为Na2O和K2O的总含量，玻璃的熔化性能优异，且能有效降低玻璃的析晶温度，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学玻璃，其特征在于，其组分按重量百分比含有：SiO2：60～70％、B2O3：1～10％、ZnO：0～8％、TiO2：0～5％、Na2O：1～10％、K2O：10～20％、Al2O3：1.2～5％、F：0.5～4％。

【技术特征摘要】
1.光学玻璃，其特征在于，其组分按重量百分比含有：SiO2：60～70％、B2O3：1～10％、ZnO：0～8％、TiO2：0～5％、Na2O：1～10％、K2O：10～20％、Al2O3：1.2～5％、F：0.5～4％。2.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，还含有：Sb2O3：0～1％、RO：0～5％，其中，RO包括MgO、BaO、SrO和CaO中的一种或几种，但不含有Li2O。3.光学玻璃，其特征在于，其组分按重量百分比为：SiO2：60～70％、B2O3：1～10％、ZnO：0～8％、TiO2：0～5％、Na2O：1～10％、K2O：10～20％、Al2O3：1.2～5％、F：0.5～4％、Sb2O3：0～1％、RO：0～5％，其中，RO包括MgO、BaO、SrO和CaO中的一种或几种。4.如权利要求1～3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：SiO2：65～70％；和/或B2O3：2～6％；和/或ZnO：1～6％；和/或TiO2：1～3％；和/或Na2O：3～8％；和/或K2O：12～20％；和/或F：1～3％；和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖德光，何波，
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