无砷、无铅、无镉火石光学玻璃制造技术

本发明专利技术公开了一种无砷、无铅、无镉火石光学玻璃，以重量百分比计量，ＳｉＯ↓［２］４７．２－５１．３，Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］０．２－１．０，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］０．５－１．５，Ｋ↓［２］Ｏ２．０－３．５，ＫＨＦ↓［２］３．０－５．０，ＴｉＯ↓［２］１７．５－２１．２，Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］１．２－３．４，Ｎａ↓［２］Ｏ１８．２－２２．０；将上述各组份混合，经１３５０－１３９０℃熔制，得到无砷、无铅、无镉火石光学玻璃，１２５０℃出炉成型，４８０－５３０℃温度退火８－１０天。本发明专利技术不含有铅、砷、镉，采用其它成份澄清剂及改变工艺措施，形成光学性能，熔炼性能，成型性能等性能良好的无污染环境的火石光学玻璃。

Arsenic free, lead free and cadmium free flint optical glass

The invention discloses a non arsenic, lead, cadmium free flint glass, percentage by weight measurement, SiO: 2 47.251.3, B: 2 O: 3 0.21.0, Al: 2 O: 3 K: 2 factors of 0.5-1.5, O2.03.5, KHF: 2 3.05.0: 2, TiO: 17.5: 21.2, Nb: 2 O: 5 - 1.2 - 3.4, Na - 2: O18.2 - 22; the ingredients are mixed, with 1350 to 1390 DEG C melting, no arsenic, lead, cadmium free flint glass, released 1250 C 480 - 530 DEG forming, annealing temperature 8 - 10 days. The present invention does not contain lead, arsenic and cadmium, and uses other ingredients, clarifying agents and changing technological measures to form an optical glass without pollution in the environment, such as optical property, smelting property, forming property and the like.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是无色光学玻璃领域18大类中二个大类，称火石(NF)和重火石(NZF)光学玻璃，是用于制造照相机、精密仪器等无砷、无铅、无镉的火石光学玻璃。
技术介绍
目前，光学玻璃分类是按其折射和色散系数领域图中的位置来分类，分18大类，目前总品种达200余种，本文所指是火石类及重火石类。它们的组成从R2O-PbO-SiO2系统出发，还含有BaO，B2O3，TiO2等以具有不同折射率和色散，为了消除气泡添加澄清剂氧化砷(As2O3)这二大类按各类系统按其熔制工艺，最终得到 而火石玻璃F类、ZF类含有对人体和环境有污染的主要组份氧化铅(PbO含量40-55％以上)及为了消除气泡所添加的澄清剂氧化砷(As2O3)
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，提供了不含对环境有污染的氧化铅及氧化砷，氧化镉的火石光学玻璃。本专利技术的主要内容是本专利技术的NF类原配方SiO2、PbO、K2ONa2O、As2O3将配方中PbO、As2O3用TiO2、Nb2O5、B2O3、KHF2Al2O3、Sb2O3取代。新配方中的TiO2具有显著提高玻璃折射率和色散的作用，并可以改善玻璃的化学稳定性，在取代PbO的化合物中具有主要作用。KHF2一方面可以起到澄清作用，部分替代As2O3在玻璃液中的作用，另一方面可控制玻璃折射率的过度升高。但不宜加入过多，因其可能增加玻璃的析晶倾向。B2O3可改善玻璃的物理化学性质，降低玻璃的热膨胀。Nb2O5具有较高的折射率和色散是制造高折射率光学玻璃的不可缺少的材料，同时可改善玻璃的析晶性能。Al2O3在配方中主要起到降低析晶倾向和增强玻璃化学稳定性的作用。Sb2O3在玻璃液中起澄清作用。NZF类原配方PbO、SiO2、K2O、Na2O、TiO2、As2O3将配方中PbO、As2O3用Nb2O5、B2O3、CaO、BaO、ZrO2、KHF2、Al2O3取代。NZF类新配方是在NF类配方的基础上，加入增加折射率的BaO，其目的在于提高玻璃的折射率。同时引入CaO和ZrO2，增加玻璃的化学稳定性。通过适当调整系统内各种氧化物的比例，最后得到折射率高于NF类玻璃，而色散低于NF类玻璃的NZF类玻璃。由于在配方中不含有铅、砷、镉，采用其它成份澄清剂及改变工艺措施，形成光学性能，熔炼性能，成型性能等性能良好的无污染环境的火石光学玻璃。本专利技术玻璃与常规火石玻璃和重火石玻璃相比，其区别在于密度低(ρ≤3.40g/cm3)和玻璃具有很好的化学稳定性以及高的转变温度。对于降低玻璃制成品重量和提高玻璃的耐侵蚀性能等方面有好处。具体实施例方式本专利技术NF类原配方采用了SiO2-PbO-K2O-Na2O-As2O3系统，为了要使配方中不含氧化铅、氧化砷、氧化镉，我们选用了SiO2-TiO2-Nb2O5-B2O3-Na2O-K2O-Al2O3-KHF2系统。使光学常数折射率(nd)及阿贝数(vd)达到原系统指标。NZF类原配方采用了SiO2-PbO-K2O-Na2O-TiO2-As2O3系统，为了使配方中不含氧化铅、氧化砷、氧化镉，我们选用了SiO2-TiO2-Nb2O5-B2O3-Na2O-K2O-CaO-Al2O3-KHF2-BaO-ZrO2系统，使光学常数折射率(nd)及阿贝数(vd)达到原系统指标。本专利技术NF类例举NF2最佳配方为(重量百分比计量)SiO247.2-51.3，B2O30.2-1.0，Al2O30.5-1.5，K2O 2.0-3.5，KHF23.0-5.0，TiO217.5-21.2，Nb2O51.2-3.4，Na2O 18.2-22.0，Sb2O30.2-0.3将上述各组份混合，经1350-1390℃熔制，1250℃出炉成型，480-530℃温度退火8-10天，冷却后测得nd1.61295±5×10-4，vd 36.95±0.5％气泡、条纹指标达到要求。本专利技术NZF类，例举NZF60最佳配方为(重量百分比计量)SiO224.8-28.5，Na2O 9.2-11.5，K2O 5.0-7.8，CaO 1.0-2.3，BaO 9.8-12.0，TiO224.2-29.5，ZrO22.1-4.5，Nb2O513.2-16.2，B2O30.2-0.7 Al2O30.2-0.5，KHF20.5-0.9，将上述各组份混合，经1190-1240℃熔制，1100℃出炉成型，540-580℃温度退火8-10天，冷却后测得nd1.80518±5×10-4，vd 25.39±0.5％，气泡、条纹指标达到要求。上述火石和重火石光学玻璃配方中不含氧化铅(PbO)，氧化砷(As2O3)，氧化镉(CdO)。上述火石和重火石光学玻璃配方中，改变了原常规配方系统中采用的大量PbO氧化物，而采用TiO2，Nb2O5等氧化物系统，使玻璃比重下降幅度较大(见下附表)，对光学产品整体重量下降带来很大好处。 上述采用不含PbO系统，对含PbO量高的ZF60采用NZF60后可以使配合料直接在铂坩埚中熔炼不用二次化料，既降低成本又提高了玻璃内在质量。对含PbO量低的F2采用NF2后在铂坩埚中直接熔炼减轻对坩埚的侵蚀。采用上述各类牌号配方，先将各组份混合均匀，采用新的工艺技术，在铂金单坩埚炉，用铂棒加热熔制成玻璃，然后采用拉棒工艺，拉成园棒，块状。将上述成型玻璃通过网带粗退火，爆成所需长度，将此玻璃再进退火炉逐渐升温至退火温度保温10-20小时，逐步降温，用8-10天时间降至室温。实施例1NF2(以重量百分比计量) 本专利技术的上述实例制造工艺程序基本相同，只是选择系统有不同，以上实例均在300CC铂坩埚，钼电极电炉内熔制，成型采用浇注工艺，退火在电热丝加热炉中进行，退火温度在500℃保温4小时，以10℃/H降至430℃，然后20℃/H降至350℃闭电，冷至室温，观察玻璃内在质量，再取小样进行测nd和nf-nc测定根据要求进行筛选，然后扩大至50升铂坩埚在钼电极电炉中进行生产。实例2NZF60(以重量百分比计量) 本专利技术的上述实例制造工艺程序基本相同，只是选择系统有不同，以上实例均在300CC铂坩埚电极电炉内熔制，成型采用浇注工艺，退火在电热丝加热炉中进行，退火工艺560℃保温4小时，以10℃/H降至490℃，然后20℃/H降至350℃关闭电源，冷至室温，观察玻璃内在质量，再取小样进行nd和nf-nc测定，根据要求进行筛选，然后逐步扩大18升、50升铂坩埚进行生产。权利要求1.一种无砷、无铅、无镉火石光学玻璃，其特征是包括SiO2，B2O3，Al2O3，K2O，KHF2，TiO2，Nb2O5，Na2O。2.根据权利要求1所述的一种无砷、无铅、无镉火石光学玻璃，其特征是以重量百分比计量，SiO247.2-51.3，B2O30.2-1.0，Al2O30.5-1.5，K2O 2.0-3.5，KHF23.0-5.0，TiO217.5-21.2，Nb2O51.2-3.4，Na2O 18.2-22.0；将上述各组份混合，经1350-1390℃熔制，1250℃出炉成型，480-530℃温度退火8-10天，得到无砷、无铅、无镉火石光学玻璃。3.根据权利要求1所述的一种无砷、无铅、无镉火石光学玻璃，其特征是以重量百分比计量，Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无砷、无铅、无镉火石光学玻璃，其特征是：包括ＳｉＯ↓［２］，Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］，Ｋ↓［２］Ｏ，ＫＨＦ↓［２］，ＴｉＯ↓［２］，Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］，Ｎａ↓［２］Ｏ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王佩珍，
申请(专利权)人：上海新沪玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]