光学玻璃及光学元件制造技术

本发明专利技术提供一种折射率为1.76-1.80、阿贝数为47-51的高折射低色散光学玻璃，该玻璃在降低玻璃组分中Ta2O5含量的同时，具有优异的透过率。光学玻璃，其摩尔百分比组成包括：B2O3：40-65％；La2O3：6-21％；Gd2O3：1-15％；ZrO2：大于6.5％但小于或等于15％；ZnO：10-28％。本发明专利技术不引入SnO2成分，使玻璃透过率优异；降低Ta2O5的含量，优化了产品成本；通过合理的组分配比，使本发明专利技术的玻璃在实现所要求的光学常数的同时，易于实现利于精密模压且具有优异的透过率的高折射率低色散光学玻璃，以及由所述光学玻璃形成的玻璃预制件和光学元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有高折射率低色散特性的光学玻璃，以及由所述光学玻璃形成的玻璃预制件和光学元件。
技术介绍
对于光学玻璃来说，折射率、阿贝数、透过率是其核心光性特征。折射率和阿贝数决定了玻璃的基本功能，折射率为1.76-1.80、阿贝数为47-51的光学玻璃属于高折射率低色散光学玻璃，这类高性能玻璃在光学系统中的应用可以缩短镜头的长度，提高成像质量。为满足光学玻璃精密模压成型的要求，对光学玻璃的转变温度Tg提出了要求。在实现相同的光学性能的前提下，如何实现玻璃的低Tg温度并同时保证透过率优异，是目前研发的目标。CN102050571A公开了一种折射率为1.77-1.83、阿贝数为44-51的高折射率光学玻璃，但其Tg温度较高，不适合低成本精密模压。另外，该玻璃组分中含有大量的Ta2O5，而Ta2O5属于价格昂贵的金属氧化物，大量使用提高了高折射率低色散光学玻璃的原料成本，降低了产品的经济性。再有，其还含有SnO2，SnO2不仅难以熔化，易在玻璃中形成杂质，影响玻璃内在质量和加工性能，还会提高玻璃的着色度，降低透过率。摄像或投射类光学系统的光学元件对光学玻璃透过率要求较高，如果高折射低色散光学玻璃形成的透镜透射光量不足，会导致光学系统的透射光通量大幅度下降或骤减，影响成像质量。
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1.76-1.80、阿贝数为47-51的高折射低色散光学玻璃，该玻璃在降低玻璃组分中Ta2O5含量的同时，具有优异的透过率。本专利技术还要提供一种由上述光学玻璃形成的玻璃预制件和光学元件。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：光学玻璃，其摩尔百分比组成包括：B2O3：40-65％；La2O3：6-21％；Gd2O3：1-15％；ZrO2：大于6.5％但小于或等于15％；ZnO：10-28％。进一步的，其摩尔百分比组成还包括：Ta2O5：0-8％；Nb2O5：0-8％；SiO2：0-2％；Y2O3：0-8％；GeO2：0-10％；Bi2O3：0-10％；Al2O3：0-10％；Li2O：0-3％；Na2O+K2O：0-10％；CeO2：0-1％；Sb2O3：0-1％；RO：0-10％，其中，RO为MgO、CaO、SrO或BaO中的一种或多种。进一步的，其中，Ta2O5：0-3％和/或Nb2O5：0-3％和/或SiO2：0-1％和/或Y2O3：0-3％和/或GeO2：0-5％和/或Bi2O3：0-5％和/或Al2O3：0-5％和/或Li2O：小于1％和/或Na2O+K2O：0-5％和/或CeO2：0-0.5％和/或Sb2O3：0-0.5％和/或RO：0-5％。进一步的，其中，(Ta2O5+Nb2O5)/(ZnO+Li2O)小于0.35。进一步的，其中，La2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)为0.20-0.80。进一步的，其中：ZrO2/(B2O3+SiO2)为0.10-0.35。进一步的，其中，(Ta2O5+Nb2O5)/(ZnO+Li2O)小于0.10。进一步的，其中，La2O3/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)为0.40-0.70。进一步的，其中，ZrO2/(B2O3+SiO2)为0.10-0.20。进一步的，其中，B2O3：45-61％和/或La2O3：6-18％和/或Gd2O3：1-10％和/或ZrO2：大于6.5％但小于或等于10％和/或ZnO：12-25％。进一步的，其中，玻璃的折射率为1.76-1.80；阿贝数为47-51；λ80/λ5在385/285以下；密度在5.00g/cm3以下；转变温度Tg在625℃以下。玻璃预制件，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：不引入SnO2成分，使玻璃透过率优异；降低Ta2O5的含量，优化了产品成本；通过合理的组分配比，使本专利技术的玻璃在实现所要求的光学常数的同时，易于实现利于精密模压且具有优异的透过率的高折射率低色散光学玻璃，以及由所述光学玻璃形成的玻璃预制件和光学元件。具体实施方式Ⅰ、光学玻璃下面对本专利技术的光学玻璃的组成进行详细说明，各玻璃组分的含量、总含量如没有特别说明，则都采用摩尔％进行表示，玻璃组分的含量与总含量之比以摩尔比表示。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。B2O3是玻璃网络形成组分，具有提高玻璃可熔性并降低玻璃态转变温度的作用。为了达到上述效果，本专利技术引入40％以上或更多的B2O3，但当其引入量超过65％时，则玻璃稳定性会下降，并且折射率下降，无法得到本专利技术的高折射率。因此，本专利技术的B2O3的含量为40-65％，优选含量为45-61％，更优选的范围为48-60％。SiO2也是玻璃形成体，与B2O3所构成的疏松的链状层状网络不同，SiO2在玻璃中形成的是硅氧四面体三维网络，非常致密坚固。这样的网络加入到玻璃中，对疏松的硼氧三角体[BO3]网络进行加固，使其变得致密，从而提升玻璃的高温粘度。与此同时，硅氧四面体三维网络的加入，玻璃网络隔离La2O3、Nb2O5等析晶阳离子和阴离子的能力增强，增加了析晶阈值，使得玻璃的抗析晶性能提升。但若SiO2的含量无限制的加大，一方面会造成溶解困难，另一方面为了维持较高的折射率和低的色散，势必会增加La2O3、Gd2O3等稀土氧化物的含量，而SiO2对La2O3的溶解度较低，会造成玻璃抗析晶性能急剧下降。因此，在本专利技术中，其含量限定为0-2％，优选为0-1％。La2O3是获得本专利技术所需光学特性的必须组分。当La2O3的含量小于6％时，难以实现所需要的光学特性；但当其含量超过21％时，玻璃耐失透性与熔融性能均恶化。因此，本专利技术的La2O3的含量为6-21％，优选含量为6-18％，更优选的范围为8-16％。Gd2O3成分是获得高折射率光学玻璃的有效成分，本专利技术中通过Gd2O3与La2O3共存，可以提高形成玻璃的稳定性，但当Gd2O3含量低于1％时，上述效果不明显；如果其含量超过15％时，则玻璃耐失透性降低，形成玻璃的稳定性变差。因此，本专利技术的Gd2O3的含量为1-15％，优选范围为1-10％，更优选范围为2-9％。本专利技术高折射低色散作用的组分优选还引入Y2O3，可改善玻璃的熔融性、耐失透性，同时还可降低玻璃析晶上限温度，但若其含量超过8％，则玻璃的稳定性、耐失透性降低。因此，Y2O3含量范围为0-8％，优选范围为0-3％。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学玻璃，其特征在于，其摩尔百分比组成包括：B2O3：40‑65％；La2O3：6‑21％；Gd2O3：1‑15％；ZrO2：大于6.5％但小于或等于15％；ZnO：10‑28％。

【技术特征摘要】
1.光学玻璃，其特征在于，其摩尔百分比组成包括：B2O3：40-65％；La2O3：
6-21％；Gd2O3：1-15％；ZrO2：大于6.5％但小于或等于15％；ZnO：10-28％。
2.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，其摩尔百分比组成还包括：
Ta2O5：0-8％；Nb2O5：0-8％；SiO2：0-2％；Y2O3：0-8％；GeO2：0-10％；Bi2O3：0-10％；
Al2O3：0-10％；Li2O：0-3％；Na2O+K2O：0-10％；CeO2：0-1％；Sb2O3：0-1％；RO：
0-10％，其中，RO为MgO、CaO、SrO或BaO中的一种或多种。
3.如权利要求2所述的光学玻璃，其特征在于，其中，Ta2O5：0-3％和/或
Nb2O5：0-3％和/或SiO2：0-1％和/或Y2O3：0-3％和/或GeO2：0-5％和/或Bi2O3：0-5％
和/或Al2O3：0-5％和/或Li2O：小于1％和/或Na2O+K2O：0-5％和/或CeO2：0-0.5％
和/或Sb2O3：0-0.5％和/或RO：0-5％。
4.如权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，其中，(Ta2O5+Nb2O5)
/(ZnO+Li2O)小于0.35。
5.如权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，其中，
La2O...

【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