一种光学玻璃制造技术

本发明专利技术公开了一种光学玻璃，该光学玻璃由以下按重量百分比计的组份制成：SiO

An optical glass

The invention discloses an optical glass made of the following components by weight percentage: SiO

【技术实现步骤摘要】
一种光学玻璃
本专利技术涉及玻璃制品领域，尤其是涉及一种光学玻璃。
技术介绍
能改变光的传播方向，并能改变紫外、可见或红外光的相对光谱分布的玻璃。狭义的光学玻璃是指无色光学玻璃；广义的光学玻璃还包括有色光学玻璃、激光玻璃、石英光学玻璃、抗辐射玻璃、紫外红外光学玻璃、纤维光学玻璃、声光玻璃、磁光玻璃和光变色玻璃。光学玻璃可用于制造光学仪器中的透镜、棱镜、反射镜及窗口等。由光学玻璃构成的部件是光学仪器中的关键性元件。光学玻璃是光电技术产业的基础和重要组成部分。特别是在20世纪90年代以后，随着光学与电子信息科学、新材料科学的不断融合，作为光电子基础材料的光学玻璃在光传输、光储存和光电显示三大领域的应用更是突飞猛进，成为社会信息化尤其是光电信息技术发展的基础条件之一。随着国内经济持续、稳定发展，中国光学玻璃制造行业发展迅猛。根据国家统计局数据显示，2010年，光学玻璃制造行业规模以上企业数量达246家，行业全年实现销售收入为234.05亿元，同比增长53.70%；实现利润15.37亿元，同比增长87.10%；资产规模达到264.50亿元，同比增长77.49%。由于光学玻璃制造行业以国内销售为主，金融危机对其影响相对较小，行业依然表现出较好的增长势头。随着光电产品市场的激烈竞争和发展，高产率、低成本的制造光学材料是每一个光学材料制造厂家的目标。另一方面，近年来数码相机、数字摄像机、照相手机等日益流行，用于光学系统的机械设备的集成度及功能迅速增加。在这种情况下，要求光学系统达到更高的准确度、分辨率，并减轻光学系统的重量和尺寸。为了满足高档数码产品高像素、小型轻便的要求，具有高折射、低色散等优点的硅硼酸盐镧系类光学玻璃的需求越来越大。为了使玻璃具有以上性能，玻璃中的La2O3、TiO2、Nb2O5、ZnO等成分含量也在逐渐增大，但这些成分过多会导致玻璃粘度小、成型难度大、不易获得较高质量条纹以及析晶严重等缺陷。早期制作这类玻璃有的含有一定的Ta2O5、Gd2O3，由于稀土涨价造成Ta2O5、Gd2O3的价格急剧上升，对生产成本及其不利，但随着光学玻璃制作工艺、技术水平的提高，实现这类玻璃的低Ta2O5化并达到稳定的工艺性能已成为可能。以二氧化硅为主要成分，具有耐高温、膨胀系数低、机械强度高、化学性能好等特点，用于制造对各种波段透过有特殊要求的棱镜、透镜、窗口和反射镜等。此外，还有用于大规模集成电路制造的光掩膜板、液晶显示器面板、影像光盘盘基薄板玻璃；光沿着磁力线方向通过玻璃时偏振面发生旋转的磁光玻璃；光按一定方向通过传输超声波的玻璃时，发生光的衍射、反射、汇聚或光频移的声光玻璃等。中国专利申请CN1448353A公开了一种折射率大于1.88，阿贝数为22～28的光学玻璃，其含有30～50重量%的Nb2O5。由于Nb2O5的原材料价格高导致光学玻璃的原材料成本高；中国专利申请CN1569706A公开了一种高折射率光学玻璃及熔制方法。该高折射率光学玻璃的主要组成中含有16.3～40.5重量%的BaO。如果BaO的含量太高，则在玻璃原料的熔解过程中，对熔炼装置的侵蚀性强，不利于降低玻璃的生产成本。同时由于较高含量的BaO具有强侵蚀性，因此难于熔炼出内在质量优良的玻璃；中国专利申请CN1510002A公开了一种折射率在1.75～1.85、阿贝数在35以上的模压成型用光学玻璃，其中含有15.5～25％的价格昂贵的Ta2O5；中国专利申请CN101003417A公开了一种折射率在1.74～1.83、阿贝数在32～47的环保重镧火石玻璃，其中含有5～20％的TiO2，容易引起光致变色效应，且不利于提高玻璃的光透过性能。然而，近年来，在成像透镜的微型化和性能方面的改进显著进步，并且需要在光学玻璃的折射率、低色散性和加工容易性方面的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种密度小、高折射、低阿贝数、良好的抗失透性及性能的光学玻璃及其制备方法。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：一种光学玻璃，由以下按重量百分比计的组份制成：SiO226～34%、B2O330～40%、Nb2O59～15%、BaO5～11%、Al2O32～6%、ZnO1～3%、MgO1～3%、Fe2O32～4%、Y2O31～3%、Ta2O50.6～1.4%、Gd2O30.5～1.5%；其中，所述光学玻璃不含F、Cd、Th、Pb、As、Hg以及TiO2、WO3、Na2O、K2O、GeO2、TeO2、Li2O和Yb2O3；所述光学玻璃的折射率nd为1.81～1.93范围内和阿贝数υd为23～28范围内。进一步地，由以下按重量百分比计的组份制成：SiO230%、B2O335%、Nb2O512%、BaO8%、Al2O34%、ZnO2%、MgO2%、Fe2O33%、Y2O32%、Ta2O51%、Gd2O31%。进一步地，其中，以重量百分比计，所述SiO2和B2O3总含量在56～73%之间。进一步地，其中，以重量百分比计，所述Ta2O5和Gd2O3总含量小于等于2.8%。进一步地，所述光学玻璃的密度低于3.47g/cm3。进一步地，所述光学玻璃的转变温度Tg在650℃以下。进一步地，所述光学玻璃的液相线温度LT不高于910℃。进一步地，所述光学玻璃的相对研磨硬度FA不小于65，并在波长≤420nm条件下透过率可达75％以上。本专利技术与现有技术相比，具有如下的有益效果：本专利技术原料配方中价格昂贵的Gd2O3和Ta2O5以及难熔物质ZrO2+Nb2O5的含量低含量低，且不含有影响玻璃透过率的TiO2和WO3以及影响玻璃热学性能的碱金属氧化物如Li2O、Na2O和K2O。因此，本专利技术的光学玻璃成本低、密度小、产品一致性好，具有高折射、低阿贝数、具有低的失透倾向和高透过率等优良的性能，再由其相对研磨硬度FA可知该光学玻璃具有良好的加工性能，而且这类高折射、低阿贝数的玻璃可弥补和校正色差，使色差减小至更低的范围内，并且可在稳定的状态下实现低成本运作和量产。具体实施方式在本专利技术制得的光学玻璃中，由下面所述的原因选择上述含量的每种组分，如下所述中，各组分的含量是以重量百分比（wt%）来表示的。SiO2是用于形成玻璃的结构骨架的主要组分。SiO2的含量优选为10重量％以上并且40重量％以下。通过使含量为10重量％以上将玻璃结构稳定化。通过使含量为40重量％以下保持玻璃良好的溶解性。B2O3也是用于形成玻璃结构骨架的主要组分。B2O3的含量优选为30重量％以上并且40重量％以下。其原因在于通过使含量为30重量％以上将玻璃结构稳定化，并且通过使含量为40重量％以下以易于实现高的折射率。Nb2O5具有使玻璃高折射率化的效果。如果Nb2O5的含量过少，则上述效果有可能不充分，因此，本玻璃的Nb2O5含量为5％以上。优选Nb2O5含量为9％以上。另一方面，如果Nb2O5的含量过多，则玻璃变得不稳定，因此本玻璃的Nb2O5含量为15％以下。BaO表现出在获得高折射率和低色散性的光学常数的同时将玻璃结构稳定化的效果。此外，通过添加Ba(NO3)2形式的原料，也可以预期在通过从原料消除气泡制造玻璃时的消泡效果。然而，当加入大量BaO时，液相温度LT相反地升高，因此，玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学玻璃，其特征在于，由以下按重量百分比计的组份制成：SiO

【技术特征摘要】
1.一种光学玻璃，其特征在于，由以下按重量百分比计的组份制成：SiO226～34%、B2O330～40%、Nb2O59～15%、BaO5～11%、Al2O32～6%、ZnO1～3%、MgO1～3%、Fe2O32～4%、Y2O31～3%、Ta2O50.6～1.4%、Gd2O30.5～1.5%；其中，所述光学玻璃不含F、Cd、Th、Pb、As、Hg以及TiO2、WO3、Na2O、K2O、GeO2、TeO2、Li2O和Yb2O3；所述光学玻璃的折射率nd为1.81～1.93范围内和阿贝数υd为23～28范围内。2.根据权利要求1所述的一种光学玻璃，其特征在于，由以下按重量百分比计的组份制成：SiO230%、B2O335%、Nb2O512%、BaO8%、Al2O34%、ZnO2%、MgO2%、Fe2O33%、Y2O32...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏芳芳，
申请(专利权)人：合肥协耀玻璃制品有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34