高折射率低色散的重镧火石光学玻璃制造技术

一种高折射率低色散的重镧火石光学玻璃，按照氧化物质量百分比含有以下组份：B

Heavy lanthanum flint optical glass with high refractive index and low dispersion

A heavy lanthanum low flint optical glass with a high refractive index and low dispersion, according to the oxide mass percentage, contains the following components: B

【技术实现步骤摘要】
高折射率低色散的重镧火石光学玻璃
本专利技术涉及光学玻璃，特别是一种高折射率低色散的重镧火石光学玻璃，其折射率nd为1.883～1.915，阿贝数νd为35.65～38.32。
技术介绍
稀土光学玻璃具有高折射率、低色散的特点，是制造大孔径、宽视场摄影物镜、长焦距、变焦距镜头以及高倍显微镜头不可缺少的光学材料。其对于改善光学仪器特别是照相物镜的成像质量和简化设计有重要意义，目前广泛应用于高空摄影、望远镜、潜望镜、电影、显微镜及高级照相机等方面。近年来，随着数码相机、摄影机和手机技术的发展，对配套的镜头要求越来越高。为了使光学镜片具有高透光性、宽广的视野和小型化等性能，光学玻璃必须具有高透过率、高折射率和相对较高的阿贝数(色散低)，从而能够修正光学元器件中透镜系统的色差，提高成像质量。而重镧火石光学玻璃折射率和色散较一般稀土光学玻璃偏差更大，符合光学系统设计小型化、超薄化和广角化的要求。这类光学玻璃的使用，有利于减少镜头的使用数量，提高成像质量，减小镜头的体积，也可以弥补和校正色差，大幅度提高分辨率，提高图像传感装置的灵敏度。故高质量的重镧火石光学玻璃对提高相机、手机和摄影机的成像质量具有重要的意义。中国专利申请CN103922582A公开了一种折射率为1.89～1.92，阿贝数为36.5～39的光学玻璃，其中1＜Si/B≤2，SiO2含量的增多，不利于玻璃中溶解更多的稀土离子，且SiO2含量的增多也提高了玻璃的熔化温度。中国专利申请CN104692653A公开了一种折射率为1.93～1.99，阿贝数为27～38的高折射率高色散光学玻璃，不满足高折射率低色散的条件。中国专利申请CN101337768A公开了一种折射率为1.86～1.92，阿贝数为35～40的高折射率光学玻璃，其中含有6～20％的Ta2O3，由于Ta2O3价格昂贵，不利于玻璃成本的降低。中国专利申请CN102674691A公开了一种折射率为1.90～1.92，阿贝数为33～36的高折射率低色散光学玻璃，其中含有质量百分比为8～14％的Y2O3，质量百分比为7～13％的Nb2O5，使玻璃容易析晶，不利于批量生产。中国专利申请CN101386469A公开了一种折射率为1.85～1.90，阿贝数为35～45的高折射率低色散光学玻璃，其成份中含有质量百分比为19～27％的Ta2O3，不利于玻璃成本的降低，也不利于玻璃密度的降低。中国专利申请CN101386469A公开了一种折射率为1.90～1.92，阿贝数为33～36的光学玻璃，其成份中含有质量百分比2～5％的WO3，过量WO3的存在玻璃透过率的提高，也不利于玻璃在压制成型对模具的保护。
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高折射率低色散的重镧火石光学玻璃，该玻璃的折射率nd为1.883～1.915，阿贝数νd为35.65～38.32，能用于减少镜头数量、提高成像质量和减少镜头体积，该玻璃具有优良的抗析晶性能，适合于批量生产。本专利技术所采用的技术方案如下：一种高折射率低色散的重镧火石光学玻璃，按质量百分比含有以下组份：B2O3：9.25～13.37％；SiO2：5.48～7.34％；La2O3：43.60～51.63％；Y2O3：3.53～9.12％；Gd2O3：4.18～10.23％；Nb2O5：3.47～6.52％；ZrO2：3.47～6.62％；WO3：0.81～1.50％；TiO2：3.96～6.95％；ZnO：3.28～6.79％；Al2O3：0.61～1.52％，其玻璃组成还满足：1.33＜B/Si＜2.54(质量比)，La2O3+Y2O3+Gd2O3的质量百分比之和为58.61～60.32％，WO3+TiO2的质量百分比之和为4.85～8.34％。本专利技术的技术效果如下：本专利技术光学玻璃不含有碱金属及碱土金属氧化物，也不含有Pb、As、Cd等有毒成份。本专利技术光学玻璃，具有折射率为nd为1.883～1.915，阿贝数νd为35.65～38.32的光学常数。不含有Ta2O3，有利于降低玻璃的成本，减轻玻璃的比重。本专利技术通过控制玻璃中的硼硅比，有效的调节玻璃的粘度和抗析晶性能。控制玻璃中WO3、TiO2的含量，改善玻璃的抗析晶性能和控制其对玻璃透过率的影响。控制玻璃中Nb2O5、Gd2O3的含量以降低玻璃原料成本。控制玻璃中ZnO、Al2O3的含量以控制玻璃的高温粘度，改善抗析晶性能。控制ZrO2的含量防止玻璃因分相析晶造成玻璃失透。本专利技术玻璃具有优良的抗析晶性能和化学稳定性，有利于进行批量生产。具体实施方式本专利技术人通过大量的研究和实验，发现对B2O3、SiO2、La2O3、Y2O3、Gd2O3、Nb2O5、ZrO2、WO3、TiO2、ZnO、Al2O3进行合理的组配可以获得折射率为nd为1.883-1.915，阿贝数νd为35.65-38.32的高折射率低色散玻璃，玻璃的抗析晶性能和化学稳定性优良，并通过控制玻璃中的WO3、TiO2的含量可控制玻璃的着色，获得透过率较高的光学玻璃。本专利技术高折射率低色散的重镧火石光学玻璃的质量百分比的组成为：B2O3：9.25～13.37％；SiO2：5.48～7.34％；La2O3：43.60～51.63％；Y2O3：3.53～9.12％；Gd2O3：4.18～10.23％；Nb2O5：3.47～6.52％；ZrO2：3.47～6.62％；WO3：0.81～1.50％；TiO2：3.96～6.95％；ZnO：3.28～6.79％；Al2O3：0.61～1.52％。其玻璃组成还满足：1.33＜B/Si＜2.54(质量比)，La2O3+Y2O3+Gd2O3的质量百分比之和为58.61～60.32％，WO3+TiO2的质量百分比之和为4.85～8.34％。各组成成份对玻璃的性能的作用如下：B2O3是玻璃形成体氧化物，在稀土光学玻璃中，B2O3是不可缺少的组份，只有含有足量的B2O3才能溶解大量稀土离子以获得合适的光学常数。实验表明，当玻璃中的B2O3低于9％时，玻璃对稀土离子的溶解度不够，造成玻璃的抗析晶性能下降。当玻璃中的B2O3过多时，玻璃的化学稳定性变差，且折射率达不到要求。SiO2是玻璃形成体氧化物，是提高玻璃的粘度与抗析晶性能和化学稳定性的有效成份。如果SiO2的含量过少，则起不到应有的作用，若含量过高，则造成玻璃的熔融性变差，析晶上限温度升高。大量的研究实验表明玻璃中的B/Si对玻璃的性能有至关重要的影响。硼酸盐玻璃的结构决定了其化学稳定性差，高温粘度小且容易失透。为改善硼酸盐玻璃的性质，通常以部分的SiO2代替B2O3改进玻璃的化学稳定性，降低失透倾向，增大玻璃的形成范围。稀土离子的电价高，场强大，给出游离氧的能力弱，故如果稀土光学玻璃中B2O3的含量较多，将导致玻璃中的有较多的硼氧三角体[BO3]3-，当B2O3的含量降低，SiO2引入到玻璃中，玻璃中有充足的游离氧时，硼氧三角体[BO3]3-转变为硼氧四面体[BO4]5-，[BO4]5-之间由硅氧四面体[SiO4]4-隔开，三种结构组团形成平衡，使结构网络得到加强，抑制硼结晶化合物的生成。理论上当B/Si比等于2时，若有足够的游离氧，硼氧三角体全部转换为硼氧四面体，形成稳定的骨架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高折射率低色散的重镧火石光学玻璃，其特征在于该光学玻璃以氧化物质量百分含量的组成为：B

【技术特征摘要】
1.一种高折射率低色散的重镧火石光学玻璃，其特征在于该光学玻璃以氧化物质量百分含量的组成为：B2O3：9.25～13.37％；SiO2：5.48～7.34％；La2O3：43.60～51.63％；Y2O3：3.53～9.12％；Gd2O3：4.18～10.23％；Nb2O5：3.47～6.52％；ZrO2：3.47～6...

【专利技术属性】
技术研发人员：凡思军，王欣，翁泽安，蒋亚丝，胡丽丽，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31