一种光学玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光学玻璃及其制备方法，该光学玻璃由按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成：SiO

Optical glass and preparation method thereof

The invention discloses an optical glass and a method for preparing the same. The optical glass is made of the following components of weight by weight based on the oxide: SiO

【技术实现步骤摘要】
一种光学玻璃及其制备方法
本专利技术涉及玻璃制品领域，尤其是涉及一种光学玻璃及其制备方法。
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，提供一种低成本、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，由按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成：SiO228-36份、B2O323-27份、La2O312-16份、Bi2O38-10份、CaO7-9份、Al2O32-4份、SrO1-3份、Sb2O31-2份、ZrO21-2份、Ta2O50.6-1份、Gd2O30.4-0.8份。进一步地，由按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成：SiO232份、B2O325份、La2O314份、Bi2O39份、CaO8份、Al2O33份、SrO2份、Sb2O31.5份、ZrO21.5份、Ta2O50.8份、Gd2O30.6份。进一步地，其中，以重量份计，∑(Ta2O5+Gd2O3)≤1.5份。进一步地，所述光学玻璃的折射率nd为1.78-1.85，阿贝数υd为24-27。上述光学玻璃的制备方法，按照以下步骤进行：（1）将各原料按重量份数取出输送至干粉混料机中混合均匀；（2）将步骤(1)混合均匀后的原料进行输送至电阻炉进行熔制、澄清及均化处理；（3）将步骤(2)熔制好的玻璃液进行浇铸，之后，经过退火及加工成型便得本专利技术的光学玻璃。进一步地，所述电阻炉的熔炼温度为830～950℃。作为本专利技术的进一步的优化方案，将熔融的玻璃液浇铸后，保持温度在380-420℃下30-40min后，以3℃/s的降温速度进行退火处理。作为本专利技术的进一步的优化方案，其中，原料B2O3以硼酸（H3BO3）形式引入，CaO以碳酸盐（CaCO3）形式引入，SrO以硝酸盐（Sr(NO3)2）形式引入，BaO以碳酸盐（BaCO3）和/或硝酸盐（Ba(NO3)2）的形式引入，其余组分由各自的氧化物引入。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，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且制备简单，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，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。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1～3一、根据上述所述技术特征，确定本专利技术的光学玻璃组成成分（见下表1）。二、本专利技术的光学玻璃制备方法包括如下步骤：（1）将各原料按重量份数取出输送至干粉混料机中混合均匀；（2）将步骤(1)混合均匀后的原料进行输送至电阻炉进行熔制、澄清及均化处理；（3）将步骤(2)熔制好的玻璃液进行浇铸，之后，经过退火及加工成型便得本专利技术的光学玻璃。表1：本专利技术的光学玻璃组分及性能类别实施例1实施例2实施例3SiO2（份数）283236B2O3（份数）232527La2O3（份数）121416Bi2O3（份数）8910CaO（份数）789Al2O3（份数）234SrO（份数）123Sb2O3（份数）11.52ZrO2（份数）11.52Ta2O5（份数）0.60.81Gd2O3（份数）0.40.60.8折射率nd1.791.811.85阿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学玻璃，其特征在于，由按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成：SiO

【技术特征摘要】
1.一种光学玻璃，其特征在于，由按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成：SiO228-36份、B2O323-27份、La2O312-16份、Bi2O38-10份、CaO7-9份、Al2O32-4份、SrO1-3份、Sb2O31-2份、ZrO21-2份、Ta2O50.6-1份、Gd2O30.4-0.8份。2.根据权利要求1所述的一种光学玻璃，其特征在于，由按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成：SiO232份、B2O325份、La2O314份、Bi2O39份、CaO8份、Al2O33份、SrO2份、Sb2O31.5份、ZrO21.5份、Ta2O50.8份、Gd2O30.6份。3.根据权利要求1所述的一种光学玻璃，其特征在于，其中，以重量份计，∑(Ta2O5+Gd2O3)≤1.5份。4.根据权利要求1-3任一所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的折射率nd为1.78-1.85，阿贝数υd为24-27。5.一种如权利要求...

【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