高折射高色散光学玻璃、光学元件及光学仪器制造技术

本发明专利技术提供一种光透过率优异的高折射高色散光学玻璃。高折射高色散光学玻璃，组分按重量百分比包含：SiO2：1～10％、B2O3：8～20％、La2O3：35～50％、Y2O3：0.1～5％、Gd2O3：7～20％、ZrO2：0～10％、TiO2：1～9％、Nb2O5：3～12％、ZnO：1～8％。本发明专利技术通过合理的组分配比，不含有易着色的W

High refraction high color astigmatism glass, optical elements and optical instruments

The invention provides a high refractive high color astigmatism glass with excellent light transmittance. The components of high refractive and high astigmatism glass consist of SiO2:1, 10%, B2O3:8 ~ 20%, La2O3:35 ~ 50%, Y2O3:0.1 ~ 5%, Gd2O3:7 ~ 20%, ZrO2:0 ~ 10%, TiO2:1 ~ 9%, Nb2O5:3 ~ 12%, ZnO:1 ~ 8% according to the weight percentage. The invention does not contain a W that is easily coloured by a reasonable group distribution ratio.

【技术实现步骤摘要】
高折射高色散光学玻璃、光学元件及光学仪器本申请是针对申请号为201310336770.9，申请日为2013年8月5日，名称为“高折射高色散光学玻璃、光学元件及光学仪器”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种高折射高色散光学玻璃，特别是涉及一种折射率(nd)为1.93～2.0、阿贝数(νd)为30～35的高折射高色散光学玻璃，以及由该光学玻璃构成的预制件、光学元件和光学仪器。
技术介绍
科技高速发展的今天，数码照相机、数码摄像机以及可拍照手机等设备越来越普及。以传统的单反相机为例，一个镜头里面就需要数片球面透镜，而通过使用高折射高色散光学玻璃加工成的非球面透镜，可以以一片代替数片球面透镜，大大减轻了镜头的重量。因此，市场对高折射高色散光学玻璃的需求就愈来愈大。CN102161568公开了一种折射率为1.945～1.97、阿贝数为33～36的光学玻璃，其组分中含有大量的W6+,这使玻璃容易着色，玻璃光学透过率恶化。CN102459106公开了一种高折射高色散光学玻璃，其组分中含有相当大量的Bi2O3，大量的Bi2O3不仅会使玻璃着色，而且会显著降低玻璃的稳定性。
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光透过率优异的高折射高色散光学玻璃。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：高折射高色散光学玻璃，组分按重量百分比包含：SiO2：1～10％、B2O3：8～20％、La2O3：35～50％、Y2O3：0.1～5％、Gd2O3：7～20％、ZrO2：0～10％、TiO2：1～9％、Nb2O5：3～12％、ZnO：1～8％。进一步的，还含有：Sb2O3：0～1％、R2O：0～3％，其中，R为Li、Na、K中的一种或几种,按GB/T7962.12-2010规定方法测量，10mm厚样品400nm处内透过率为80％及以上。进一步的，其组成按重量百分比为：SiO2：1～10％、B2O3：8～20％、La2O3：35～50％、Y2O3：0.1～5％、Gd2O3：7～20％、ZrO2：0～10％、TiO2：1～9％、Nb2O5：3～12％、ZnO：1～8％、Sb2O3：0～1％、R2O：0～3％，其中，R为Li、Na、K中的一种或几种。进一步的，其中：TiO2/(TiO2+ZnO)大于0.5，Y2O3/(Y2O3+La2O3+Gd2O3)小于0.1。进一步的，其中：SiO2：3～6％。进一步的，其中：B2O3：10～15％。进一步的，其中：La2O3：38～46％。进一步的，其中：Y2O3：1～3％。进一步的，其中：Gd2O3：10～16％。进一步的，其中：ZrO2：4～8％。进一步的，其中：TiO2：5～9％。进一步的，其中：Nb2O5：5～9％。进一步的，其中：ZnO：1～5％。进一步的，其中：TiO2/(TiO2+ZnO)大于0.7，Y2O3/(Y2O3+La2O3+Gd2O3)小于0.05。进一步的，所述光学玻璃折射率为1.93～2.0，阿贝数为30～35。进一步的，所述光学玻璃的密度按GB/T7962.20-2010规定方法测量，为5.20g/cm3以下；膨胀系数按GB/T7962.16-2010规定方法测量，为≤72×10-7/℃，；耐水作用稳定性DW为1级，耐酸作用稳定性DA为1级。采用上述高折射高色散光学玻璃制成的玻璃预制件。采用上述高折射高色散光学玻璃制成的光学元件。采用上述高折射高色散光学玻璃制成的光学仪器。本专利技术的有益效果是：通过合理的组分配比，不含有易着色的W6+和Bi2O3，玻璃的着色度和光透过率优异，稳定性较好，得到了折射率(nd)为1.93～2.0、阿贝数(νd)为30～35的高折射高色散光学玻璃。具体实施方式下面将描述本专利技术光学玻璃的各个组分，除非另有说明，各个组分含量的比值是用重量％表示。B2O3是玻璃网络生成体氧化物，是构成玻璃网络的必须成分，尤其是在高折射镧系玻璃中，B2O3是得到稳定玻璃的主要成分。当B2O3含量低于8％时，玻璃的熔化性能变坏，耐失透性能不理想；当B2O3含量高于20％，玻璃的折射率达不到设计目标，因此，B2O3的含量限定为8～20％，优选为10～15％。SiO2也是形成玻璃的网络生成体氧化物，加入一定量SiO2，可以增大玻璃的高温粘度，提高玻璃的耐失透性和化学稳定性。当其含量低于1％时，玻璃的生产工艺性能差；若其含量超过10％，则玻璃的折射率下降，耐失透性能变差，因此，SiO2的含量范围为1～10％，优选为3～6％。La2O3是提高玻璃折射率的有效成分，对改善玻璃的化学稳定性和耐失透性效果显著，但其含量不足35％时，达不到所需的光学常数；若含量高于50％，则失透倾向反而增大，因此，La2O3的含量限定为35～50％，优选为38～46％。Y2O3可以提高玻璃的折射率和耐失透性，还可以调整玻璃的光学常数并改善析晶性能，但当其含量超过5％时，耐失透性明显变差，因此，Y2O3含量为0.1～5％，优选为1～3％。Gd2O3可以增加玻璃的折射率和化学稳定性，用一定量的Gd2O3与La2O3混熔，可以有效地提高玻璃的耐失透性能。但Gd2O3含量低于7％时，效果不明显；当Gd2O3含量高于20％时，反而会使玻璃的耐失透性能恶化，因此，Gd2O3的含量限定为7～20％，优选为10～16％。本专利技术人研究发现，通过合理调整Y2O3、La2O3和Gd2O3在玻璃中的含量和配比，在提高了玻璃折射率的同时，还能明显改善玻璃的化学稳定性，因此，Y2O3/(Y2O3+La2O3+Gd2O3)优选小于0.1，Y2O3/(Y2O3+La2O3+Gd2O3)更优选小于0.05。ZrO2能提高光学玻璃的粘度、硬度、弹性、折射率和化学稳定性，并可以降低玻璃的热膨胀系数。当ZrO2的含量超过10％时，将出现析晶现象，并且降低玻璃的抗失透性，因此，ZrO2的含量为0～10％，优选为4～8％。TiO2可以使玻璃具有高折射率，但含量过高会大大降低色散系数并且增加析晶倾向，甚至会使玻璃明显着色，因此，TiO2含量限定为1～9％，优选为5～9％。Nb2O5是用于获得本专利技术的高折射和高色散性能的必要组分，其也是一种提高玻璃化学耐久性的组分。当Nb2O5的含量小于3％时，光学常数达不到设计要求；而当其含量超过12％时，玻璃的抗失透性降低，因此，Nb2O5的含量限定为3～12％，优选为5～9％。ZnO能降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性和折射率，还可以降低玻璃的析晶倾向。当ZnO的含量超过8％时，玻璃的失透性增大；当ZnO的含量低于1％时，玻璃的转变温度升高，因此，ZnO的含量限定为1～8％，优选为1～5％。在本玻璃中，TiO2和ZnO的含量和配比，将直接影响到玻璃的着色度和光透过率，要想获得预期的光透过率及着色度，优选TiO2/(TiO2+ZnO)大于0.5，更优选TiO2/(TiO2+ZnO)大于0.7。R2O(R为Li、Na、K中的一种或几种)可以改善玻璃的稳定性和熔融性能，但引入过多会加剧玻璃的分相趋势，因此，其含量为0～3％，优选为不加入。Sb2O3在本专利技术中作为澄清剂使用，其含量限定为0～1％，优选为不加入。下面将描述本专利技术的光学玻璃的性能：密度按照按《GB/T7962.20本文档来自技高网...

【技术保护点】
高折射高色散光学玻璃，其特征在于，其组成按重量百分比包含：SiO2：1～10％、B2O3：8～20％、La2O3：35～50％、Y2O3：0.1～5％、Gd2O3：7～20％、TiO2：1～9％、Nb2O5：3～12％、ZnO：1～8％。

【技术特征摘要】
1.高折射高色散光学玻璃，其特征在于，其组成按重量百分比包含：SiO2：1～10％、B2O3：8～20％、La2O3：35～50％、Y2O3：0.1～5％、Gd2O3：7～20％、TiO2：1～9％、Nb2O5：3～12％、ZnO：1～8％。2.如权利要求1所述的高折射高色散光学玻璃，其特征在于，还含有：ZrO2：0～10％、Sb2O3：0～1％、R2O：0～3％，其中，R为Li、Na、K中的一种或几种,按GB/T7962.12-2010规定方法测量，10mm厚样品400nm处内透过率为80％及以上。3.高折射高色散光学玻璃，其特征在于，其组成按重量百分比为：SiO2：1～10％、B2O3：8～20％、La2O3：35～50％、Y2O3：0.1～5％、Gd2O3：7～20％、ZrO2：0～10％、TiO2：1～9％、Nb2O5：3～12％、ZnO：1～8％、Sb2O3：0～1％、R2O：0～3％，其中，R为Li、Na、K中的一种或几种。4.如权利要求1～3任一权利要求所述的高折射高色散光学玻璃，其特征在于：TiO2/(TiO2+ZnO)大于0.5；和/或Y2O3/(Y2O3+La2O3+Gd2O3)小于0.1。5.如权利要求1～3任一权利要求所述的高折射高色散光学玻璃，其特征在于，其中：SiO2：3～6％；和/或B2O3：10～...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，
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