重镧火石玻璃制造技术

本发明专利技术提供一种折射率在1.82‑1.87、阿贝数为30‑35，满足在Tg+230℃温度下保持30分钟以上，表面不出现明显析晶的重镧火石玻璃，其组成按氧化物摩尔百分比表示含有LnO

Heavy lanthanum flint glass

【技术实现步骤摘要】
重镧火石玻璃本申请是针对申请号为201610801517.X，申请日为2016年9月5日，名称为“重镧火石玻璃”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玻璃，尤其是涉及一种折射率为1.82-1.87，阿贝数为30-35的火石玻璃，其紫外到可见波段透过率高，并在重新加热塑形过程中具备极好的抗析晶性能。
技术介绍
折射率在1.82-1.87、阿贝数为30-35的玻璃属于高折射率镧火石玻璃，由于其折射率高，色散较低，广泛应用于各类光学系统中，是一类重要的光学基础材料。过去，此类玻璃一般用于制作镜头中的镜片。目前主流的制作镜片的工艺技术是采用“二次压型”来制作镜片毛坯，然后再抛光获得合格的玻璃镜片。光学玻璃的“二次压型”加工工艺是指将毛坯玻璃切割为小块，在炉体中加温至玻璃软化温度附近(一般为Tg+230℃左右),然后将玻璃放入模具中，在外力的作用下加压获得合适的镜片形状。在玻璃的加热过程中，玻璃Tg+230℃温度附近一般处于重镧火石玻璃的析晶温度区间，若玻璃的抗析晶性能较差，就会在“二次压型”过程中形成表面和内部析晶，导致压型件报废。因此，在重镧火石玻璃的组分设计中，需要考虑优化玻璃的抗析晶性能。一般来说，具有上述光学性能的重镧火石玻璃在Tg+230℃保温15分钟的条件下，表面不存在明显析晶，其抗析晶性能就能满足“二次压型”的要求。因此，市售的折射率在1.82-1.87，阿贝数为30-35的重镧火石玻璃一般满足Tg+230℃保温15分钟表面无明显析晶的要求。但基于成本和对其他性能的平衡的考虑，该玻璃很难达到在Tg+230℃保温30分钟表面没有明显析晶的抗析晶能力。而在某些特殊应用领域，需要玻璃在软化温度附近有更好的抗析晶性能。如制作大数值孔径光纤，就需要折射率更高的玻璃。对于光纤来说，纤芯和包层玻璃的折射率差值越大，光纤的数值孔径值就越大，其集光能力也就越强。例如：周德春等的《大数值孔径传像光纤的制备及其光学性能研究》《激光与光电子学进展，47,120605(2010)》中描述，采用折射率为1.51的冕牌玻璃制作包层，采用折射率为1.74的玻璃作为芯层的光纤，其数值孔径可以做到0.8725。而在目前蓬勃发展的医用光纤内窥镜和工业自动化检测设备领域中，需要更大数值孔径的光纤，同时也就需要更高折射率的芯层玻璃。重镧火石玻璃折射率和透过率都能达到更大数值孔径光纤芯层玻璃的需求。但是，目前绝大多数重镧火石玻璃是面向镜片应用，其析晶性能满足二次压型工艺，一般满足Tg+230℃保温15分钟。但在拉制光纤的过程中，作为原料的高折射率玻璃棒需要在Tg+230℃温度下保持30分钟，甚至是45分钟表面不出现明显析晶，才能满足玻璃光纤的拉制要求。随着光学设备的发展，出现越来越多的异形零件，需要玻璃经历2次甚至是3次“二次压型”工艺才能压制成功。若玻璃的抗析晶性能不能满足更高的抗析晶要求，那么只有通过冷加工的方式制作，会大幅度增加制造成本。另外，重镧火石玻璃在“二次压型”中出现的不良品一般只能作为废料丢弃或者回炉重新融化为玻璃，原因在于，重镧火石玻璃经历了一次“二次压型”工艺以后，再经历一次升温压型过程表面会出现析晶而导致报废，而其根本原因还在于玻璃抗析晶性能不够，不能满足多次升温压型的需求。
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在1.82-1.87、阿贝数为30-35，满足在Tg+230℃温度下保持30分钟以上，表面不出现明显析晶的重镧火石玻璃。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：重镧火石玻璃，其组成按氧化物摩尔百分比表示含有LnO2(LnO2为SiO2、TiO2、ZrO2、GeO2、CeO2中的一种或多种)、M2O3(M2O3为B2O3、La2O3、Y2O3、Yb2O3、Gd2O3、Ga2O3、Bi2O3、Al2O3、Sb2O3中的一种或多种)、D2O5(D2O5为Nb2O5、Ta2O5、P2O5中的一种或多种)、RO(RO为ZnO、BaO、SrO、CaO、MgO中的一种或多种)，其折射率为1.82-1.87，阿贝数为30-35，玻璃在Tg+230℃温度下保持30分钟以上，表面不出现明显析晶。进一步的，其组成按氧化物摩尔百分比表示含有：SiO225-50％、B2O32-10％、TiO210-20％、ZnO4-16％、ZrO22-10％、La2O33-12％、Nb2O51-8％、BaO10-30％。重镧火石玻璃，其组成按氧化物摩尔百分比表示含有：SiO225-50％、B2O32-10％、TiO210-20％、ZnO4-16％、ZrO22-10％、La2O33-12％、Nb2O51-8％、BaO10-30％。进一步的，其中，还含有：SrO0-5％、CaO0-4％、MgO0-4％、Li2O+Na2O+K2O0-2％、Sb2O30-0.5％。重镧火石玻璃，其组成按氧化物摩尔百分比表示为：SiO225-50％、B2O32-10％、TiO210-20％、ZnO4-16％、ZrO22-10％、La2O33-12％、Nb2O51-8％、BaO10-30％、SrO0-5％、CaO0-4％、MgO0-4％、Li2O+Na2O+K2O0-2％、Sb2O30-0.5％。进一步的，其中：SiO230-45％；和/或B2O33-9％；和/或TiO212-19％；和/或ZnO6-14％；和/或ZrO23-8％；和/或La2O34-10％；和/或Nb2O52-7％；和/或BaO12-25％；和/或SrO0-3％；和/或CaO0-2％；和/或MgO0-2％；和/或Sb2O30-0.3％。进一步的，其中：SiO232-43％；和/或B2O34-8％；和/或TiO213-17％；和/或ZnO6-12％；和/或ZrO24-7％；和/或La2O35-9％；和/或Nb2O52-5％；和/或BaO14-20％。进一步的，其中：不含有Ta2O5；和/或不含有WO3；和/或不含有Y2O3；和/或不含有Ga2O3；和/或不含有GeO2。进一步的，其中：SiO2/B2O3的比值大于或等于3；和/或BaO/(TiO2+ZnO+ZrO2)的比值为0.4-1.3；和/或TiO2/Nb2O5的比值为3-9。进一步的，其中：SiO2/B2O3的比值大于或等于4；和/或BaO/(TiO2+ZnO+ZrO2)的比值为0.45-1；和/或TiO2/Nb2O5的比值为4-8。进一步的，其中：SiO2/B2O3的比值大于或等于5；和/或BaO/(TiO2+ZnO+ZrO2)的比值为0.5-0.8；和/或TiO2/Nb2O5的比为4.5-7.5。进一步的，其中：玻璃在Tg+230℃温度下保持30分钟以上，表面不出现明显析晶，折射率为1.82-1.87，阿贝数为30-35。进一步的，其中：τ400nm(10mm)的值大于或等于70％。进一步的，其中：玻璃在Tg+230℃温度下保持45分钟以上，表面不出现明显析晶。玻璃预制件，采用上述的光学玻璃制成。光学元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.重镧火石玻璃，其特征在于，其组成按氧化物摩尔百分比表示含有LnO

【技术特征摘要】
1.重镧火石玻璃，其特征在于，其组成按氧化物摩尔百分比表示含有LnO2(LnO2为SiO2、TiO2、ZrO2、GeO2、CeO2中的一种或多种)、M2O3(M2O3为B2O3、La2O3、Y2O3、Yb2O3、Gd2O3、Ga2O3、Bi2O3、Al2O3、Sb2O3中的一种或多种)、D2O5(D2O5为Nb2O5、Ta2O5、P2O5中的一种或多种)、RO(RO为ZnO、BaO、SrO、CaO、MgO中的一种或多种)，其折射率为1.82-1.87，阿贝数为30-35，玻璃在Tg+230℃温度下保持30分钟以上，表面不出现明显析晶。


2.如权利要求1所述的重镧火石玻璃，其特征在于，其组成按氧化物摩尔百分比表示含有：SiO225-50％、B2O32-10％、TiO210-20％、ZnO4-16％、ZrO22-10％、La2O33-12％、Nb2O51-8％、BaO10-30％。


3.重镧火石玻璃，其特征在于，其组成按氧化物摩尔百分比表示含有：SiO225-50％、B2O32-10％、TiO210-20％、ZnO4-16％、ZrO22-10％、La2O33-12％、Nb2O51-8％、BaO10-30％。


4.如权利要求2或3所述的重镧火石玻璃，其特征在于，其中，还含有：SrO0-5％、CaO0-4％、MgO0-4％、Li2O+Na2O+K2O0-2％、Sb2O30-0.5％。


5.重镧火石玻璃，其特征在于，其组成按氧化物摩尔百分比表示为：SiO225-50％、B2O32-10％、TiO210-20％、ZnO4-16％、ZrO22-10％、La2O33-12％、Nb2O51-8％、BaO10-30％、SrO0-5％、CaO0-4％、MgO0-4％、Li2O+Na2O+K2O0-2％、Sb2O30-0.5％。


6.如权利要求1-5任一权利要求所述的重镧火石玻璃，其特征在于，其中：SiO230-45％；和/或B2O33-9％；和/或TiO212-19％；和/或ZnO6-14％；和/或ZrO23-8％；和/或La2O34-10％；和/或Nb2O52-7％；和/或BaO12-25％；和/或SrO0-3％；和/或CaO0-2％；和/或MgO0-2％；和/或Sb2O30-0.3％。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛露路，郝良振，
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