光学玻璃及其制备方法以及光学元件技术

本发明专利技术提供一种光学玻璃及其制备方法以及光学元件。光学玻璃以质量％计含有以下组分：B2O3：10.0％～30.0％；SiO2：3.0％～9.5％；La2O3：15.0％～30.0％；Gd2O3：15.0％～30.0％；Y2O3：0％～5.0％；ZrO2：0％～6.0％；Nb2O5：0.1％～4.8％；Ta2O5：0％～6.0％；ZnO：10.0％～22.0％；Li2O：0％～3.0％；WO3：0％～3.0％；Sb2O3：0％～1.0％；上述各组分之和为100％；所述光学玻璃的折射率n

【技术实现步骤摘要】
光学玻璃及其制备方法以及光学元件


[0001]本专利技术涉及一种光学玻璃及其制备方法以及光学元件，属于光学玻璃领域。

技术介绍

[0002]近年来，随着光电产业技术的迅速发展，人们对美好生活的追求也越来越高，具有高清画质、小型轻便的高档数码相机、摄像机、多摄高像素手机等高品质数码产品的需求不断增长。传统光学成像采用多个球面镜片组合成像，现代技术往往用一片非球面镜片来取代二至三片球面镜片，大大降低了产品的体积和重量，实现了小型轻便化，这类产品通常通过精密模压生产得到。有别于加工工序复杂，成本高的传统冷加工，光学玻璃精密模压成型技术由于具有高精度成型性、生产效率高和低制造成本这些优势，在非球面光学透镜制造领域已逐渐被普及应用。
[0003]具有1.80以上的高折射率(n
d
)，45以上的高阿贝数(ν
d
)的光学玻璃，因为高折射率和低色散特性，在光学设计中有比较大的使用范围。在光学系统中和低阿贝数(υ
d
)类玻璃匹配使用时，可有效消除部分二级光谱的特殊色散，提高光学系统的分辨率，改善成像质量，得到高清画质。此类高折射率高阿贝数玻璃中，通常含有大量的氧化镧、氧化铌等稀土氧化物，玻璃的液相温度高，耐失透性能差，在生产过程中易析晶，同时玻璃化转变温度T
g
和弛垂温度T
s
往往很高，一般T
g
大于670℃，T
s
大于710℃。在模压成型时，弛垂温度高对应的软化点高的玻璃，由于成型温度高，与模具反应大会使模具容易被氧化并损坏模具的表面，致使模具的使用寿命很短，从而间接增加了模压的生产成本。
[0004]为了降低玻璃化转变温度Tg和弛垂温度Ts，通常引入大量的ZnO、Li2O，但为了不使折射率降低，玻璃中的La2O3、Gd2O3、Y2O3、Nb2O5等提高折射率的成分含量也在逐渐增大，这些成分过多会导致玻璃粘度小、热稳定性降低成型难度大，玻璃生产时易析晶和产生严重条纹不良。
[0005]低熔点玻璃就是指转变温度(T
g
)比较低的玻璃，主要用于球面和非球面的精密压型，有利于降低压型温度，延长模具的使用寿命。现有的光学常数为高折射低色散类玻璃的转变温度(T
g
)一般在670℃以上，这会使玻璃具有较高的压型温度，高温会使模具容易被氧化和损坏压型模具的表面，缩短模具的使用周期，从而增加了压型成本。所以，从模具材料选择、模具的使用寿命能够延长及生产性的观点出发，成型性良好的低熔点玻璃是重要课題。
[0006]专利申请CN102300822A公开了一种光学玻璃，其折射率n
d
为1.75～1.81，以阳离子％计，BO
1.5 20～70％、LaO
1.5 6～30％、GdO
1.5 4～25％、SiO 22～20％、LiO
0.5 0～20％、ZnO 0～20％、ZrO
2 0～4.5％、TaO
2.5 0～7％、YbO
1.5
0～0.5％、GeO
2 0～5％，YO
1.5 1.5～10％，同时含有O、F，F含量相对于O含量的摩尔比F/O为0.01～0.30，ZnO含量、ZrO2含量的3倍和TaO
2.5
含量的5倍的合计ZnO+3ZrO2+5TaO
2.5
为40％以下，LiO
0.5
含量的2倍、ZnO含量和以全部阳离子的总量为100时的F含量的1/2倍的合计2LiO
0.5
+ZnO+(F/2)为20％以上，将以阳离子％表示时的BO
1.5
含量的1.5倍的值设为BB，将玻璃中的全部阳离子的总量设为100，将
全部氧量相对于上述总量的摩尔比设为BO时，BB
‑
(BO
‑
BB)的值为
‑
60～+20。该专利申请虽是具有优异的精密模压成型性的光学玻璃，但玻璃中含有F，生产控制成本高且对环保不利。
[0007]专利申请CN106396369A公开了一种光学玻璃，其折射率n
d
为1.77
‑
1.85，阿贝数υ
d
为40
‑
48，以氧化物的质量％计，其组成按重量百分比表示，含有：SiO2：4
‑
20％；B2O3：8
‑
24％；La2O3：20
‑
40％；Gd2O3：11
‑
30％；Y2O3：0
‑
15％；TiO2：0
‑
8％；Ta2O5：0
‑
8％；Nb2O5：大于0但小于或等于8％；Ta2O5/Nb2O5：小于1；ZrO2：大于0但小于或等于15％；ZnO：11
‑
30％；ZnO/(WO3+Ta2O5+Nb2O5+TiO2)为3.958以上。该专利申请的玻璃析晶温度大于1100℃，析晶性能较差，不利于生产。
[0008]专利申请CN106430948A公开了一种光学玻璃，其折射率n
d
为1.77
‑
1.85，阿贝数υ
d
为40
‑
48，其组成按摩尔百分比表示，含有：SiO2：5
‑
25％；B2O3：15
‑
45％；La2O3：5
‑
25％；Gd2O3：1
‑
20％；Y2O3：0
‑
10％；TiO2：0
‑
8％；Ta2O5：0
‑
8％；Nb2O5：大于0但小于或等于8％；ZrO2：大于0但小于或等于15％；ZnO：18
‑
40％；SiO2/B2O3为0.28
‑
1.2。该专利申请的玻璃析晶温度大于1100℃，析晶性能较差，不利于生产。
[0009]专利申请CN110342815A公开了一种光学玻璃，本专利技术提供一种T
g
温度较低、短波透过率高、抗析晶性能强、适于非球面精密压型和大口径成型的镧系玻璃。其重量百分比组成包括：SiO
2 2
‑
10％、B2O
3 12
‑
25％、TiO
2 1
‑
6.5％、La2O
3 20
‑
45％、Y2O
3 2
‑
10％、ZrO
2 2
‑
7％、WO
3 1
‑
5％、BaO 6
‑
20％。本专利技术通过合理的组分配比设计，不含ZnO组分且降低了Li2O的含量，玻璃折射率为1.81
‑
1.87，阿贝数为32
‑
38，Tg低于630℃，适于非球面精密压型，400nm波长处内透过率大于87％，玻璃抗析晶性能为A级,玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃以质量％计含有以下组分：B2O3：10.0％～30.0％，优选12.0％～28.0％；SiO2：3.0％～9.5％，优选4.0％～9.0％；La2O3：15.0％～30.0％，优选16.0％～29.0％；Gd2O3：15.0％～30.0％，优选16.0％～29.0％；Y2O3：0％～5.0％，优选0.5％～4.5％；ZrO2：0％～6.0％，优选0.5％～5.5％；Nb2O5：0.1％～4.8％，优选0.5％～4.5％；Ta2O5：0％～6.0％，优选0％～5.5％；ZnO：10.0％～22.0％，优选11.0％～21.0％；Li2O：0％～3.0％，优选0.2％～2.5％；WO3：0％～3.0％，优选0.2％～2.5％；Sb2O3：0％～1.0％，优选0％～0.5％；上述各组分之和为100％；所述光学玻璃的折射率n
d
为1.80以上，阿贝数υ
d
为45以上。2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，以质量％计，其中SiO2含量与B2O3和SiO2的总含量之比值为0.15＜SiO2/(B2O3+SiO2)＜0.25，优选为0.17＜SiO2/(B2O3+SiO2)＜0.24。3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，以质量％计，所述ZnO与SiO2的含量之比值为1.0＜ZnO/SiO2＜3.5，优选为1.7＜ZnO/SiO2＜3.4。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以质量％计，ZnO含量与Nb2O5、ZrO2和WO3的总含量之比值为2＜ZnO/(Nb2O5+ZrO2+WO3)＜5，优选为2.2＜ZnO/(Nb2O5+ZrO2+WO3)＜4....

【专利技术属性】
技术研发人员：沈义梅，荣幸，胡向平，杨谧玲，孟繁艳，
申请(专利权)人：湖北新华光信息材料有限公司，
类型：发明
国别省市：