專利名稱：：高折射低色散光學玻璃的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種光學玻璃，特別是涉及一種折射率(nd)在1.85-1.90、阿貝數(shù)(vd)在35-45的光學玻璃。
背景技術：
：高折射低色散光學玻璃廣泛應用于新型光電產品上以提高其成像質量，為了解決高折射低色散光學玻璃在熔煉生產中易失透的難題，以往通常是在配方中加入氧化鍺，例如日本特開2006-151758A公開了一種Ge02—B203—La203—ZnO—Bi203系的高折射低色散光學玻璃，但其Ge02含量高達13。/。(質量百分比含量，以下同)甚至17%，由于氧化鍺價格昂貴，因此該光學玻璃的成本較高。光學玻璃透光度受折射率影響較大，折射率越高往往透光度越低，例如日本特開2006-225220A公開了一種高折射低色散光學玻璃，當玻璃透射比達到80%時，對應的波長(入80)至少在460nm以上。隨著人類生存環(huán)境的惡化和人們環(huán)境保護意識的不斷提高，世界各國對有害化學物質的使用要求越來越嚴格。Sb203在光學玻璃中通常作為澄清劑使用，其含量通常在O.1-1%，由于Sb203是一種重金屬，根據新的環(huán)保要求，光學玻璃中Sb203的質量百分比含量不能超過0.1%。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種高折射率低色散、高透光度、低成本的環(huán)保光學玻璃。本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是高折射低色散光學玻璃，其特征在于，其質量百分比組成為:B203:6%-17%、Si02:2-10%、1^203大于25%小于45%、Gd203:5-25%、Nb205:0-3%、丁&205大于19%小于27%、ZnO:0-16%、BaO:0-5%、CaO:0-5%、SrO:0-5%、Zr02:0-9%、Y203:0-8%、Yb203:0-8%、W03:0-5%、Li2O+Na2O+K2O總含量為O-2%、Sb2O;5等于O.01小于O.1%、Sn02:0-1%。進一步的，其質量百分比組成為B203:6%-17%、Si02:2-10%、1^203大于25%小于45%、Gd203:5-25%、Nb205:0-3%、丁&205大于19%小于27%、ZnO:0-16%、BaO:0-5%、CaO:0-5%、SrO:0-5%、Zr02:3-9%、Y203:0-8%、Yb203:0-8%、W03:0-5%、Li2O+Na2O+K2O總含量為0-2%、Sb203等于0.Ol小于O.1%、Sn02:0-1%。進一步的，其質量百分比組成為B203:9%-16%、Si02:2-8%、1^203大于30%小于42%、Gd203:10-22%、Nb205:0-2%、丁&205大于19%小于25%、Zn0:0-15%、Ba0:0-2%、Ca0:0-5%、SrO:0-5%、Zr02:3-9%、Y203:0-5%、Yb203:0-8%、W03:0-5%、Li2O+Na2O+K2O總含量為0-2%、Sb203等于0.01%小于0.05%、Sn02:0-1%。進一步的，其質量百分比組成為B203:10%-16%、Si02:3-6.5%、1^203大于31%小于37%、Gd203:13-18%、Nb205:0-1%、丁&205大于19%小于22%、ZnO:0-15%、BaO:0-2%、CaO:0-5%、SrO:0-5%、Zr02:3-9%、Y203:0-5%、Yb203:0-8%、W03:0-5%、Li2O+Na2O+K2O總含量為0-2%、Sb2O;5等于O.01%小于0.05%、Sn02:0-1%。進一步的，其質量百分比組成為B203:9%-16%、Si02:2-8%、1^203大于30%小于42%、Gd203:10-22%、Nb205:0-2%、丁&205大于19%小于25%、ZnO:0-15%、BaO:0.1-2%、CaO:0-5%、SrO:0-5%、Zr02:3-9%、Y203:0-5%、Yb203:0-8%、W03:0-5%、Li2O+Na2O+K2O總含量為0-2%、Sb2O;5等于O.01%小于0.05%、Sn02:0-1%。進一步的，其質量百分比組成為B203:9%-16%、Si02:2-8%、1^203大于30%小于42%、Gd203:10-22%、Nb205:0-2%、丁&205大于19%小于25%、ZnO:0-15%、BaO:0-2%、CaO:0-5%、SrO:0-5%、Zr02:3-9%、Y203:0.2-4%、Yb203:0-8%、W03:0-5%、Li2O+Na2O+K2O總含量為0-2%、Sb2O;5等于O.01%小于0.05%、Sn02:0-1%。進一步的，其質量百分比組成為B203:10%-16%、Si02:3-6.5%、1^203大于31%小于37%、Gd203:13-18%、Nb205:0-1%、1&205大于19%小于22%、ZnO:0-15%、BaO:0.1-2%、Zr02:3-9%、Y203:0.2-4%、W03:0-5%、Sb203:0.01-0.05%。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的組成成分中不含Ge02，成本低，折射率(nd)在1.85-1.90，阿貝數(shù)(vd)在35-45，同時透射比達到80%時對應的波長在440皿以下，具有高透光度，能夠批量穩(wěn)定生產。具體實施例方式B203是玻璃網絡生成體氧化物，是構成玻璃網絡的必須成分，尤其是在高折射率低色散光學玻璃中，B203是得到穩(wěn)定玻璃的主要成分。當8203含量低于6%時，難以獲得性質穩(wěn)定的玻璃，耐失透性能不理想；當8203含量高于17%時，玻璃的折射率達不到設計目標，因此將B203含量限定為6。/。-17%，更優(yōu)選的含量是9-16%，最優(yōu)選為10-16%。Si02也是形成玻璃的網絡生成體氧化物，加入一定量的Si02可增大玻璃的高溫粘度，提高玻璃的耐失透性。但當其含量低于2%時，效果不充分；而當其含量高于10%時，則玻璃熔融性會變差，氣泡消除困難。因此，Si02的含量限定為2-10。/。，更優(yōu)選的含量是2-8%，最優(yōu)選含量為大于3-6.5%。La203是高折射低色散光學玻璃的主要成分，用于增加玻璃的折射率且不明顯提高玻璃的色散，在本組成體系中與B203混合存在時可提高玻璃的耐失透性能，改善玻璃的化學穩(wěn)定性。當1^203含量小于25%時，不能獲得上述作用，當其含量超過45%時，玻璃的析晶性能惡化，故將其含量限定為大于25%小于45%，更優(yōu)選含量是大于30%小于42%，最優(yōu)選含量是大于31%小于37%。Gd203的作用與La203類似，即在玻璃光學性能上起到增加玻璃的折射率且不明顯提高玻璃的色散的作用，在物理化學性能上起到改善玻璃化學穩(wěn)定性和耐失透能力。使用一定量的Gd203代替La203，可以提高玻璃的耐失透能力，但其含量低于5%時，效果不明顯，當Gd203含量高于25%時，反而使玻璃的耐失透能力惡化，因此將0(1203的含量限定為5-25%，更優(yōu)選10-22%，最優(yōu)選13-18%。恥205是提高玻璃折射率的有效成分，在本發(fā)明中其含量高于5%時，會導致玻璃色散大幅升高，阿貝數(shù)降低，同時使玻璃的短波透過率下降。因此恥205含量優(yōu)選為0-3%，更優(yōu)選含量是0-2%，最優(yōu)選含量是0-1%。Ta205是本發(fā)明的必須成分，它可以顯著提高玻璃的折射率和耐失透能力，當其含量高于27%時，玻璃比重過大，玻璃熔融性、穩(wěn)定性受到影響；但當其含量低于19%時，難以獲得高透光度，因此1^205的含量限定為大于19%小于27%，同時Ta205也是一種高價原料，所以更優(yōu)選含量大于19%小于25%，最優(yōu)選含量大于19%小于22%。使用一定量的ZnO可以提高玻璃的耐失透能力，改善玻璃的熔融性，同時降低玻璃的轉變溫度，但隨著ZnO含量的增加玻璃的折射率會降低，因此ZnO限定量為0-16y。，優(yōu)選含量為0-15%。BaO在玻璃中的作用是降低玻璃的色散，改善玻璃的熔融性，同時可以改善玻璃的透過率。但當其含量高于5%時，玻璃易于析晶，因此將BaO的含量限定為0-5。/。，更優(yōu)選為0-2%，更優(yōu)選O.1-2%。CaO在玻璃中的作用與BaO相似，當其含量高于5%時，難以獲得高折射率，因此CaO含量限定為0-5%，更優(yōu)選不加入。SrO在玻璃中的作用與BaO、CaO相似，用SrO替代部分BaO，能加速玻璃的熔化和澄清，降低玻璃的析晶傾向，但當其含量高于5%時，熔制困難，因此SrO含量限定為0-5。/。，更優(yōu)選不加入。Zr02具有改善玻璃耐失透性和提高化學穩(wěn)定性的效果，同時還起到提高折射率降低色散的作用。但當其含量高于9%時，引起玻璃耐失透性惡化，因此Zr02含量限定為0-9。/。，更優(yōu)選3-9%。Y203具有提高玻璃穩(wěn)定性的作用，還可以作為調整玻璃的光學常數(shù)的成分，但當其含量超過8%時，會引起玻璃耐失透性能惡化，因此￥203優(yōu)選含量為0-8%，更優(yōu)選含量大于O小于5%，最優(yōu)選O.2-4%。Yb203在玻璃中的作用與Y203相同，當其含量高于8%時，易失透，￥1)203優(yōu)選含量為0-8%，更優(yōu)選不加入。W03在玻璃中的主要作用是維持光學常數(shù)，改善玻璃析晶，但含量過高會使玻璃透過率降低，著色度增大，且析晶性能變壞，W03優(yōu)選含量為0-5呢。Li20、Na20、K20的主要作用是降低玻璃的轉變溫度，玻璃轉變溫度低有利于降低玻璃元件的壓型和退火成本，但Li20、Na20、K20的使用會引起玻璃的耐失透能力下降，同時顯著降低玻璃的折射率，因此限定1^20+^20+1(20總含量為0-2%，優(yōu)選不使用。Sb203可作為澄清劑添加，但超過一定含量將導致玻璃著色增加，透過率降低，同時容易導致用鉑金器皿生產的玻璃中出現(xiàn)大量鉑金粒子；另外為適應新的環(huán)境保護要求，因此限定其含量不超過O.1%;在本發(fā)明中，使用微量Sb203可以有效降低玻璃的澄清溫度，提高玻璃的透過率，因此Sb203的優(yōu)選含量為等于0.01小于0.1%，更優(yōu)選含量為O.01-0.05%。Sn02也是作為澄清劑使用，但其對玻璃的澄清效果不如Sb203，同時當其使用量大時會引起玻璃著色，因此其使用量限定為0-1%，優(yōu)選不使用。表l-4表示了本發(fā)明玻璃的實施例l-15和對比例l-4，同時表示了玻璃的折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)、著色度(入80/入5)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表4<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表1-3所示的本發(fā)明實施例的光學玻璃通過如下方法制得稱量氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等通常光學玻璃用原料，達到表l-3所示各實施例組成的比例；混合后投入到鉑坩堝中，在120(TC-145(TC下熔融4-7小時；熔化、澄清、攪拌、均質化之后，注入到模具中緩慢冷卻后制得。表l-4中的折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)是對光學玻璃樣品進行-25"C/小時徐冷后測定的數(shù)據。將玻璃制作成10mm士0.1mm厚度的樣品，測試玻璃在透射比達到80%對應的波長入80，在透射比達到5%時對應的波長入5。表l-3所示，本發(fā)明實施例1-15的光學玻璃均具有本發(fā)明所要求的光學常數(shù)(折射率和阿貝數(shù))；由于10mm厚的光學玻璃在透射比達到80。/。時對應的波長小于440nm，因此本發(fā)明的光學玻璃透光度高。綜上所述，本發(fā)明光學玻璃的組成為B203-Si02-La203-Gd203-Ta205系統(tǒng)，不含Ge02成分，光學玻璃具有折射率為l.85-1.90、阿貝數(shù)為35-45的光學常數(shù)，光學玻璃透射比達到80%時對應的波長在440nm以下，透光度高，生產成本較低，同時還滿足最新的環(huán)境保護要求。權利要求權利要求1高折射低色散光學玻璃，其特征在于，其質量百分比組成為B2O36％-17％、SiO22-10％、La2O3大于25％小于45％、Gd2O35-25％、Nb2O50-3％、Ta2O5大于19％小于27％、ZnO0-16％、BaO0-5％、CaO0-5％、SrO0-5％、ZrO20-9％、Y2O30-8％、Yb2O30-8％、WO30-5％、Li2O+Na2O+K2O總含量為0-2％、Sb2O3等于0.01小于0.1％、SnO20-1％。全文摘要本發(fā)明提供一種高折射率低色散、高透光度的環(huán)保光學玻璃，其質量百分比組成為B₂O₃6％-17％、SiO₂2-10％、La₂O₃大于25％小于45％、Gd₂O₃5-25％、Nb₂O₅0-3％、Ta₂O₅大于19％小于27％、ZnO0-16％、BaO0-5％、CaO0-5％、SrO0-5％、ZrO₂0-9％、Y₂O₃0-8％、Yb₂O₃0-8％、WO₃0-5％、Li₂O+Na₂O+K₂O總含量為0-2％、Sb₂O₃等于0.01小于0.1％、SnO₂0-1％。本發(fā)明的組成成分中不含GeO₂，折射率在1.85-1.90，阿貝數(shù)在35-45，同時透射比達到80％時對應的波長在440nm以下，具有高透光度。文檔編號C03C3/068GK101386469SQ20081030496公開日2009年3月18日申請日期2008年10月16日優(yōu)先權日2008年10月16日發(fā)明者波匡,偉文,李維民申請人:成都光明光電股份有限公司