專利名稱：：高折射高色散光學玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高折射高色散光學玻璃，特別涉及一種高折射高色散易于精密模壓的光學玻璃。
背景技術(shù)：
：光學系統(tǒng)設計的多元化對光學玻璃的品種提出了更多要求，其中折射率在1.90以上、阿貝數(shù)在23以下的高折射高色散光學玻璃的市場需求較大。以往此類玻璃組分中均添加Sb203以防止玻璃著色，但Sb203會加大玻璃對熔爐特別是對鉑金熔爐的侵蝕，縮短鉑金熔爐的使用壽命，并且組分中的Sb203易導致更多的鉑金離子進入玻璃，在玻璃中產(chǎn)生閃點，影響精密模壓玻璃質(zhì)量。目前市場上已有的一種高折射高色散光學玻璃，其玻璃轉(zhuǎn)變溫度在65(TC以上，不適于精密模壓；同時玻璃的化學穩(wěn)定性不好，玻璃耐酸達到3類，易侵蝕造成表面劣化。另外光學系統(tǒng)的輕量化也要求光學玻璃具有較小的密度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種不含Sb203、轉(zhuǎn)變溫度較低、化學穩(wěn)定性好、密度較小的高折射高色散光學玻璃。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高折射高色散光學玻璃，所述光學玻璃組份中P203、Ti02、恥205為必需組份，不含Sb203，玻璃折射率在1.90以上，阿貝數(shù)在23以下，玻璃轉(zhuǎn)變溫度在62(TC以下，密度在3.65以下，耐酸達到1類。進一步的，按氧化物為基準的重量％組成為:P205:22-40%、Ti02:10-30%、Nb205:35-55%、Na20:0-15%、B203:0-8%、Ba0:0-10%、K20:0-8%、Si02:0-5%、Bi203:0-3%、W03:0-8%和Sr0:0-3%。進一步的，按氧化物為基準的重量％組成為P205:22-35%、Ti02:12-25%、Nb205:40-50%、Na20:0-15%、B203:0-8%、Ba0:0-10%、K20:0-8%、Si02:0-5%、Bi203:0-3%、W03:0-8%和SrO:0-3%。進一步的，按氧化物為基準的重量％組成為P205:22-32%、Ti02:12-22%、Nb205:40-50%、Na20:0-15%、B203:0-8%、BaO:O-10%、K20:0-8%、Si02:0-5%、Bi203:0-3%、W03:0-8%和SrO:0-3%。進一步的，所述BaO:1-8%、Na20:2-12%。高折射高色散光學玻璃，按氧化物為基準的重量％組成為P205:22-40%、Ti02:10-30%、Nb205:35-55%、Na20:0-15%、B203:0-8%、BaO:O-10%、K20:0-8%、Si02:0-5%、Bi203:0-3%、W03:0-8o/o禾口SrO:0-3%。進一步的，按氧化物為基準的重量％組成為P205:22-35%、Ti02:12-25%、Nb205:40-50%、Na20:0-15%、B203:0-8%、BaO:O-10%、K20:0-8%、Si02:0-5%、Bi203:0-3%、W03:0-8%和SrO:0-3%。進一步的，按氧化物為基準的重量％組成為P205:22-32%、Ti02:12-22%、Nb205:40-50%、Na20:0-15%、B203:0-8%、BaO:O-10%、K20:0-8%、Si02:0-5%、Bi203:0-3%、W03:0-8%和SrO:0-3%。進一步的，所述BaO:1-8%、Na20:2-12%。進一步的，所述光學玻璃折射率在l.90以上，阿貝數(shù)在23以下。進一步的，所述光學玻璃轉(zhuǎn)變溫度在62(TC以下，密度在3.65以下。進一步的，所述光學玻璃基于國標GB/T17129方法測量，耐酸達到1類。進一步的，所述光學玻璃折射率在1.90以上，阿貝數(shù)在23以下，玻璃轉(zhuǎn)變溫度在62(TC以下，密度在3.65以下，基于國標GB/T17129方法測量，耐酸達到1類。模壓成型用玻璃預制坯材，采用上述的高折射高色散光學玻璃制成。光學元件，采用上述的高折射高色散光學玻璃制成。光學元件，采用上述的模壓成型用玻璃預制坯材模壓成型而得到的。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的光學玻璃的折射率在1.90以上，阿貝數(shù)在23以下，玻璃轉(zhuǎn)變溫度在62(TC以下，密度在3.65g/cn^以下，耐酸達到1類，光學玻璃化學性能優(yōu)異，適用于精密壓力成型所使用的預型材及精密壓力成型。具體實施例方式以下對本發(fā)明的玻璃組份進行說明，在沒有特別說明的情況下，各組份的含量為以氧化物為基準的重量％，其中，以氧化物為基準是指，假設作為本發(fā)明的玻璃組成成分的原料使用的氧化物、硝酸鹽等熔融時全部分解轉(zhuǎn)變成氧化物時，以該生成氧化物的重量總和作為100重量%來表示玻璃中所含有的各成分的組成。在本發(fā)明中，P205作為玻璃網(wǎng)絡形成組分的必要組分。因磷酸鹽玻璃與硅酸鹽玻璃比較，其可以在低溫下熔化，本發(fā)明的玻璃組分中要求引入至少22。/。的P205，當超過40%時，就難以獲得高折射率性能，因此，P20s的含量限制為22-40。/。，優(yōu)選為22-35%，更優(yōu)選22-32%。Nb205是用于獲得本發(fā)明的高折射率和高色散性能的必要組分，也是一種提高玻璃化學耐久性的組分。當恥205的含量小于35%時，不能獲得本發(fā)明的高折射率和高色散性能；當超過55%時，玻璃的抗失透性下降。因此，恥205的含量限制為35-55%，優(yōu)選40-50%。Ti02具有提高玻璃的折射率、色散和化學耐久性的效果，是本發(fā)明必須含有的組分。當其含量過少則難以得到所期望的效果，過多則耐失透性降低，易結(jié)晶，因此，Ti02的含量下限優(yōu)選為10%，更優(yōu)選12%，上限優(yōu)選為30%，更優(yōu)選25%，最優(yōu)選22%。BaO是用于獲得高折射率和高色散的組分，但當大量引入BaO時，玻璃的耐失透性能將降低。因此，BaO的含量限制為0-10。/。，優(yōu)選1-8%。當將適量的B203加入含P205、Nb205、Ti02的玻璃中時，玻璃在抗失透方面的性能有所提高。然而，8203的含量超過8%，不能獲得高折射率和高色散性能。因此，B203的含量限制為0-8%。當適量加入Na20時，可提高玻璃的熔融性的同時使玻璃穩(wěn)定化的效果，過多則折射率降低，難以得到所期望的光學常數(shù)。因此，Na20含量為0-15%，優(yōu)選2-12%。當適量加入K20時，可降低玻璃的熔點，當1(20含量超過8%時，難以獲得預期的高折射率和高色散性能。因此，1(20含量為0-8%。在本發(fā)明的光學玻璃中，可以引入Si02用來降低玻璃的著色，并且在少量加入時可以提高玻璃的抗失透性，因此，Si02含量限制為0-5。/。。Bi203和W03是用于實現(xiàn)一些高折射率和高色散玻璃所需的光學常數(shù)的任選組分。在本發(fā)明中，不引入Bi203和W03也可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。當引入Bi203時，其含量優(yōu)選為0-3%，當引入W03時，其含量優(yōu)選為0-8%。SrO可作為任選組分，引入時可提高玻璃的耐失透性，但是當過量引入時，難以獲得預期的高折射率和高色散性能。因此，SrO含量為0-3。/。。需要特別強調(diào)的是，本發(fā)明不含有Sb203、As203和PbO組分。Sb203、AS203具有消除氣泡和較好的防止玻璃著色的效果，但Sb203、AS203的加入必然加大玻璃對熔爐特別是對鉑金熔爐的鉑金侵蝕，導致更多的鉑金離子進入玻璃，對鉑金熔爐的使用壽命造成不利影響。PbO可顯著提高玻璃的高折射率和高色散性能，但PbO和As203都是可造成玻璃污染的物質(zhì)。本發(fā)明的玻璃都采用常規(guī)原料生產(chǎn)，使用磷酸、偏磷酸鹽、焦酸鹽或五氧化二磷作為P205原料，使用碳酸鹽、硝酸鹽、氧化物為其他組分原料。按常規(guī)方法配料后，投入到1180-125(TC的熔煉爐中熔制，經(jīng)澄清和充分均化后，在1100-115(TC澆注或漏注成型，成型后未經(jīng)熱處理的玻璃呈藍褐色，必須在590士3(TC保溫60-100小時再降溫處理，即可獲得本發(fā)明的光學玻璃。在本發(fā)明中，通過設定玻璃的組成，特別是上述優(yōu)選范圍內(nèi)的組成，可實現(xiàn)如下希望的特性本發(fā)明的光學玻璃折射率(nd)在1.90以上，阿貝數(shù)(Vd)在23以下，玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)在62(TC以下，密度(D)在3.65g/cm3以下，耐酸達到1類。其中折射率(nd)值為(-2°C/h)-(-6°C/h)的退火值，折射率與色散系數(shù)按照《GB/T7962.l-1987無色光學玻璃測試方法折射率和色散系數(shù)》測試。轉(zhuǎn)變溫度(Tg)按照《GB/T7962.16-1987無色光學玻璃測試方法線膨脹系數(shù)、轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度》測試，s卩被測樣品在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度每升高rc，在被測樣品的膨脹曲線上，將低溫區(qū)域和高溫區(qū)域直線部分延伸相交，其交點所對應的溫度。密度按照《GB/T7962.20-1987無色光學玻璃測試方法密度測試方法》測試。DA表示按GB/T17192方法測試的玻璃耐酸作用穩(wěn)定性能。熱膨脹系數(shù)a是指一定溫度范圍內(nèi)溫度升高rC時玻璃每單位長度的伸長量，按GB/T7962.16-1987規(guī)定的方法測量。下面的表l、表2中給出了20-120。C和100-30(TC的平均熱膨脹系數(shù)。本發(fā)明的光學玻璃可用作壓力成型用玻璃預型材料，或者也可直接將熔融玻璃壓力成型。用作玻璃預型材時的制造方法及熱成型方法無特別限制，可使用公知的制造方法及成型方法。另外，還可對本發(fā)明光學玻璃制作的玻璃預型材進行壓力加工，制造光學元件，或者也可采用直接對熔融、軟化的光學玻璃進行壓力加工，制造光學元件。另外，光學元件可用作例如雙凸、雙凹、平凸、平凹、凹凸透鏡等各種透鏡、反射鏡、棱鏡、衍射光柵等。實施例下文述及本發(fā)明的10個實施例，但本發(fā)明并不受限于這些實施例。將本發(fā)明光學玻璃的實施例的組成與這些玻璃的折射率、阿貝數(shù)、轉(zhuǎn)變溫度、密度、耐酸性能以及熱膨脹系數(shù)一起表示于表1和表2中，各組分的組成以重量%表示。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表1和表2可以看出，本發(fā)明的實施例的光學玻璃都具有上述特定范圍的光學常數(shù)，即:(nd)在1.90以上，阿貝數(shù)(vd)在23以下，玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)在62(TC以下，密度(D)在3.65g/cn^以下，耐酸達到1類，光學玻璃化學性能優(yōu)異，適用于精密壓力成型所使用的預型材及精密壓力成型。權(quán)利要求1.高折射高色散光學玻璃，其特征在于，所述光學玻璃組份中P2O3、TiO2、Nb2O5為必需組份，不含Sb2O3，玻璃折射率在1.90以上，阿貝數(shù)在23以下，玻璃轉(zhuǎn)變溫度在620℃以下，密度在3.65以下，耐酸達到1類。2.如權(quán)利要求l所述的高折射高色散光學玻璃，其特征在于，按氧化物為基準的重量％組成為Pp5:22-40%、TiO2:10-3(、Nb205:35-55%、Na20:0-15%、B^03:0-S%、BaO:0-10%、K;O:0-8%、SiO2:0-5%、Bi^03:0-3%、TO3:0-8M和SrO:0_3%。3.如權(quán)利要求l所述的高折射高色散光學玻璃，其特征在于，按氧化物為基準的重量％組成為PP5:22-35%、Ti02:12-25%、Nb205:40-50%,Na20:0_15%、B^)3:0-、Ba0:0_10%、K^):0-8%、Si02:0-5%、Bi^)3:0_3%、TO3:O-M和SrO:0_3%。4.如權(quán)利要求l所述的要求所述的高折射高色散光學玻璃，其特征在于，按氧化物為基準的重量%組成為PP5:22-32%、Ti02:12-22%、Nb205:40-50%、Na20:0_15%、B^)3:0-,Ba0:0_10%、K^):0-8%、SiO2:0-5%、Bi^3:0_3%、TO3:0-8W和SrO:0_3%。5.如權(quán)利要求l-4任一所述的高折射高色散光學玻璃，其特征在于，所述BaO:1-8%、Na2°:2-12%。6.高折射高色散光學玻璃，其特征在于，按氧化物為基準的重量%組成為P^5:22-40%、Ti02:10-30%、Nb205:35-55%、Na20:0-15%、B^)3:0-8%、Ba0:0-10%、K^0:0-M,Si02:0-5%、Bi^03:0-3%、TO3:0-ffli和SrO:0-3%。7.如權(quán)利要求6所述的高折射高色散光學玻璃，其特征在于，按氧化物為基準的重量％組成為Pp5:22-35%、Ti02:12-2^4、Nb205:40-50%、Na20:0-15%、B^03:0-S%、BaO:0-10%、Kp:0-8%、SiO2:0-5%、Bi;D3:0-3%、TO3:0-SM和SrO:0_3%。8如權(quán)利要求6所述的高折射高色散光學玻璃，其特征在于，按氧化物為基準的重量％組成為Pp5:22-32%、Ti02:12-22%、Nb205:40-50%、Na20:0_15%、Bp3:0-8%、Ba0:0_10%、Kp:0-8%、SiO2:0-5%、Bip3:0-3%、W03:0-8M和SrO:0-319如權(quán)利要求6-8所述的高折射高色散光學玻璃，其特征在于，所述BaO:1-8%、Na2°:2-12%。10如權(quán)利要求9所述的高折射高色散光學玻璃，其特征在于，所述光學玻璃折射率在1.90以上，阿貝數(shù)在23以下。11如權(quán)利要求9所述的高折射高色散光學玻璃，其特征在于，所述光學玻璃轉(zhuǎn)變溫度在62(TC以下，密度在3.65以下。12如權(quán)利要求9所述的高折射高色散光學玻璃，其特征在于，所述光學玻璃基于國標GB/T17129方法測量，耐酸達到1類。13如權(quán)利要求9所述的高折射高色散光學玻璃，其特征在于，所述光學玻璃折射率在1.90以上，阿貝數(shù)在23以下，玻璃轉(zhuǎn)變溫度在62(TC以下，密度在3.65以下，基于國標GB/T17129方法測量，耐酸達到1類。14模壓成型用玻璃預制坯材，其特征在于，采用權(quán)利要求13所述的高折射高色散光學玻璃制成。15光學元件，其特征在于，采用權(quán)利要求13所述的高折射高色散光學玻璃制成。16光學元件，其特征在于，采用權(quán)利要求14所述的模壓成型用玻璃預制坯材模壓成型而得到的。全文摘要本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種不含Sb₂O₃、轉(zhuǎn)變溫度較低、化學穩(wěn)定性好、密度較小的高折射高色散光學玻璃。高折射高色散光學玻璃，所述光學玻璃組份中P₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅為必需組份，不含Sb₂O₃，玻璃折射率在1.90以上，阿貝數(shù)在23以下，玻璃轉(zhuǎn)變溫度在620℃以下，密度在3.65以下，耐酸達到1類。本發(fā)明的光學玻璃化學性能優(yōu)異，適用于精密壓力成型所使用的預型材及精密壓力成型。文檔編號G02B1/00GK101591142SQ20091030367公開日2009年12月2日申請日期2009年6月25日優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日發(fā)明者剛黃申請人:成都光明光電股份有限公司