光學(xué)玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種具有高折射率低色散特性的光學(xué)玻璃，W及由所述光學(xué)玻璃形成 的玻璃預(yù)制件和光學(xué)元件。
【背景技術(shù)】 陽(yáng)002]高折射率低色散光學(xué)玻璃形成的透鏡與由高折射率高色散光學(xué)玻璃形成的透鏡 進(jìn)行組合，能夠修正色差，使光學(xué)系統(tǒng)小型化，特別是折射率nd為1. 86-1. 92、阿貝數(shù)Vd為 36-42的高折射率低色散光學(xué)玻璃，市場(chǎng)需求日益增大。
[0003] 日本特開2001-348244、特開2007-269584、中國(guó)CN101386469A中均公開了此類高 折射低色散光學(xué)玻璃，其說(shuō)明書實(shí)施例中折射率為1.86 W上的光學(xué)玻璃組分中均含有大 量的Ta2〇e，而TazOji于昂貴的稀±類氧化物。因此，為了抑制高折射率低色散光學(xué)玻璃原 料成本的增加，希望能夠減少Ta2〇e含量。同時(shí)，攝像或投射等光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)元件對(duì)光學(xué) 玻璃透過(guò)率要求較高，如果高折射低色散光學(xué)玻璃形成的透鏡透射光量不足，會(huì)影響光學(xué) 系統(tǒng)的透射光量大幅度下降或驟減，因此希望光學(xué)玻璃的透過(guò)率性能優(yōu)異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種折射率nd為1.86-1. 92、阿貝數(shù)Vd為 36-42的高折射低色散光學(xué)玻璃，該玻璃在降低玻璃組分中Ta2〇5#量的同時(shí)，所述玻璃具 有優(yōu)異的透過(guò)率。 陽(yáng)0化]本發(fā)明還要提供一種由上述光學(xué)玻璃形成的玻璃預(yù)制件和光學(xué)元件。
[0006] 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：光學(xué)玻璃，其重量百分比組成包括： B203:1-30% ;SiO2:0-20% ;其中，Si〇2《62〇3山曰2〇3:25-55% ;Gd2〇3:5-40% ;Y 203:0-25% ; Yb2〇3:〇-10% ;Ta2〇5:〇-l〇% ;佩2〇5:1-30% ;Ti〇2:〇-l〇% ;Zr〇2:〇. 5-20% ;Nb2〇5>Zr〇2; Nb2〇s/(Nb2〇5+Ti〇2+Zr〇2)范圍在0. 4-0.8;W〇3:〇-10% ;化0 :0-15%;A1 203:0-10%;Ge〇2: 0-10% ;Bi2〇3:〇-l〇% ;不含有PbO和F;玻璃折射率為1.86-1. 92,阿貝數(shù)為36-42。
[0007]其中，還含有訊2〇3:〇-1%和 / 或Sn〇2:〇-l%和 / 或Ce〇2:〇-l%。
[0008] 其中，B203:5-25%和 / 或SiO2:0. 1-15%和 / 或La2〇3:3〇-52%和 / 或Gd2〇3:5-35% 和 / 或Y203: 1-20 % 和 / 或化 2〇5:〇-5 % 和 / 或佩 2〇5:2-25 % 和 / 或TiO2:0.1-5 % 和 / 或 Zr〇2:1-15 % 和 / 或W0 3:0-5 % 和 / 或化0 :0-10 % 和 / 或R2〇 :〇-5 % 和 / 或R0 :0-5 % 和 / 或Al2〇3:〇-5% 和 / 或GeO2:0-5% 和 / 或Bi2〇3:〇-5% 和 / 或訊203:0-0. 5 % 和 / 或SnO2: 0-0. 5%和 / 或Ce〇2:〇-〇. 5%。
[0009] 其中，Si〇2/(Si〇2+B2〇3)范圍為 0. 1-0. 45 ;和 / 或Y2(V(La2〇3+Gd2〇3巧2〇3)在 0. 01-0. 15 ;和 / 或佩2〇5/^(Nb2〇5+Ti〇2+Zr〇2)范圍為 0. 45-0. 7 ;和 / 或（佩2〇5+化2〇5+2'〇2)/ (Si〇2+B2〇3)的范圍小于 1 ;和 / 或狂nO+Y2〇3)/La2〇3的范圍為 0. 05-0. 3。
[0010] 其中，Si(V(Si〇2+B2〇3)范圍為 0. 25-0. 4 ;和 / 或Y2〇3ALa2〇3+Gd2〇3+Y2〇3)在 0. 05-0. 12 ;和 / 或佩2〇s/(Nb2〇5+Ti〇2+Zr〇2)范圍為 0. 48-0. 6 ;和 / 或（佩2〇5+化2〇5+2'〇2)/ (Si〇2+B2〇3)的范圍為 0. 1-0. 9;和 / 或狂nO+Y2〇3)/La2〇3范圍為 0. 08-0. 15。 柳川其中，（佩2〇5巧a2〇5+Zr〇2V(Si〇2+B2〇3)的范圍為 0. 5-0. 8。
[0012] 其中，玻璃折射率范圍為1.87-1.91;玻璃的阿貝數(shù)的范圍為37-41。
[0013] 其中，玻璃折射率范圍為1.88-1.90;玻璃的阿貝數(shù)的范圍為38-40。
[0014] 玻璃預(yù)制件，采用上述的光學(xué)玻璃制成。
[0015] 光學(xué)元件，采用上述的光學(xué)玻璃制成。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)降低玻璃組份中化2〇5含量，引入適量的La2〇3、Gd2〇3、 Y2O3及孔203等具有高折射率低色散作用的稀上類氧化物組分，并引入適量比例的Nb205或 Ti〇2中的一種或兩種，并優(yōu)化運(yùn)些組分的配比，可得到具有優(yōu)異的透過(guò)率的高折射率低色 散光學(xué)玻璃，W及由所述光學(xué)玻璃形成的玻璃預(yù)制件和光學(xué)元件。
【具體實(shí)施方式】
[0017]I、光學(xué)玻璃
[0018] 下面對(duì)本發(fā)明的光學(xué)玻璃的組成詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明，各玻璃組分的含量、總含量只 要沒(méi)有特別說(shuō)明，則使用重量％進(jìn)行表示，玻璃組分的含量與總含量之比W重量比表示。另 夕F，在W下的說(shuō)明中，提到規(guī)定值W下或規(guī)定值W上時(shí)也包括該規(guī)定值。
[0019]B203是玻璃網(wǎng)絡(luò)形成組分，具有提高玻璃可烙性并降低玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度的作用。為 了達(dá)到上述效果，本發(fā)明引入1 %W上或更多的B203,但當(dāng)其引入量超過(guò)30%時(shí)，則玻璃穩(wěn) 定性會(huì)下降，并且折射率下降，無(wú)法得到本發(fā)明的高折射率。因此，本發(fā)明的B203的含量為 1-30 %，B203含量的優(yōu)選范圍為5-25 %，更優(yōu)選的范圍為7-20 %。
[0020] Si〇2具有改善玻璃的熱穩(wěn)定性的作用，并可W增大玻璃烙融W及成型時(shí)的粘度。 但若其含量超過(guò)20%，則玻璃變得很難烙，且無(wú)法獲得本發(fā)明所需要的折射率。因此，本發(fā) 明的Si〇2的含量為0-20%，SiO2含量的優(yōu)選范圍為0. 1-15%，更優(yōu)選的范圍為3-12 %。
[0021] 為了改善玻璃烙融性、維持玻璃穩(wěn)定性W及維持適于烙融玻璃的成形的粘性，本 發(fā)明引入的Si〇2含量應(yīng)小于或等于B 2〇3含量，即SiO B 2〇3。
[0022] 同時(shí)為了得到透過(guò)率高的玻璃，抑制玻璃的烙融溫度的上升，減少、抑制烙化到烙 融玻璃中的銷離子等使著色惡化的物質(zhì)的混入量，并有效調(diào)整本發(fā)明玻璃的阿貝數(shù)范圍， 本發(fā)明將Si〇2/(Si〇2+B2〇3)范圍優(yōu)選在0. 5W下，更優(yōu)選范圍為0. 1-0. 45,進(jìn)一步優(yōu)選范圍 為 0.25-0. 4。
[0023] 1曰2〇3是獲得本發(fā)明所需光學(xué)特性的必須組分。當(dāng)La2〇3的含量小于25%時(shí)，難 W實(shí)現(xiàn)所需要的光學(xué)特性；但當(dāng)其含量超過(guò)55%時(shí)，玻璃耐失透性與烙融性能均惡化。因 此，本發(fā)明的La2〇3的含量為25-55%，La2〇3含量的優(yōu)選范圍為30-52%，更優(yōu)選的范圍為 35-50%。 W24] 本發(fā)明中通過(guò)Gd2〇3與La2〇3共存，可W提高形成玻璃的穩(wěn)定性，但當(dāng)Gd2〇3含量 低于5%時(shí)，上述效果不明顯；如果其含量超過(guò)40%時(shí)，則玻璃耐失透性降低，形成玻璃的 穩(wěn)定性變差。因此，本發(fā)明的Gd2〇3的含量為5-40 %，優(yōu)選范圍為5-35 %，更優(yōu)選范圍為 10-30%。
[00巧]本發(fā)明高折射低色散作用的組分優(yōu)選還引入Y203,可改善玻璃的烙融性、耐失透 性，同時(shí)還可降低玻璃析晶上限溫度，但若其含量超過(guò)25%，則玻璃的穩(wěn)定性、耐失透性降 低。因此，Y203含量范圍為0-25%，優(yōu)選范圍為1-20%，更優(yōu)選為2-15 %。 陽(yáng)0%] 孔2〇3也是本發(fā)明玻璃中的高折射率低色散組分，其含量超過(guò)10%時(shí)，玻璃的穩(wěn)定 性、耐失透性降低，因而優(yōu)選孔2〇3含量范圍為0-10%。同時(shí)，由于孔2〇3相對(duì)于Gd2〇3、Yz化 比較昂貴，對(duì)玻璃的烙融性能改善作用小，因此優(yōu)選不引入。
[0027] La2〇3、Gd2〇3、Y2〇3和孔2〇3中，對(duì)提高玻璃折射率并維持玻璃穩(wěn)定性作用最大的組分 是La2〇3。但本發(fā)明的光學(xué)玻璃如果僅使用La2〇3,則難W確保充分的玻璃穩(wěn)定性。因此，在本 發(fā)明中La2〇3組分的引入量最多，并且使La2〇3和Gd2〇3共存；或者優(yōu)選使La2〇3、Gd2〇3和Y2〇3 共存；更優(yōu)選Y2O3/化a2〇3+Gd2〇3+Y2〇3+Yb2〇3)在0.2W下，進(jìn)一步優(yōu)選Y2O3/化a2〇3+Gd2〇3+Y2〇3) 在0. 01-0. 15,更進(jìn)一步優(yōu)選Y2O3/化a2〇3+Gd2〇3+Y2〇3)在0. 05-0. 12,可W得到具有優(yōu)良的玻 璃穩(wěn)定性的高折射率低色散的玻璃，同時(shí)玻璃不易著色。
[0028] 佩2〇5具有提高玻璃折射率和色散的作用，也具有提高玻璃的抗析晶性與化學(xué)耐久 性的作用。但當(dāng)佩2〇5含量不足1%時(shí)，達(dá)不到上述效果；如果其含量超過(guò)30%，則玻璃色散 提高，無(wú)法達(dá)到本發(fā)明玻璃的光學(xué)特性，同時(shí)玻璃耐失透性惡化。因此，佩2化的含量范圍為 1-30 %，優(yōu)選范圍為2-25 %，更優(yōu)選范圍為3-20 %，進(jìn)一步優(yōu)選范圍為4-15 %。
[0029] Ta2〇e具有提高折射率的作用，同時(shí)其對(duì)維持玻璃低色散的作用優(yōu)于Nb2〇y如果玻 璃的穩(wěn)定性需要進(jìn)一步改善，可導(dǎo)入少量的Ta2〇e