專利名稱：一種中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)玻璃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中折射率、高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃。其折射率(nd)在1.59 1.62和阿貝數(shù)(Ud)在63 69的范圍內(nèi)，適用于數(shù)碼產(chǎn)品或投影儀中使用的光學(xué)玻璃。
背景技術(shù)：
隨著光電行業(yè)的發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)、攝相機(jī)和可拍照手機(jī)等不斷向更好圖像質(zhì)量和更高清晰度的發(fā)展，對(duì)直接影響圖像清晰度和改善圖像畫(huà)質(zhì)的成像系統(tǒng)——鏡頭產(chǎn)品有了更高的要求。為滿足鏡頭產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，一方面鏡頭產(chǎn)品由普通的鏡頭向非球面鏡頭發(fā)展，減低像差，追求高畫(huà)質(zhì)，實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)；另一方面通過(guò)特殊的光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)，采用鏡頭組合，實(shí)現(xiàn)高解像力、高對(duì)比度的畫(huà)面來(lái)保證圖像的質(zhì)量和高清晰度。然而在采用鏡頭組合時(shí)，需要使用兩種差值較大阿貝數(shù)的光學(xué)玻璃來(lái)消除兩種顏色光的色差。中折射率、高阿貝數(shù)的磷冕玻璃可用在特殊光學(xué)設(shè)計(jì)的鏡頭組中消除色差，達(dá)到校正色差的目的。中國(guó)專利(CN 100371277)公開(kāi)了一種折射率(nd)在1. 52 1. 72和阿貝數(shù)(υ d) 在57 70之間的玻璃，屬于磷酸鹽體系，但其中含有1^20、妝20及K2O的總量超過(guò)3%克分子， 引起玻璃具有大的膨脹系數(shù)，玻璃的熱穩(wěn)定性差，并且組分中含有超過(guò)0低于15%克分子的 &ι0，給這種玻璃的生產(chǎn)增大了難度。中國(guó)專利(CN 101360691A)公開(kāi)了一種折射率(nd)在1. 50 1. 65之間和阿貝數(shù) (Ud)在50飛5的玻璃，屬于磷酸鹽體系，但其組分中含有&10，玻璃缺乏熱穩(wěn)定性，容易產(chǎn)生失透。中國(guó)專利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)CN 1304315C)公開(kāi)了一種折射率(nd)在1. 54^1. 65之間和阿倍數(shù)(u d)在57飛9之間的玻璃，屬于磷酸鹽體系，但玻璃組成中含有3 Hwt%的&ι0， 玻璃缺乏熱穩(wěn)定性，容易產(chǎn)生失透。中國(guó)專利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)CN 1313405C)公開(kāi)了一種折射率(nd)在1. 57 1. 67之間和阿倍數(shù)(u d)在55飛5之間的玻璃，但玻璃組成是以IO3-SiO2-R2O-RO-R2O3為玻璃組成系統(tǒng)，其玻璃的硬度較大，不利于加工。中國(guó)專利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)CN100374386C和CN101134640A)公開(kāi)的一種折射率(nd)在 1. 52^1. 70之間和阿倍數(shù)(u d)在42 70之間的玻璃，屬于磷酸鹽體系，但玻璃組成中Li20、 Na2O及K2O的總量為l(T40md%且ZnO含量在5 40md%，引起玻璃具有大的膨脹系數(shù)，玻璃的熱穩(wěn)定性變差。中國(guó)專利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)CN17M851A)公開(kāi)了一種阿倍數(shù)(u d)超過(guò)59但不到70 的磷酸鹽玻璃，沒(méi)有指明折射率的范圍，同時(shí)其組分中含有易引起膨脹系數(shù)偏大的Li2O為 0^20wt%且不包括0和難熔的MgO為(T25wt%且不包括0，造成玻璃的熱穩(wěn)定性差，且難以生產(chǎn)。中國(guó)專利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)CN1303024C)公開(kāi)了一種折射率(nd)在1. 60 1. 68之間和阿倍數(shù)(ud)在4(Γ65之間的玻璃，屬于磷酸鹽體系，但是玻璃組成中含有F為15 35moW)，玻璃生產(chǎn)過(guò)程中F的揮發(fā)影響環(huán)境。中國(guó)專利申請(qǐng)(公開(kāi)號(hào)CN101172774A)公開(kāi)了一種折射率(nd)在1. 60 1. 64之間和阿倍數(shù)(υ d)在56飛4之間的玻璃，屬于磷酸鹽體系，其玻璃組成中含有3 10wt%的&ι0， 玻璃缺乏熱穩(wěn)定性，容易產(chǎn)生失透。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)鏡頭組的組合同時(shí)克服上述公開(kāi)專利或?qū)＠暾?qǐng)的不足，提供了一種中折射率、高阿貝數(shù)的磷冕玻璃，其折射率(nd)在1.59 1.62和阿貝數(shù) (υ d)在63 69的范圍內(nèi)，其轉(zhuǎn)變溫度Tg低于610°C，比重在3. 50 3. 80g/cm3的范圍內(nèi)， 且依據(jù)“GB/T17129-1997光學(xué)玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的測(cè)定方法——粉末法”測(cè)定玻璃的Dw為1 級(jí)，同時(shí)具有著色度小，穩(wěn)定性好，工藝性能優(yōu)，能適宜批量化生產(chǎn)的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃，其特征在于， 以重量百分比計(jì)含有
Ba (PO3) 260 83%;
Al (PO3)33 15%;
Al2O30. 5 5% ；
B2O33 10% ；
La2O32 10 ；
Gd2O30 5% ；
Y2O30 5% ；
Σ (La203+Y203+Gd203)2· 5 10% ；
ZrO20 2% ；
BaO3 10% ；
CaO0 10% ；
SrO0 10% ；
Σ (CaO+SrO+BaO)3 10% ；
Sb2O30 0· 5%ο本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)解決方案是其特征在于，按重量百分比計(jì)含有 Ba (PO3) 265 80%;
Al (PO3)35 12%;
Al2O30. 5 5% ；
B2O33 10% ；
La2O32 10% ；
Gd2O30 5% ；
Y2O30 5% ；
Σ (La203+Y203+Gd203)2· 5 10% ；
ZrO20 2% ；
BaO3 10% ；
CaO0 10% ；SrO0 10% ；
Σ (CaO+SrO+BaO)3 10% ；
Sb2O30 0· 5%ο本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的中折射率高阿貝數(shù)的磷冕玻璃具有折射率(nd)在 1.59 1.63和阿貝數(shù)(ud)在63 69的范圍內(nèi)。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的中折射率高阿貝數(shù)的磷冕玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg低于 610°C，不含有堿金屬Li2O或Na2O或K20。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃的比重(d)在 3. 5 3. 8g/cm3的范圍內(nèi)。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的高折射率光學(xué)玻璃依據(jù)“GB/T17129-1997光學(xué)玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的測(cè)定方法——粉末法”測(cè)定中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃的Dw為1 級(jí)。本發(fā)明制得的中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃中，由下面所述的原因選擇上述含量的每個(gè)成分。如下所述中，每個(gè)成分含量范圍是以重量百分比來(lái)表示。Ba(PO3)2是玻璃形成主要成分，起到玻璃形成成分的作用，是保持玻璃穩(wěn)定性的必需成分，其量不足60%的話，或者超過(guò)83%就很難得到目標(biāo)值nd，同時(shí)將降低La2O3在基體玻璃中的熔融性，產(chǎn)生未熔物，難以得到均質(zhì)的玻璃。因此，Ba(PO3)2組分的含量限定在 60 83%，優(yōu)選在65 80%。Al (PO3) 3也是玻璃形成的成分，能夠雜化玻璃的結(jié)構(gòu)，是保持玻璃穩(wěn)定性的必需成分。其量超過(guò)15%，則玻璃的折射率達(dá)不到預(yù)期，同時(shí)會(huì)影響玻璃的熔融性能，其量低于3%， 則難于達(dá)到提高玻璃穩(wěn)定性的目的。因此Al (PO3)3組分的含量限定在;Γ15%，更有選5 12%。Al2O3作為提高玻璃耐候性的成分加入，當(dāng)其量超過(guò)5%時(shí)，玻璃的穩(wěn)定性反而會(huì)惡化，高溫溶解性也變得惡化，同時(shí)玻璃的折射率也會(huì)隨著降低。如果其含量不足0. 5%，則不能改善玻璃的耐侯性。因此Α1203組分的含量限定在0. 5 5%。B2O3也是玻璃生成體，少量的添加有助于提高玻璃的熔融性能或者均質(zhì)化，也能提高玻璃的耐侯性，但超過(guò)10%的話會(huì)使玻璃的阿貝數(shù)達(dá)不到預(yù)期，且增大玻璃的析晶傾向， 很難得到均質(zhì)玻璃；若低于3%，則達(dá)不到助熔的作用。因此，B2O3組分的含量限定在;Γ10%。La2O3是提高玻璃折射率的有效成分，是本發(fā)明不可缺少的成份，其量不足愧時(shí)難以保持特定范圍內(nèi)的光學(xué)常數(shù)，而量超過(guò)10%以上的話反而會(huì)使玻璃析晶傾向變大。要得到析晶性能佳且穩(wěn)定的玻璃，La2O3組分的含量限定在2 10%。Gd2O3是提高玻璃折射率的有效成分，替代La2O3對(duì)減小玻璃的析晶傾向很有效。但其含量超過(guò)5%以上反而會(huì)使玻璃析晶傾向變大，要得到析晶性能佳且穩(wěn)定的玻璃，Gd2O3組分的含量限定在0 5%。IO3也是提高玻璃折射率的有效成分，替代La2O3對(duì)減小玻璃的析晶傾向很有效， 但是過(guò)多使用會(huì)增大玻璃的析晶傾向，其含量不宜超過(guò)5%范圍，否則析晶傾向增大。為獲得穩(wěn)定的玻璃，Y2O3組分的含量限定在(Γ5%。ZrO2可有效調(diào)整光學(xué)常數(shù)，提高玻璃粘度，減小析晶傾向，提高化學(xué)穩(wěn)定性。其過(guò)量引入時(shí)，玻璃析晶性能反倒易變差并降低玻璃的熔融性，而且玻璃的阿貝數(shù)達(dá)不到預(yù)期。 為得到析晶性能佳且穩(wěn)定的玻璃，ZrO2組分的含量限定在0 2%。
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BaO是一種改進(jìn)玻璃的組分，用來(lái)調(diào)整玻璃的多種性能，而且BaO具有增強(qiáng)玻璃耐候性的作用。當(dāng)其含量超過(guò)10%，玻璃的液相溫度會(huì)升高且玻璃的耐候性會(huì)惡化，當(dāng)含量低于3%時(shí)，就無(wú)法獲得預(yù)期的耐久性和耐候性，而且玻璃也易發(fā)生失透。因此BaO的含量限定在3 10%。CaO是調(diào)整玻璃的折射率和阿貝數(shù)、提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和降低玻璃比重的有效成分，并具有助熔作用。但其含量高于10%時(shí)，玻璃的失透傾向增大，。因此，CaO 組分的含量限定在0 10%。SrO是在不降低玻璃阿貝數(shù)的同時(shí)能夠提高玻璃折射率的成分。特別能夠提高玻璃的耐氣候性。但是，當(dāng)加入SrO過(guò)量時(shí)，玻璃的穩(wěn)定性惡化，液相溫度也會(huì)升高。因此，在本發(fā)明的玻璃中，SrO的加入量取0 10%。Sb2O3可作為除泡劑任意添加，但0. 5 %以內(nèi)就足夠了，特別的是Sb2O3若超過(guò) 0.5%著色度將變得非常大且會(huì)降低玻璃的阿貝數(shù)，且不含Sb2O3成分對(duì)提高玻璃的阿貝數(shù)有利。因此Sb2O3組分限定在(To. 5%0本發(fā)明具有折射率(nd)在1.59 1.62和阿貝數(shù)(υ d)在63 69的范圍內(nèi)，其轉(zhuǎn)變溫度Tg低于610°C，比重在3. 50 3. 80g/cm3的范圍內(nèi)，且依據(jù)“GB/T17129-1997光學(xué)玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的測(cè)定方法——粉末法”測(cè)定玻璃的Dw為1級(jí)，同時(shí)具有著色度小，穩(wěn)定性好，工藝性能優(yōu)，能適宜批量化生產(chǎn)的特點(diǎn)。本發(fā)明主要用在鏡頭組中消除色差，達(dá)到校正色差的目的。
具體實(shí)施例方式下面將有關(guān)本發(fā)明中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃的實(shí)施組成例(實(shí)施例1 5)和前述過(guò)去光學(xué)玻璃的組成例(比較例a和比較例b)的玻璃組分的重量百分比含量及其制得玻璃的折射率(nd)、阿貝數(shù)(ud)、轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、比重(d)、20到120°C的線膨脹系數(shù) (α 20^120)、液相線溫度(LT)、著色度(λ 80/ λ 5)和耐水性(Dw)示以表1。按照給定的比例稱量偏磷酸鋇、偏磷酸鋁、氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等通用的原料進(jìn)行混合均勻后，加到鉬坩堝中，熔融的難易程度隨組分而異，一般在1250 1350°C的溫度下，大約2 4小時(shí)熔融、攪拌均勻后，澆注到模具中，經(jīng)慢慢冷卻，可容易地制得這些玻璃試料。
權(quán)利要求
1.一種中折射率、高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃，其特征在于按重量百分比計(jì)含有 Ba(PO3)260 83%;Al (PO3)33 15%;Al2O30. 5 5% ；B2O33 10% ；La2O32 10 ；Gd2O30 5% ；Y2O30 5% ；Σ (La203+Y203+Gd203)2· 5 10% ；ZrO20 2% ；BaO3 10% ；CaO0 10% ；SrO0 10% ；Σ (CaO+SrO+BaO)3 10% ；Sb2O30 0· 5%ο
2.按照權(quán)利要求1所述的一種中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃，其特征在于按重量百分計(jì)比含有Ba (PO3) 265 80%;Al (PO3)35 12%;Al2O30. 5 5% ；B2O33 10% ；La2O32 10% ；Gd2O30 5% ；Y2O30 5% ；Σ (La203+Y203+Gd203)2· 5 10% ；ZrO20 2% ；BaO3 10% ；CaO0 10% ；SrO0 10% ；Σ (CaO+SrO+BaO)3 10% ；Sb2O30 0· 5%ο
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃，其特征在于 具有折射率在1. 59^1. 63和阿貝數(shù)在63飛9的范圍內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃，其特征在于 中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg低于610°C，不含有堿金屬Li2O或Na2O或 K2O。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃，其特征在于 中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃的比重在3. 50 3. 80g/cm3的范圍內(nèi)。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的一種中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃，其特征在于依據(jù)“GB/T17129-1997光學(xué)玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的測(cè)定方法——粉末法”測(cè)定中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃的Dw* 1級(jí)。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為一種中折射率高阿貝數(shù)的磷冕光學(xué)玻璃。屬于光學(xué)玻璃技術(shù)領(lǐng)域。它主要是解決現(xiàn)有磷酸鹽體系玻璃熱穩(wěn)定性差、生產(chǎn)難度增大的問(wèn)題。它的主要特征是以重量百分比含有60～83％Ba(PO3)2；3～15％Al(PO3)3；0.5~5%Al2O3；3～10％B2O3；2～10％La2O3；0～5％Gd2O3；0～5％Y2O3；2.5~10%∑(La2O3+Y2O3+Gd2O3)；0～2％ZrO2；3～10%BaO；0～10％CaO；0～10%SrO；3~10%∑(CaO+SrO+BaO)；0~0.5%Sb2O3。本發(fā)明具有折射率為1.59～1.62和阿貝數(shù)為63～69，轉(zhuǎn)變溫度低于610℃，比重為3.50～3.80g/cm3，且依據(jù)“GB/T17129-1997光學(xué)玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的測(cè)定方法”測(cè)定玻璃的Dw為1級(jí)，同時(shí)具有著色度小,穩(wěn)定性好，工藝性能優(yōu)，能適宜批量化生產(chǎn)的特點(diǎn)，主要用在鏡頭組中消除色差，達(dá)到校正色差的目的。
文檔編號(hào)C03C3/19GK102476916SQ201010554499
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者張衛(wèi), 戎俊華, 王拓 申請(qǐng)人:湖北新華光信息材料有限公司