專利名稱：無鉛高折射率高色散光學(xué)玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無鉛光學(xué)玻璃，特別是涉及一種折射率(Nd)為1.78-1.84、色散(Vd)為22-28的無鉛高折射率高色散光學(xué)玻璃。
背景技術(shù)：
火石玻璃的特征是具有高折射率和高色散，但其一般含有大量的PbO。由于PbO、CdO和As2O3是環(huán)境污染物，如果簡單地用一種或多種組份替代PbO，則產(chǎn)品一般不能成功地具有含有PbO的光學(xué)玻璃的其它光學(xué)性能。
特開昭JP55-126549公開的無鉛玻璃雖然具有高折射率高色散的性能，但其組份中含有價(jià)格昂貴且具有熔點(diǎn)高的特性的ZrO2，提高了玻璃的粘度和熔煉溫度，同時(shí)增加了玻璃的析晶傾向，降低了玻璃的晶體穩(wěn)定性。
中國專利申請03154510.6公開的玻璃的組份中含有高揮發(fā)性、高腐蝕性的15-35％(重量百分比含量，以下同)的P2O5和昂貴的40-60％的Nb2O5，如此大量的P2O5和Nb2O5組份存在，導(dǎo)致玻璃液中P2O5揮發(fā)嚴(yán)重和對熔煉設(shè)備(鉑器)的嚴(yán)重侵蝕，增加生產(chǎn)難度和成本。
特公昭JP63-32733和特開昭JP58-204838公開的玻璃具有高折射率高色散的性能，但玻璃組份中均含有易揮發(fā)的B2O3、價(jià)格昂貴的WO3和非環(huán)保的As2O3。
USP3,836,375(Sept.17，1974)公開的無鉛玻璃具有高折射率高色散的性能，但其玻璃組份中含有22.5-36.1％的高揮發(fā)性和高腐蝕性的P2O5，這同樣會存在P2O5揮發(fā)嚴(yán)重和對熔煉設(shè)備(鉑器)的嚴(yán)重侵蝕等問題，從而增加工業(yè)生產(chǎn)難度。同樣的問題也出現(xiàn)在特開昭JP55-51732所公開的玻璃中，其玻璃組份中含有HPO4和Al(PO3)3，這兩種組份可分解產(chǎn)生具有高揮發(fā)性和高腐蝕性的P2O5。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種折射率為1.78-1.84、色散為22-28的無鉛高折射率高色散光學(xué)玻璃，該玻璃組份中不含有高熔點(diǎn)的ZrO2，具有良好的熔融性能和化學(xué)穩(wěn)定性。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是無鉛高折射率高色散光學(xué)玻璃，化學(xué)組份按重量百分比包括SiO223-35％；TiO224-35.5％；Nb2O58-18％；Na2O6-14％；K2O1-8％；BaO8-20％。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的光學(xué)玻璃不含有PbO、CdO、As2O3和ZrO2；折射率為1.78-1.84、色散為22-28；玻璃具有良好的透光性能、化學(xué)穩(wěn)定性和熔融性能。
具體實(shí)施例方式
玻璃中的SiO2含量高于35％時(shí)，玻璃的熔融性能變差，并且折射率和色散降低；而當(dāng)?shù)陀?3％時(shí)，玻璃的耐酸性能下降，因此，SiO2優(yōu)選的含量是24.5-30％。
為了提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性、折射率和色散值，玻璃中應(yīng)含有24-35.5％的TiO2，當(dāng)TiO2含量高于35.5％時(shí)，玻璃的析晶趨勢增加；而低于24％時(shí)，玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性降低，優(yōu)選的TiO2含量是26-30％。
Na2O和K2O用于改善玻璃的熔融性能，若Na2O+K2O含量高于20％，將對玻璃的熱膨脹系數(shù)、玻璃轉(zhuǎn)變溫度以及耐酸性有不利影響；而Na2O+K2O含量低于10％時(shí)，玻璃的熔點(diǎn)高，本發(fā)明的Na2O+K2O含量優(yōu)選10-20％，其中Na2O的含量為6-14％，最好為8-13％，K2O的含量為1-8％，最好為1-7％。
當(dāng)玻璃中的BaO含量高于20％時(shí)，玻璃的析晶趨勢增加；低于8％時(shí)，不能獲得Nd為1.75-1.84、Vd為22-28的光學(xué)玻璃，本發(fā)明優(yōu)選的BaO含量是10-19％。為使玻璃更穩(wěn)定，可加入適量的CaO、SrO和ZnO，其加入量為CaO+SrO+ZnO+BaO＝14-22％。
為使玻璃的Nd介于1.78至1.84之間，Vd介于22至28的范圍，獲得穩(wěn)定不析晶且具有良好透光性能的玻璃，必須控制玻璃中的TiO2加入量，本玻璃中含有8-18％的Nb2O5的目的就是要通過Nb2O5控制TiO2的加入量和調(diào)整玻璃的光學(xué)和其他性能。當(dāng)玻璃中Nb2O5含量高于18％時(shí)，玻璃的成本和析晶趨勢增加；當(dāng)Nb2O5低于8％時(shí)，為提高玻璃的光學(xué)常數(shù)將導(dǎo)致玻璃中的TiO2加入量增加，這將導(dǎo)致玻璃的透光性能降低，本發(fā)明優(yōu)選的Nb2O5含量是10-15％。
為消除玻璃中的氣泡、提高玻璃的澄清效果，本發(fā)明含有0-0.5％的Sb2O3，優(yōu)選含量是0-0.3％。
本發(fā)明不含有ZrO2，原因是ZrO2能提高玻璃的粘度和熔煉溫度，容易出現(xiàn)結(jié)石、增加玻璃的析晶傾向和降低玻璃的透光性能。
本發(fā)明玻璃的生產(chǎn)步驟為稱出氧化物原料，然后將原料充分混合，將混合好的原料投入1250-1340℃的熔煉爐中熔制，經(jīng)澄清和充分均化后，在1150-1220℃的溫度下澆鑄即獲得本發(fā)明玻璃。
表1是本發(fā)明的9個(gè)實(shí)施例，其中耐酸作用穩(wěn)定性(DA)和耐堿作用穩(wěn)定性(DW)都是用粉末法測試得到的。
表1


從上表可以看出本發(fā)明的光學(xué)玻璃不含有PbO、CdO、As2O3和ZrO2；折射率(Nd)為1.78-1.84、色散(Vd)為22-28；玻璃的著色度好，即玻璃具有良好的透光性能；玻璃的DA和DW都是1類，即玻璃具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性；玻璃的比重(D)小。從本發(fā)明的生產(chǎn)方法可以看出本發(fā)明的玻璃的熔點(diǎn)為1250-1340℃，即玻璃具有良好的熔融性能。
權(quán)利要求
1.無鉛高折射率高色散光學(xué)玻璃，其特征在于，化學(xué)組份按重量百分比包括SiO223-35％；TiO224-35.5％；Nb2O58-18％；Na2O6-14％；K2O1-8％；BaO8-20％。
2.如權(quán)利要求1所述的無鉛高折射率高色散光學(xué)玻璃，其特征在于，所述Na2O和K2O的重量百分比之和為10-20％。
3.如權(quán)利要求1所述的無鉛高折射率高色散光學(xué)玻璃，其特征在于，其化學(xué)組份還包括CaO、SrO和ZnO，所述CaO、SrO、ZnO和BaO的重量百分比之和為14-22％。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的無鉛高折射率高色散光學(xué)玻璃，其特征在于，化學(xué)組份按重量百分比包括SiO224.5-30％；TiO226-30％；Nb2O510-15％；Na2O8-13％；K2O1-7％；BaO10-19％。
5.如權(quán)利要求4所述的無鉛高折射率高色散光學(xué)玻璃，其特征在于，化學(xué)組份按重量百分比還包括Sb2O30-0.5％。
6.如權(quán)利要求4所述的無鉛高折射率高色散光學(xué)玻璃，其特征在于，化學(xué)組份按重量百分比還包括Sb2O30-0.3％。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種折射率為1.78－1.84、色散為22－28的無鉛高折射率高色散光學(xué)玻璃，其化學(xué)組分按重量百分比包括SiO
文檔編號C03C3/062GK1772670SQ20051002172
公開日2006年5月17日 申請日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月23日
發(fā)明者黃剛, 孫偉 申請人:成都光明光電股份有限公司