專利名稱：高折射環(huán)境友好光學(xué)玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃，特別是涉及一種具有折射率(nd)為1.73-1.83、阿貝數(shù)(vd)為32-36的適合瓷鉑連續(xù)熔煉及二次壓型用的高折射環(huán)境友好光學(xué)玻璃。
背景技術(shù)：
光電儀器的發(fā)展趨勢是向小型輕量化方向發(fā)展，同時考慮到有害元素(如Pb、As和Cd)對環(huán)境的污染，高折射環(huán)境友好光學(xué)玻璃被大量用于光學(xué)鏡頭。
目前制造光學(xué)玻璃的主要方法是采用瓷鉑連續(xù)熔煉，該方法是在氧化鋯容器中熔化原料得到玻璃液后，再進(jìn)一步得到光學(xué)玻璃。因此要求玻璃液對氧化鋯制品的侵蝕小。
將光學(xué)玻璃通過二次壓型制成毛坯，再通過精加工形成光學(xué)透鏡。利用二次壓型得到玻璃毛坯時，需將玻璃加熱到軟化點(diǎn)(Tf)以上約100℃后，使用金屬模具壓制，為了抑制高溫對金屬模具的損傷，玻璃最好具有較低的轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Tg)和軟化點(diǎn)(Tf)。
另外，如果軟化點(diǎn)和轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫差(Tf-Tg)小，在批量生產(chǎn)上穩(wěn)定性存在困難，因此要求光學(xué)玻璃的(Tf-Tg)的值較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適合瓷鉑連續(xù)熔煉并適合二次壓型用的不含對環(huán)境有害成份的高折射環(huán)境友好光學(xué)玻璃，該光學(xué)玻璃對氧化鋯制品侵蝕較小、nd為1.73-1.83、vd為32-36、Tg和Tf較低、Tg和Tf的溫差范圍大且耐失透性能好。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高折射環(huán)境友好光學(xué)玻璃，其組成成份按重量百分比包括SiO218-28％、B2O35-10％、La2O30-19％、BaO5.5-33％、CaO0-16％、TiO26-14％、Nb2O57-16％、ZrO20-5％、ZnO0-16％、Na2O1-6％和Sb2O30-0.5％。
本發(fā)明的有益效果是由于對各組成成份進(jìn)行了合理地取值，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的組成成份中不含對環(huán)境有害的成份，并且該光學(xué)玻璃的Tg為570-640℃，Tf為630-690℃，(Tf-Tg)為40-60℃，在850℃·30分鐘的條件的失透試驗(yàn)中觀察不到失透。在1100℃·4小時的條件的對鋯制品侵蝕試驗(yàn)中無明顯侵蝕。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是硼硅酸鑭系(B2O3-SiO2-La2O3)玻璃。
本發(fā)明光學(xué)玻璃的(Tf-Tg)優(yōu)選為40℃以上，更優(yōu)選為45℃以上；但當(dāng)(Tf-Tg)過大時，難以縮短壓型時的周期，所以(Tf-Tg)優(yōu)選在60℃以下。
SiO2在B2O3-SiO2-La2O3系玻璃中能提高玻璃的粘度和耐失透性。為了提高玻璃的耐失透性，SiO2含量必須在18％(重量百分比含量，以下同)以上，但為了使Tg和Tf較低，SiO2含量優(yōu)選在28％以下。
B2O3含量不足5％時，耐失透性不充分，當(dāng)含量超過10％時，化學(xué)耐久性變壞，所以B2O3含量最好在5-10％的范圍內(nèi)。
為了滿足耐失透性和本發(fā)明光學(xué)玻璃的光學(xué)常數(shù)，SiO2和B2O3的含量之和優(yōu)選為29-35％，更優(yōu)選為29-34％。
La2O3能提高玻璃的折射率和降低色散，當(dāng)其含量超過19％時，對氧化鋯制品的侵蝕性較強(qiáng)，因此La2O3含量優(yōu)選為0-19％。
ZrO2具有改善耐失透性、提高化學(xué)耐久性的作用，當(dāng)其含量超過8％時，耐失透性反而變壞，而且會增大Tg和Tf的值，因此，ZrO2含量優(yōu)選為0-5％，更優(yōu)選為0-4％。
Nb2O5具有提高折射率和色散、改善化學(xué)耐久性和耐失透性的作用，但當(dāng)Nb2O5含量不足7％時，看不到效果；而當(dāng)含量超過16％時，耐失透性反而變壞，因此，Nb2O5含量優(yōu)選為7-16％，更優(yōu)選為7.5-16％。
ZnO可以使Tg和Tf的值較低，但當(dāng)ZnO含量超過16％時，耐失透性和化學(xué)耐久性變差，因此，ZnO含量優(yōu)選為0-16％，更優(yōu)選為0-15％。
Na2O具有降低Tg和Tf、促進(jìn)SiO2熔融的作用，但當(dāng)Na2O含量不足1％時，沒有效果；而當(dāng)Na2O含量超過6％時，耐失透性急劇地降低，因此，Na2O含量優(yōu)選為1--6％，更優(yōu)選為1--5％。
Ti2O能提高玻璃的折射率和色散，但當(dāng)其含量超過14％時，耐失透性急劇地降低，因此，Ti2O含量優(yōu)選為6-14％。
Sb2O3可以促進(jìn)玻璃熔融時的脫泡，其含量應(yīng)控制在小于0.5％。
BaO和CaO的引入是為了滿足本發(fā)明的光學(xué)常數(shù)，BaO含量優(yōu)選為5.5-33％，更優(yōu)選為6-33％。CaO含量優(yōu)選為0-16％，更優(yōu)選為0-15％。
本發(fā)明的二次壓型用光學(xué)玻璃的生產(chǎn)方法采用常規(guī)方法生產(chǎn)，其步驟包括稱量光學(xué)玻璃原料，然后投入到鉑坩堝中，在1000-1300℃的溫度下熔融2-5小時，攪拌均質(zhì)化后，降溫澆鑄。
實(shí)施例1-9表1是本發(fā)明的光學(xué)玻璃的9個實(shí)施例，可以看到本發(fā)明的光學(xué)玻璃的Tg為570-640℃，Tf為630-690℃，(Tf-Tg)為40-60℃，在850℃·30分鐘的條件的失透試驗(yàn)中觀察不到失透。在1100℃·4小時的條件的對鋯制品侵蝕試驗(yàn)中無明顯侵蝕。
上述失透試驗(yàn)的具體步驟是將50ml試料放入高溫爐中，加熱到850℃后保溫30分鐘，取出至爐外，通過目視觀察失透狀態(tài)，看不到失透的記為○，僅表面可看到失透的記為△，在表面和內(nèi)部可看到失透的記為×。
上述侵蝕試驗(yàn)的具體步驟是將500ml試料放入鉑坩堝，在1100℃保溫1小時后，將氧化鋯棒料立置于其中保溫4小時，取出至爐外，通過目視觀察侵蝕狀態(tài)，看不到明顯侵蝕的記為○，可看到明顯侵蝕的記為×。
Tg和Tf的測定方法是將長50mm、直徑4mm的試料以每分鐘4℃的恒定速度升溫加熱，同時測定試料的伸長和溫度，由所得到的熱膨脹曲線求出。


表權(quán)利要求
1.高折射環(huán)境友好光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成成份按重量百分比包括SiO218-28％、B2O35-10％、La2O30-19％、BaO5.5-33％、CaO0-16％、TiO26-14％、Nb2O57-16％、ZrO20-5％、ZnO0-16％、Na2O1-6％和Sb2O30-0.5％。
2.如權(quán)利要求1所述的高折射環(huán)境友好光學(xué)玻璃，其特征在于，所述SiO2和B2O3的重量百分比含量之和為29％-35％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高折射環(huán)境友好光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成成份按重量百分比包括SiO218-28％、B2O35-10％、La2O30-19％、BaO6-33％、CaO0-15％、TiO26-14％、Nb2O57.5-16％、ZrO20-4％、ZnO0-15％、Na2O1-5％和Sb2O30-0.5％。
4.如權(quán)利要求3所述的高折射環(huán)境友好光學(xué)玻璃，其特征在于，所述SiO2和B2O3的含量之和為29％-34％。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種適合瓷鉑連續(xù)熔煉并適合二次壓型用的不含對環(huán)境有害成份的高折射環(huán)境友好光學(xué)玻璃，其組成成份按重量百分比包括SiO
文檔編號C03C3/068GK1903761SQ20061002157
公開日2007年1月31日 申請日期2006年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月10日
發(fā)明者孫偉, 袁俊鴻, 潘大剛 申請人:成都光明光電股份有限公司