專利名稱：：具有負(fù)反常色散的光學(xué)玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于具有負(fù)反常色散和高折射率光學(xué)玻璃
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種具有-0.021-0.045的負(fù)反常色散值，同時具有折射率(nd)在1.691.74范圍內(nèi)和阿貝數(shù)(ud)在4147范圍內(nèi)的光學(xué)常數(shù)，且玻璃組成中不含有害組分Pb0和As203等及價格昂貴的Ge02、T^05的具有負(fù)反常色散的光學(xué)玻璃。該玻璃特別適用于特殊光學(xué)系統(tǒng)中消色差之用途或在其它領(lǐng)域的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：在光學(xué)透鏡系統(tǒng)中，常使用具有不同阿貝數(shù)的兩種光學(xué)玻璃，即沒有大的反常色散的光學(xué)玻璃，可以消除兩種顏色光的色差，然而，對于其它顏色的光，還存在殘余色差——二級光譜。在設(shè)計特殊光學(xué)系統(tǒng)時希望消除二級光譜，特別是從可見光區(qū)的藍(lán)色光到紫外區(qū)域的光譜，將具有大的正反常色散的光學(xué)透鏡與具有大的負(fù)反常色散的光學(xué)透鏡結(jié)合起來達(dá)到此目的。在本領(lǐng)域中已知具有上述范圍內(nèi)的光學(xué)常數(shù)和也具有負(fù)反常色散的光學(xué)玻璃有日本專利公開號的45-2311中公開的Si02-B203-Al203-PbO玻璃、日本專利審定公開號48-74516中公開的Si02-B203-Al203-PbO-Sb203和早期德國專利2137748中公開的Si02-K20-PbO-Ti02-Nb205玻璃體系。然而這些玻璃中均含有破壞生態(tài)環(huán)境的有害成分PbO，在制造、加工和廢棄它們時將產(chǎn)生較高的費用。至于這類不含PbO的玻璃來講，日本專利公開號51-34407公開了一種含有Si02、B203，PGe02并含有LiAZn(KZrOyTaA的玻璃。然而這種玻璃為了達(dá)到較高的折射率和負(fù)反常色散值，將引入大量昂貴的Ge(^和1^205，造成生產(chǎn)成本的增加，而且這種玻璃難以熔化，難獲得質(zhì)量好的玻璃。日本專例公開號58-46459公開了一種Si02_Nb205-R20-R0玻璃，但此文獻沒有暗示任何關(guān)于該玻璃的負(fù)反常色散。日本專利98108275.0公開了一種折射率(nd)在1.651.80范圍內(nèi)和阿貝數(shù)(ud)在2842范圍內(nèi)Si02-B203_Zr02-Nb205玻璃組成，其組成中Nb205的含量很高，造成制作上昂貴的產(chǎn)品價格，其負(fù)反常色散值為-0.001或更低，沒有指明負(fù)反常色散值究竟低到何種程度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對上述不足之處而提供一種具有-0.021-0.045的負(fù)反常色散值，同時具有折射率(nd)在1.691.74范圍內(nèi)和阿貝數(shù)(ud)在4147范圍內(nèi)的光學(xué)常數(shù)，且玻璃組成中不含有害組分PbO和As203等及價格昂貴的Ge02、Ta205，適用于特殊光學(xué)系統(tǒng)的具有負(fù)反常色散的光學(xué)玻璃。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種具有負(fù)反常色散的光學(xué)玻璃，其特征是其組分范圍按重量百分比以氧化物計含有Si021340%;B2031035%;Si02/B203《4Nb205220%;Zr02210%;La203315%;cao0.515%;BeiO030%;MgO010%;SrO010%;ZnO08%;E(MgO、SrO、BaO、ZnO)5《X《45%;Ti020.510%;Na20015%;Li200.55%;K2005%;E(Li20、Na20、K20)0.5《X《18%。本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)解決方案是所述的組分范圍按重it百分比以氧化物計含有Si0213-35%;BA13'30%;Si02/B203《4Nb205219%;Zr0228%;La203513%;cao0.513%;BeiO028%;MgO08%;SrO09%;ZnO06%;E(MgO、SrO、BaO、ZnO)8《X《40%;Ti020.58%;Na20013%;Li200.54%;K2004%;E(Li20、Na20、K20)0.5《X《14%。本發(fā)明最優(yōu)的技術(shù)解決方案是所述的組分范圍按重it百分比以氧化物計含有Si021833%;B2031328%;Si02,/B203《4Nb205218%;Zr0228%;5La203512%;CaO513%;BaO028%;MgO06%;SrO09%;ZnO06%;E(MgO、SrO、BaO、ZnO)8《X《38%;Ti020.58%;Na20010%;Li200.53%;K2003%;E(Li20、Na20、K20)0.5《X《9%。本發(fā)明的光學(xué)玻璃是以Si02-B203-Zr02-Nb205-Ti02-RO_R20作為玻璃的基礎(chǔ)體系，由下面所述的原因選擇上述含量的每個成分。如下所述中，每個成分含量范圍是以重量百分比來表示的。Si02是該玻璃的生成體，其含量為1340%，是在該體系中獲得穩(wěn)定玻璃必須的成分。如果該成分的含量低于13%，則不能獲得穩(wěn)定的玻璃；如該成分的含量高于40%，難以達(dá)到所要求的光學(xué)常數(shù)，而且玻璃的熔融性變壞。該成分的優(yōu)選范圍為1833%。B203作為另一玻璃生成體，其含量為1035%，是達(dá)到光學(xué)常數(shù)所必需的。如果該成分的含量超過35%，則化學(xué)穩(wěn)定性將變差，而且玻璃變得不穩(wěn)定，如果該成分的含量低于10%，則玻璃的熔融性變壞。該成分的優(yōu)選范圍為1328%。Zr02是增大負(fù)反常色散的必選成分，其含量為210%。如果該成分的含量低于2%，不能獲得足夠的效果；如果該成分的含量高于10%，則玻璃熔化性能變壞，不能獲得穩(wěn)定的玻璃。因此，該成分的最高含量上限優(yōu)選8%以內(nèi)或更低。Nb205是作為所希望達(dá)到的光學(xué)常數(shù)的必選成分，其含量為220%，給出的最低含量是達(dá)到光學(xué)常數(shù)所必需的。如果該成分的最高含量超過20%，則玻璃的穩(wěn)定性變壞，光學(xué)常數(shù)增大及反常色散的效果變差。Ti02是作為所希望達(dá)到的光學(xué)常數(shù)的必選成分，能夠增大玻璃的負(fù)反常色散值，其含量為0.510%。如果該成分的含量超過10%，則難以獲得穩(wěn)定的玻璃，而且玻璃的顏色將變深。為了獲得穩(wěn)定的、色淺的及負(fù)反常色散的玻璃，該成分的含量優(yōu)選為0.58%的范圍內(nèi)。1^203是提高玻璃折射率的有效成分，其含量為315%。如果該成分的含量超過15%，則玻璃的析晶傾向變大。要得到析晶性能佳且穩(wěn)定的玻璃，該成分的最高含量優(yōu)選為13%或更低。CaO成分對于改善該玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和增加負(fù)反常色散值是有效的，其含量為0.515%。如果該成分的含量超過15%，則玻璃的穩(wěn)定性將變壞。為了保持玻璃的穩(wěn)定性和負(fù)反常色散值，該成分的含量優(yōu)選在0.512%的范圍內(nèi)。為調(diào)整光學(xué)常數(shù)，提高玻璃穩(wěn)定性和改善化學(xué)穩(wěn)定性，可各選擇加入MgO、SrO、BaO和ZnO，其含量分別為010%、010%、030%和08%。這四種成分的總含量應(yīng)在45%以內(nèi)，否則玻璃的穩(wěn)定性將變壞。為了保持玻璃良好的化學(xué)穩(wěn)定性，這四種成分的總含量優(yōu)選在38%或更低。加入堿金屬氧化物1^20』&20、1(20，可以增加玻璃的熔化特性和擴大玻璃的生成范圍。如果這些成分分別超過5%、15%和5%，將會增加玻璃的析晶傾向。在這些成分中，1^20成分對于增加負(fù)反常色散值是有效的，因此該成分優(yōu)選加入O.5%或以上。為了保持玻璃良好的化學(xué)穩(wěn)定性，Li20、Na20和K20成分的總量應(yīng)優(yōu)選在14%范圍，更優(yōu)選9%或更低。加入0.20.5%的Sb203，以加速玻璃澄清。本發(fā)明是一種具有-0.021-0.045的負(fù)反常色散值，同時具有折射率(nd)在1.691.74范圍內(nèi)和阿貝數(shù)(ud)在4147范圍內(nèi)的光學(xué)常數(shù)，且玻璃組成中不含有害組分PbO和As203等及價格昂貴的Ge02、Ta205的負(fù)反常色散光學(xué)玻璃。本發(fā)明該特別適用于特殊光學(xué)系統(tǒng)中消色差之用途或在其它領(lǐng)域的應(yīng)用。圖1是本發(fā)明實施例和比較例的PgF、ud坐標(biāo)圖。具體實施例方式按照給定的比例稱量氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽和氫氧化物等通用的原料進行混合后，加到鉑坩堝中，熔融的難易程度隨組分而異，在1250135(TC的溫度下進行化料，攪拌澄清與均化，在適于成型的溫度下進行成型，由此可得到本發(fā)明的光學(xué)玻璃。下面將有關(guān)本發(fā)明光學(xué)玻璃的實施組成例(實施例16)和前述過去光學(xué)玻璃的組成例(比較例a和比較例b)中，分別得到的玻璃折射率(nd)、阿貝數(shù)(ud)、PgF和負(fù)反常色散值A(chǔ)PgF示以表l。表1:基質(zhì)玻璃H-NbF72的實施例與比較例(量以重量％表示)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>將表1中的實施例和比較例的PgF、ud坐標(biāo)在PgF-ud圖點出，見圖1。其中用A記號標(biāo)記實施例16玻璃，用B記號標(biāo)記比較例a-b玻璃的PgF和ud坐標(biāo)。從表1和圖1可以看出本發(fā)明實施例16的玻璃均具有給定的光學(xué)常數(shù)和負(fù)向反常色散特性，且具有異常大的負(fù)反常色散值，在-0.021-0.045的范圍，即在圖1中，實施例16玻璃的PgF和ud的坐標(biāo)偏離正常線的程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于比較例a和b。本發(fā)明以Si02-B203-Zr02-Nb205_Ti02-R0-R20作為玻璃基礎(chǔ)體系的特定組成的玻璃，具有-0.021-0.045的負(fù)反常色散值，同時具有折射率(nd)在1.691.74范圍內(nèi)和阿貝數(shù)(ud)在4147范圍內(nèi)的光學(xué)常數(shù)，且玻璃組成中不含有Pb0、As203等有害成分及價格昂貴的6602、1^05，適用于特殊光學(xué)系統(tǒng)中進行色差的校正。權(quán)利要求一種具有負(fù)反常色散的光學(xué)玻璃，其特征是其組分范圍按重量百分比以氧化物計含有SiO213～40％；B2O310～35％；SiO2/B2O3≤4；Nb2O52～20％；ZrO22～10％；La2O33～15％；CaO0.5～15％；BaO0～30％；MgO0～10％；SrO0～10％；ZnO0～8％；∑(MgO、SrO、BaO、ZnO)5≤X≤45％；TiO20.5～10％；Na2O0～15％；Li2O0.5～5％；K2O0～5％；∑(Li2O、Na2O、K2O)0.5≤X≤18％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有負(fù)反常色散的光學(xué)玻璃，其特征是所述的組分范圍按:百分比以氧化物計含有Si02B203Si02/B203Nb205Zr02La203CaOBeiOMgOSrOZnOE(MgO、SrO、BaO、ZnO)Ti02Na20Li20K20E(Li20、Na20、K20)Si0213--35%;B20313-30%;Si02/B203《4Nb205219%;Zr0228%;La203513%;CaO0.513%BeiO0'28%;MgO0'8%;SrO0'9%;ZnO0'6%;E(MgO、SrO、BaO、ZnO)Ti02Na20Li20K20E(Li20、Na20、K20)8《X《40%0.58%013%0.54%04%;0.5《X《14%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有負(fù)反常色散的光學(xué)玻璃，其特征是所述的組分范圍按百分比以氧化物計含有<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的具有負(fù)反常色散的光學(xué)玻璃，其特征在于所述的E(MgO、SrO、BaO、ZnO)的下限值為6%，其中MgO、SrO、BaO和ZnO的引入量可以是零。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的具有負(fù)反常色散的光學(xué)玻璃，其特征在于所述的E(Li20、Na20、K20)的下限為1%，但也可以是零。6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的具有負(fù)反常色散的光學(xué)玻璃，其特征在于所述的組分范圍按重量百分比以氧化物計還包括313203，其加入量的上限值為0.5%，下限值0.2%。全文摘要本發(fā)明的名稱是具有負(fù)反常色散的光學(xué)玻璃。屬于光學(xué)玻璃
技術(shù)領(lǐng)域：
。主要是提高現(xiàn)有具有負(fù)反常色散光學(xué)玻璃的負(fù)反常色散值，去除有害組分PbO和As2O3等及價格昂貴的GeO2、Ta2O5。本發(fā)明由下列組份組成SiO213～40％；B2O310～35％；SiO2/B2O3≤4；Nb2O52～20％；ZrO22～10％；La2O33～15％；CaO0.5～15％；BaO0～30％；MgO0～10％；SrO0～10％；ZnO0～8％；TiO20.5～10％；Na2O0～15％；Li2O0.5～5％；K2O0～5％。本發(fā)明具有-0.021～-0.045的負(fù)反常色散值，同時具有折射率(nd)在1.69～1.74范圍內(nèi)和阿貝數(shù)(υd)在41～47范圍內(nèi)的光學(xué)常數(shù)，且不含有PbO、As2O3、GeO2、Ta2O5等，特別適用于特殊光學(xué)系統(tǒng)中消色差之用途或在其它領(lǐng)域的應(yīng)用。文檔編號C03C3/095GK101746951SQ20081023682公開日2010年6月23日申請日期2008年12月9日優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日發(fā)明者張衛(wèi),戎俊華,黃少林申請人:湖北新華光信息材料股份有限公司