專利名稱：：高折射率光學(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1.86—1.92、阿貝數(shù)(vd)為35—40的高折射率光學(xué)玻璃。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，隨著數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)的快速普及使用，相機(jī)像素的不斷增加和相機(jī)的小型輕量化發(fā)展，要求光學(xué)元件具有更高的折射率、抗失透性能和化學(xué)穩(wěn)定性。CN1389414A和CN101128400A公開(kāi)的光學(xué)玻璃的折射率為1.75—1.85，不能滿足關(guān)于高折射率方面的要求；另外由于其必須組分中含有大量的ZnO和Li20，當(dāng)這兩種成分含量太大時(shí)，會(huì)使玻璃的抗失透性能和化學(xué)穩(wěn)定性急劇降低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種折射率為1.86—1.92、阿貝數(shù)為35—40，具有良好的抗失透性能和化學(xué)穩(wěn)定性能的高折射率光學(xué)玻璃。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是高折射率光學(xué)玻璃，其組成成分包含Si02、B203、La203和Gd203作為必需組分和選自Zr02、Nb205、1&205和沐03中的一種或多種組分。進(jìn)一步的，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si〇2:1%—10%、B203:7%_18%、La2〇3:30%_47%、Gd203:6%_20%、Ta2〇5:6%—20%、W03:0—14%、Zr02:0—10%、Nb205:0—10%、Y2〇3:0—3%、Ti02:0—5%、Ba〇0—1%,Sr〇0—1%、Ca〇0—1%、Mg〇0—1%。進(jìn)一步的，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si02:1%_8%、B203:7%_16%,La2〇3:30%_43%、Gd203:6%—17%、Ta205:6%—17%、W〇3:0—14%、Zr〇2:0_10%、Nb2〇i:0_10%、Y2〇3:0—3%、Ti02:0—5%、Ba〇0—1%、Sr〇0—1%、Ca〇0—1%、Mg〇0—1%。進(jìn)一步的，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si02:2%—10%、B2〇3:8%_18%、La2〇3:33%—47%、Gd203:9%_20%、Ta2〇5:9%—20%、W03:0—14%、Zr02:0—10%、Nb205:0—10%、Y203:0—3%、Ti〇2:0_5%、Ba〇0—1%、SrO:0_1%、CaO:0—1%、MgO:0—1%。進(jìn)一步的，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si〇2:2%—8%,B203:8%—16%、La2〇3:33%—43%、Gd2〇3:9%_17%,Ta2〇5:9%—17%、W03:0—11%、Zr02:0—8%、Nb205:0—8%,Y203:0—1%、Ti〇2:0_3%。進(jìn)一步的，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si〇2:2%—8%、B2〇3:8%_16%、La203:33%—43%、Gd2〇3:9%—17%、Ta2〇i:9%—17%、W03:4—9%、Zr02:0_8%、Nb2Oj:2—7%、Y2〇3:0_1%、Ti02:0_3%。進(jìn)一步的，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si02:2%—8%,B203:咖_16%、La2〇3:33%—43%、Gd203:9%—17%、Ta2Oj:9%—17%、W03:0_11%、Zr02:2.5_7%、Nb205:2—7%,Y203:0—1%,Ti02:0—3%。更進(jìn)一步的，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si02:2%—8%、B203:La2〇3:33%—41Gd203:9%—17。/。、Ta20^9%—17%、W03:4_9%、Zr02:2.5—7%、Nb205:2_7%、Y203:0—1%、Ti02:0—3%。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的光學(xué)玻璃具有在1.86—1.92的范圍內(nèi)的折射率和在35—40的范圍內(nèi)的阿貝數(shù)的光學(xué)常數(shù)，不含鉛、砷和鎘組分，具有良好的抗失透性能和化學(xué)穩(wěn)定性能。具體實(shí)施例方式發(fā)明人進(jìn)行了研究和實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)采用包含特定量的Si02、B203、La203、Gd203、Zr02、Nb205、Ta205和W03的組合物，可以獲得具有上述光學(xué)常數(shù)、良好的抗失透性能和高的化學(xué)穩(wěn)定性的光學(xué)玻璃。在本發(fā)明的第一方面，提供一種光學(xué)玻璃，其具有在1.86—1.92的范圍內(nèi)的折射率和在35—40的范圍內(nèi)的阿貝數(shù)的光學(xué)常數(shù)，包含Si02、Gd203、La203和B203作為必需組分和選自Zr02、Nb205、Ta205和W03組成中的一種或多種組分，具有良好的抗失透性能且具有3級(jí)耐酸性(粉末法)和A級(jí)耐潮性(粉末法)。在本發(fā)明的第二方面，提供一種光學(xué)玻璃，其具有在1.86—1.92的范圍內(nèi)的折射率和在35—40的范圍內(nèi)的阿貝數(shù)的光學(xué)常數(shù)，包含Si02、B203、La203、0(1203及1&205作為必需組分，不含鉛、砷和鎘組分，具有良好的抗失透性能且具有3級(jí)耐酸性(粉末法)和A級(jí)耐潮性(粉末法)。按照前述限定構(gòu)成本發(fā)明的光學(xué)玻璃的各成分的組成范圍的理由敘述如下，各成分用氧化物標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量％表達(dá)。Si02成分在B203—La203系統(tǒng)玻璃中對(duì)提高玻璃的粘度、提高耐失透性和化學(xué)穩(wěn)定性非常有效，是不可缺少的成分。但是，如果其含量過(guò)少，則效果不充分；而如果含量過(guò)多，則玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)會(huì)提高、熔融性會(huì)變差。因此，Si02的含量可以優(yōu)選以W、更優(yōu)選2%作為下限含有；優(yōu)選以10%、更優(yōu)選8%作為上限含有。Si02可以使用Si02等作為原料導(dǎo)入至玻璃中B203成分是玻璃形成氧化物成分所不可缺少的成分。但是，如果其含量過(guò)少，則抗失透性不充分；如果其含量過(guò)多，則化學(xué)穩(wěn)定性變差。因此，8203的含量可以優(yōu)選以7%、更優(yōu)選8%作為下限含有；優(yōu)選以18%、更優(yōu)選16%作為上限含有。B203可以使用H3B03、8203等作為原料導(dǎo)入至玻璃中。La203成分對(duì)于提高玻璃的折射率、降低色散有效。但是如果其含量過(guò)少，則難以將玻璃的光學(xué)常數(shù)值維持在本發(fā)明的范圍內(nèi)；如果其含量過(guò)多，則抗失透性變差。因此，La203的含量可以優(yōu)選以30%、更優(yōu)選33%作為下限含有；優(yōu)選以47%、更優(yōu)選43%作為上限含有。La203可以使用La203、硝酸鑭或其水合物等作為原料導(dǎo)入至玻璃中。Gd203成分具有提高玻璃的折射率、降低色散的效果。但是，如果其含量較少，則上述效果不充分；如果其含量過(guò)多，則抗失透性變差。因此，0(1203可優(yōu)選以6%、更優(yōu)選9%作為下限含有；優(yōu)選以20%、更優(yōu)選17%作為上限含有。Gd203可以使用Gd203等作為原料導(dǎo)入至玻璃中。Ta205成分可以提高玻璃折射率、改善化學(xué)穩(wěn)定性和抗失透性。但是如果其含量過(guò)少，則效果不充分；如果其含量過(guò)多，則難以維持本發(fā)明的光學(xué)常數(shù)。因此，Ta205可以優(yōu)選以6%、更優(yōu)選9%作為下限含有；優(yōu)選以20%、更優(yōu)選17%作為上限含有。Ta205可以使用Ta205等作為原料導(dǎo)入至玻璃中。W03成分具有調(diào)節(jié)光學(xué)常數(shù)、改善抗失透性的效果。但是，如果其含量過(guò)多，則相反抗失透性、可見(jiàn)光區(qū)域的短波長(zhǎng)區(qū)域的光線透射率變差。因此，W03的含量可以優(yōu)選0—14%、更優(yōu)選0—11%，最優(yōu)選4—9%。W03可以使用W03等作為原料導(dǎo)入至玻璃中。Zr02成分具有調(diào)整光學(xué)常數(shù)、改善化學(xué)穩(wěn)定性和抗失透性。但是，如果其含量過(guò)多，則相反抗失透性會(huì)變差。因此，Zr02的含量可以優(yōu)選0—10%、更優(yōu)選0—8%，最優(yōu)選2.5—7%。Zr02可以使用Zr02等作為原料導(dǎo)入至玻璃中。Nb205成分具有提高折射率、改善化學(xué)穩(wěn)定性和抗失透性。但是，如果其含量過(guò)多，則相反抗失透性會(huì)變差，并且400nm的內(nèi)部透射率也會(huì)變差。因此，恥205的含量可以優(yōu)選0—10%、更優(yōu)選0—8%，最優(yōu)選2—7%。恥205可以使用恥205等作為原料導(dǎo)人至玻璃中。Y203成分具有提高折射率、降低色散的效果。但是，如果其含量過(guò)多，則抗失透性急劇降低。因此，￥203的含量可以優(yōu)選0—3%、更優(yōu)選0—1%、最優(yōu)選不含有。Y203可以使用Y203等作為原料導(dǎo)入至玻璃中。Ti02成分具有提高折射率和色散的效果。但是，如果其含量過(guò)多，則抗失透性急劇的降低。因此，Ti02的含量可以優(yōu)選0—5%、更優(yōu)選0—3%、最優(yōu)選不含有。Ti02可以使用Ti02等作為原料導(dǎo)入至玻璃中。BaO、SrO、CaO、MgO各成分具有提高玻璃的一致性的效果。但是，為了維持玻璃良好的抗失透性，這些成分的含量分別優(yōu)選1%以下，更優(yōu)選不含有。以下對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不受這些實(shí)施例的限定。表l中表示了本發(fā)明玻璃的實(shí)施例(1—10)的組成、這些玻璃的折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)、玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)、玻璃軟化溫度(Ts)、粉末法耐潮性Dw、粉末法耐酸性Da、液相線溫度rc)。表中，各成分的組成用質(zhì)量%表示。表l:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表l所示的本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)玻璃可以通過(guò)如下方法制得稱量氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等通常光學(xué)玻璃用原料，達(dá)到表l所示各實(shí)施例組成的比例；混合后投入到鉑坩堝中，根據(jù)組成產(chǎn)生的熔融性，在120(TC—150(TC下熔融4—7小時(shí)；熔化、澄清、攪拌，均質(zhì)化之后，注入到模具中緩慢冷卻后制得。表l中的折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)是對(duì)徐冷降溫速度為-25'C/小時(shí)得到的光學(xué)玻璃進(jìn)行測(cè)定的。轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和軟化溫度是(Ts)將長(zhǎng)49mm、直徑6mm的試樣以每分鐘4'C的恒定速度升溫加熱，同時(shí)測(cè)定試樣的伸長(zhǎng)和溫度，由所得到的熱膨脹曲線求出的。粉末法耐潮性Dw是將粉碎粒度為425—600ym的玻璃作為比重標(biāo)記，放在鉑籃中，將其放在裝有純水(P朋.5—7.5)的石英玻璃制圓底燒瓶中，在沸騰水浴中處理60分鐘，計(jì)算處理后粉末玻璃的質(zhì)量減少(wt%)，根據(jù)以下分類方法進(jìn)行分類。減重率小于0.04%時(shí)為1級(jí)、大于等于O.04%小于0.10%時(shí)為2級(jí)、大于等于O.10%小于0.25%時(shí)為3級(jí)、大于等于O.25%小于O.60%時(shí)為4級(jí)、大于等于O.60%小于1.10%時(shí)為5級(jí)、大于等于l.10%時(shí)為6級(jí)。粉末法耐酸性DA是將粉碎粒度為425—600ym的玻璃作為比重標(biāo)記，放在鉑籃中，將其放在裝有0.01N硝酸水溶液的石英玻璃制圓底燒瓶中，在沸騰水浴中處理60分鐘，計(jì)算處理后粉末玻璃的質(zhì)量減少(wt%)，根據(jù)以下分類方法進(jìn)行分類。減重率小于0.20%時(shí)為1級(jí)、大于等于O.20%小于0.35%時(shí)為2級(jí)、大于等于O.35%小于0.65%時(shí)為3級(jí)、大于等于O.65%小于1.20%時(shí)為4級(jí)、大于等于1.20%小于2.20%時(shí)為5級(jí)、大于等于2.20%時(shí)為6級(jí)。表1所示，本發(fā)明實(shí)施例1一10的光學(xué)玻璃均具有本發(fā)明所要求的光學(xué)常數(shù)(折射率和阿貝數(shù))；由于粉末法耐潮性Dw和粉末法耐酸性Da良好，因此化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異；同時(shí)具有較好的抗失透性，能夠穩(wěn)定的生產(chǎn)。如上所述，本發(fā)明光學(xué)玻璃的組成為Si02-B203-La203-Ta205-Zr02系統(tǒng)，且不含鉛、砷成分，具有折射率為1.86—1.92、阿貝數(shù)為35—40的光學(xué)常數(shù)，因此適于數(shù)碼產(chǎn)品的小型輕量化要求和航空遠(yuǎn)距離拍攝。而且由于具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，因此在切割研磨加工成透鏡預(yù)成形材料時(shí)或保管透鏡預(yù)成形材料中都難以產(chǎn)生灼傷。另外，由于具有良好的抗失透性，因此具有良好的生產(chǎn)穩(wěn)定性。權(quán)利要求1.高折射率光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成成分包含SiO2、B2O3、La2O3和Gd2O3作為必需組分和選自ZrO2、Nb2O5、Ta2O5和WO3中的一種或多種組分。2如權(quán)利要求l所述的高折射率光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si〇2:1%—10%、B2〇3:7%_18%、La2〇3:30%_47%、Gd2〇3:6%_20%、Ta2〇J:6%—濕、W03:0—14%、Zr02:0—腦、Nb205:0—腦、Y2〇3:0_3%、Ti02:0—5%、BaO:0_1%、SrO:0_1%、CaO:0—1%、Mg〇0_1%。3如權(quán)利要求l所述的高折射率光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si〇2:1%—8%,B203:7%—16%、La203:30%—43%、Gd203:6%_17%,Ta2〇j:6%—17%、W03:0—14%、Zr〇2:0—10%、Nb2〇5:0—10%、Y2〇3:0_3%、Ti02:0—5%、BaO:0_1%、SrO:0_1%、CaO:0_1%、Mg〇0_1%。4如權(quán)利要求l所述的高折射率光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si〇2:2%—10%、B2〇3:8%_18%、La2〇3:33%—47%、Gd2〇3:9%_20%,Ta2〇j:9%—20%、W03:0—14%、Zr〇2:0—10%、Nb2〇5:0—10%、Y2〇3:0—3%、Ti02:0—5%、BaO:0—1%、SrO:0—1%、CaO:0—1%、Mg〇0_1%。5如權(quán)利要求l所述的高折射率光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si〇2:2%—8%,B2〇3:8%—16%、La2〇3:33%—43%、Gd203:9%_17%,Ta2Oj:9%—17%、W03:0—11%,Zr02:0—8%、Nb205:0_8%、Y2〇3:0_1%、Ti02:0—3%。6如權(quán)利要求l所述的高折射率光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si〇2:2%—8%、B2〇3:8%—16%、La2〇3:33%—43%、Gd2〇3:9%_17%、Ta2Oj:9%—17%、W03:4_9%、Zr02:0_8%、Nb205:2_7%、Y203:0_1%、Ti〇2:0—3%。7如權(quán)利要求l所述的高折射率光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si〇2:2%—8%,B2〇3:8%—16%、La2〇3:33%—43%、Gd203:9%_17%,Ta20J:9%—17%、W〇3:0—11%、Zr〇2:2.5_7%、Nb2Oj:2_7%、Y203:0_1%、Ti02:0—3%。8如權(quán)利要求l所述的高折射率光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成成分的質(zhì)量百分比組成為Si〇2:2%—8%,B2〇3:8%—16%、La2〇3:33%_43%,Gd2〇3:9%—17%、Ta2Oj:9%—17%、W03:4_9%、Zr02:2.5_7%、Nb205:2—7%,Y203:0_1%、Ti02:0—3%。9如權(quán)利要求l所述的高折射率光學(xué)玻璃，其特征在于，所述光學(xué)玻璃的折射率為l.86—1.92、阿貝數(shù)為35—40。全文摘要本發(fā)明提供一種折射率為1.86-1.92、阿貝數(shù)為35-40，具有良好的抗失透性能和化學(xué)穩(wěn)定性能的高折射率光學(xué)玻璃。高折射率光學(xué)玻璃，其組成成分包含SiO₂、B₂O₃、La₂O₃和Gd₂O₃作為必需組分和選自ZrO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅和WO₃中的一種或多種組分。本發(fā)明的光學(xué)玻璃具有在1.86-1.92的范圍內(nèi)的折射率和在35-40的范圍內(nèi)的阿貝數(shù)的光學(xué)常數(shù)，不含鉛、砷和鎘組分，具有良好的抗失透性能和化學(xué)穩(wěn)定性能。文檔編號(hào)C03C3/062GK101337768SQ20081030425公開(kāi)日2009年1月7日申請(qǐng)日期2008年8月28日優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日發(fā)明者偉孫,李小春,李維民申請(qǐng)人:成都光明光電股份有限公司