專利名稱：特高折射率鉍酸鹽光學(xué)玻璃的制作方法
特高折射率鉍酸鹽光學(xué)玻璃技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于光學(xué)玻璃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有特高折射率1可見光區(qū)域透過性良好1不含有對環(huán)境有害的物質(zhì)Pb。1AS，。，1Gd。和不含有易揮發(fā)的氟的鉍酸鹽光學(xué)玻璃。
背景技術(shù)：
一般來說，鏡頭材料的折射率越高，光學(xué)產(chǎn)品就能設(shè)計的越薄。如果用于數(shù)碼相機鏡頭，就能減小相機機身的厚度，增大鏡頭視角。這樣就能使較弱的光成像質(zhì)量較好。高折射率高色散玻璃的誕生推動了數(shù)碼相機和手機相機等產(chǎn)品的超薄化發(fā)展，同時在醫(yī)療器械和光通訊1圖像等領(lǐng)域發(fā)揮了極大的作用。在中國專利文獻(11CN lol3676loA；21CNlol218183A亂CN 101172773A)中公開了這種高折射率高色散光學(xué)玻璃的例子。
以上公開的用于光學(xué)領(lǐng)域的高折射率高色散光學(xué)玻璃專利大多屬于B，。，一Bi，。，一R。+Rn，。(R表示選自由Zn1Ba1Sr1Ca1Mg所組成的群的一種以上，Rn表示選自由Li1Na1K1CS所組成的群的一種以上)或B。s—Bi。s—Ge。體系，尚未發(fā)現(xiàn)以B。s—Bi。s—Ga。s為體系的此類玻璃專利，因此本專利以B，。，一Bi，。，一Ga，。，為基礎(chǔ)體系，進行此高折射率高色散光學(xué)玻璃的研制。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折射率(n+)在2．o一2．3之間，阿貝數(shù)(U+)在17—25之間，轉(zhuǎn)變溫度為450℃以下，在可見光區(qū)域擁有良好透過性，不含有對環(huán)境有害的物質(zhì)Pb。1AS，。，1Gd。和不含有易揮發(fā)的氟的特高折射率鉍酸鹽光學(xué)玻璃。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種特高折射率鉍酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于以B，。，一Bi，。，一Ga，。，為玻璃的基礎(chǔ)體系，在此基礎(chǔ)上加入一種以上氧化物，其光學(xué)玻璃組分的摩爾百分比如下
B。slo一40％；
Bi。s30一75％；
Ga。s5—25％；
P。s2一15％；[OO]0] Si。o—lo％；[OO]]] Nb。so—lo％；[OO]2] Ti。o—lo％；[OO13] Na，。1K，。和Li，。的總量之和小于5％；[OO14] Ca。1Ba。和Sr。的總量之和小于8％。[OO15] 如上所述構(gòu)成本發(fā)明的光學(xué)玻璃的各成分的組成范圍的理由如下。各成分以氧化物的摩爾百分比表示。[OO16] B，。，是玻璃生成體氧化物，是獲得穩(wěn)定的光學(xué)玻璃玻璃必不可缺的。B，。，含量低于15％時，玻璃的熔化性能變差，甚至不能形成玻璃；當(dāng)其含量高于40％時，玻璃的折射率不能達到本發(fā)明的要求且玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性變差。為了得到穩(wěn)定的玻璃，B2O3優(yōu)選為15 40%，進一步優(yōu)選為15 30%，最優(yōu)選15 25%。Bi2O3是一種基本組分并且是對于降低本發(fā)明玻璃的轉(zhuǎn)變溫度以及升高其折射率 極為重要的組分。小于30%的Bi2O3將無法提供所需的折射率，而大于75%的Bi2O3將產(chǎn)生 極不穩(wěn)定的玻璃。因此Bi2O3的含量為30 75%，優(yōu)選為30 70%，進一步優(yōu)選為35 70%，最優(yōu)選40 70%。Ga2O3為玻璃的基礎(chǔ)組成并且是對于提高本發(fā)明玻璃的穩(wěn)定性以及提高玻璃折射 率極為重要的組分。由于隨著Ga2O3含量的增加玻璃的穩(wěn)定性逐步變好，但是含量小于5% 折射率將無法達到要求指標(biāo)，對玻璃的穩(wěn)定性影響也較小，無法起到相應(yīng)的作用，當(dāng)Ga2O3 含量大于20%時，玻璃中逐步有析晶出現(xiàn)，玻璃的穩(wěn)定性將變壞，因此Ga2O3含量優(yōu)選為5 20%，進一步優(yōu)選為8 18%，最優(yōu)選為8 16%。P2O5成分由于可有效改善玻璃的熔融性，也可作為玻璃生成體，在此配方中更是起 到控制玻璃液環(huán)境的作用，由于P2O5的存在可以保證處于玻璃中的Bi5+逐步反應(yīng)生成Bi3+， 從而使玻璃呈現(xiàn)固有的淺黃色，大大提高了玻璃的透過率，因此P2O5為必不可少的成分。當(dāng) P2O5含量低于3%時無法起到效果，高于15%時玻璃穩(wěn)定性下降，折射率也降低，因此P2O5 含量優(yōu)選為3 15%，進一步優(yōu)選為4 15%，最優(yōu)選為4 13%。SiO2可以增大玻璃的高溫粘度，提高玻璃的耐失透性及化學(xué)穩(wěn)定性，但當(dāng)其含量 超過10%時，玻璃的折射率下降，熔化性能降低，轉(zhuǎn)變溫度升高，因此SiA含量優(yōu)選為0 10%，進一步優(yōu)選為0 8%，最優(yōu)選為0 7%。Nb2O5可以顯著提高玻璃的折射率和色散，是可任意添加的成分，當(dāng)其含量超過 10%時，玻璃易析晶，因此Nb2O5含量優(yōu)選為0 10%，進一步優(yōu)選為2 10%，最優(yōu)選為 2 8%。TiO2成分可有效提高玻璃折射率、色散及化學(xué)耐久性，是可任意添加的成分，若過 少則無效果，過多則玻璃的熔融性與穩(wěn)定性亦降低，轉(zhuǎn)變溫度上升，透過率下降，因此TW2 含量優(yōu)選為1 10%，進一步優(yōu)選為1 9%，最優(yōu)選為1 8%。Na2CKK2O和Li2O等堿金屬氧化物起到降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度和提高熔融性的作用，同 時也會降低玻璃的穩(wěn)定性，因此Na2CKK2O和Li2O為可任意添加的成分，優(yōu)選為不引入Na20、 K2O 禾口 Li2O0一定量的CaO、BaO和SrO等堿土金屬氧化物起到提高玻璃穩(wěn)定性的作用，過多則 降低玻璃的穩(wěn)定性，因此CaO、BaO和SrO為可任意添加的成分，優(yōu)選為不引入CaO、BaO和 SrO。本發(fā)明特高折射率鉍酸鹽光學(xué)玻璃具有折射率在2. 0 2. 3之間，阿貝數(shù)17 25 之間，轉(zhuǎn)變溫度450°C以下，在可見光區(qū)域擁有良好透過率，不含有對環(huán)境有害的物質(zhì)此0、 As203> GdO和不含有易揮發(fā)的氟的特點。本發(fā)明主要用于超薄化數(shù)碼相機和手機相機鏡頭 的特高折射率鉍酸鹽光學(xué)玻璃。
具體實施例方式下面將參考實施例對本發(fā)明的光學(xué)玻璃進行詳細描述，但本發(fā)明不限于這些實施 例。
以下實施例的光學(xué)玻璃是通過下列步驟制造1)將下表中玻璃組成的摩爾百分比換算為重量百分比，按照重量百分比稱量各氧 化物組分，充分混合均勻后加入到鉬金坩堝，或者剛玉坩堝，或者黃金坩堝中；2)將坩堝放入熔爐內(nèi)，在800°C 1000°C下熔化，均化和澄清；3)將降溫后的熔融玻璃液澆注到預(yù)熱好的金屬模具中進行退火即可。實施例1到8的光學(xué)玻璃的折射率和著色度是按照有關(guān)光學(xué)性質(zhì)的已知測量方法 測量，轉(zhuǎn)變溫度Tg采用差熱法測量。玻璃的組成和結(jié)果列于下表中
權(quán)利要求
1. 一種特高折射率鉍酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于以IO3-Bi2O3-Ga2O3為玻璃的基礎(chǔ)體 系，在此基礎(chǔ)上加入一種以上氧化物，其光學(xué)玻璃組分的摩爾百分比如下B2O310 40% ；Bi2O330 75%;Ga2O35 ~ 25% ；P2O52 15% ；SiO20 10% ；Nb2O50 10% ；TiO20 10% ；Na2O, K2O和Li2O的總量之和小于5% ； CaO、BaO和SrO的總量之和小于8%0
全文摘要
本發(fā)明的名稱為特高折射率鉍酸鹽光學(xué)玻璃。屬于光學(xué)玻璃技術(shù)領(lǐng)域。它主要是提供一種以B2O3-Bi2O3-Ga2O3為體系的特高折射率光學(xué)玻璃。它的主要特征是以B2O3-Bi2O3-Ga2O3為玻璃的基礎(chǔ)體系，在此基礎(chǔ)上加入一種以上氧化物，其光學(xué)玻璃組分的摩爾百分比如下B2O310～40％；Bi2O330～75％；Ga2O35～25％；P2O52～15％；SiO20～10％；Nb2O50～10％；TiO20～10％；Na2O、K2O和Li2O的總量之和小于5％；CaO、BaO和SrO的總量之和小于8％。本發(fā)明具有折射率(nd)在2.0～2.3之間，阿貝數(shù)(υd)在17～25之間，轉(zhuǎn)變溫度為450℃以下，在可見光區(qū)域擁有良好透過性，不含有對環(huán)境有害的物質(zhì)PbO、As2O3、GdO和不含有易揮發(fā)的氟的特點，主要用于制作超薄化數(shù)碼相機和手機相機鏡頭的特高折射率鉍酸鹽光學(xué)玻璃。
文檔編號C03C3/19GK102050574SQ200910272700
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者寇小勇, 胡向平 申請人:湖北新華光信息材料股份有限公司