光學(xué)玻璃及光學(xué)元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有較低轉(zhuǎn)變溫度，耐失透性和化學(xué)穩(wěn)定性良好且成本低廉的光學(xué)玻璃，其折射率為1.58～1.64，阿貝數(shù)為60～67。光學(xué)玻璃，其組成按重量百分比含有：P2O5：30～50％、La2O3：0.1～2％、Gd2O3：0～5％、Li2O：0.1～5％、MgO：2～10％、CaO：3～10％、BaO：30～50％、Al2O3：0～5％，但不含有B2O3。本發(fā)明通過合理調(diào)整個組分的含量且不加入B2O3和GeO2組分，使玻璃具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，并具有較低的轉(zhuǎn)變溫度。本發(fā)明的光學(xué)玻璃抗潮濕大氣作用穩(wěn)定性RC為1級，抗酸作用穩(wěn)定性RA為1級，光學(xué)玻璃密度為3.8g/cm3以下，轉(zhuǎn)變溫度為520℃以下，適于精密模壓并且成本較低。
【專利說明】光學(xué)玻璃及光學(xué)元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃，特別是涉及一種折射率（nd)為1.58?1.64、阿貝數(shù) (vd)為60?67的光學(xué)玻璃，以及由該光學(xué)玻璃構(gòu)成的玻璃預(yù)制件、光學(xué)兀件和光學(xué)儀器。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著數(shù)碼相機和可拍照手機的廣泛普及，普通的球面透鏡也在向非球面 透鏡發(fā)展，這就需要更多的中等折射率、低色散的光學(xué)玻璃。為降低加工難度和生產(chǎn)成本， 精密模壓技術(shù)成為了光學(xué)玻璃制造光學(xué)透鏡的首要選擇，然而要想所得的光學(xué)玻璃適于精 密模壓，則必須具有較低的轉(zhuǎn)變溫度，這也對光學(xué)玻璃研發(fā)人員提出了較高的要求。
[0003] CN102476916A公開了一種光學(xué)玻璃，其含有大量的B203，這會使得玻璃在融化時 揮發(fā)性增大，同時玻璃的耐失透性變差，其轉(zhuǎn)變溫度為600°C左右，精密模壓溫度明顯偏高。 CN101823839A公開了一種光學(xué)玻璃，其中含有20?34%的ZnO,如此高的鋅含量勢必會使 玻璃的耐失透性和化學(xué)穩(wěn)定性降低，其中還含有〇. 1?11 %的Ge02，會使玻璃的成本大幅 度提1?。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有較低轉(zhuǎn)變溫度，耐失透性和化學(xué)穩(wěn)定 性良好且成本低廉的光學(xué)玻璃，其折射率（n d)為1. 58?1. 64,阿貝數(shù)（vd)為60?67。
[0005] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：光學(xué)玻璃，其組成按重量百分比含有： P20 5 :30 ?50%、La203 :0· 1 ?2%、Gd203 :0 ?5%、Li20 :0· 1 ?5%、MgO :2 ?10%、CaO : 3 ?10%、Ba0 :30 ?50%、A1203 :0 ?5%，但不含有 B203。
[0006] 進一步的，還含有：ZnO :0 ?l%、Sb203 :0 ?0· 5%。
[0007] 進一步的，其組成按重量百分比為：P205 :30?50%、ZnO :0?1%、La203 :0. 1? 2%、Gd203 :0 ?5%、Li20 :0· 1 ?5%、Mg0 :2 ?10%、Ca0 :3 ?10%、Ba0 :30 ?50%、A1203 : 0 ?5%、Sb203 :0 ?0· 5%。
[0008] 進一步的，其中：P205 :35 ?47%。
[0009] 進一步的，其中：La203 :0· 1 ?1. 5%。
[0010] 進一步的，其中：Gd203 :0· 5 ?3%。
[0011] 進一步的，其中：Li20 :0. 5 ?3%。
[0012] 進一步的，其中：Mg0 :3?7%。
[0013] 進一步的，其中：Ca0 :4?8%。
[0014] 進一步的，其中：Ba0 :35 ?46%。
[0015] 進一步的，其中ΑΙΑ :0· 1?3%。
[0016] 進一步的，所述光學(xué)玻璃的抗潮濕大氣作用穩(wěn)定性RC為1級，抗酸作用穩(wěn)定性RA 為1級。
[0017] 進一步的，所述光學(xué)玻璃密度為3. 8g/cm3以下，轉(zhuǎn)變溫度為520°C以下。
[0018] 進一步的，所述光學(xué)玻璃折射率為1. 58?1. 64,阿貝數(shù)為60?67。
[0019] 采用上述的光學(xué)玻璃制成的玻璃預(yù)制件。
[0020] 采用上述的光學(xué)玻璃制成的光學(xué)元件。
[0021] 采用上述的光學(xué)玻璃制成的光學(xué)儀器。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：通過合理調(diào)整個組分的含量且不加入B203和Ge0 2組分， 使玻璃具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，并具有較低的轉(zhuǎn)變溫度。本發(fā)明的光學(xué)玻璃的折射率為 1. 58?1. 64,阿貝數(shù)為60?67,抗潮濕大氣作用穩(wěn)定性RC為1級，抗酸作用穩(wěn)定性RA為 1級，光學(xué)玻璃密度為3. 8g/cm3以下，轉(zhuǎn)變溫度為520°C以下，適于精密模壓并且成本較低。

【具體實施方式】
[0023] 下面將描述本發(fā)明光學(xué)玻璃的各個組分，除非另有說明，各個組分含量的比值是 用重量％表示。
[0024] P205是網(wǎng)絡(luò)生成體，是構(gòu)成玻璃骨架的主要元素，其含量少易導(dǎo)致玻璃耐失透性 惡化，含量過多則會使化學(xué)穩(wěn)定性下降且難獲得預(yù)期的光學(xué)性能，因此P2〇5的含量限定為 30?50%，優(yōu)選含量為35?47%。
[0025] ZnO可以降低玻璃的析晶傾向，但其含量不可過高，否則會使玻璃的耐失透性和化 學(xué)穩(wěn)定性降低，增大玻璃色散，所以ZnO的含量限定為0?1%。
[0026] La203可用于提高玻璃的折射率、降低色散，是本發(fā)明的必須組分，若其含量過高會 引起玻璃軟化溫度上升，抗失透性變差。因此La 203的含量限定為0. 1?2%，優(yōu)選含量為 0· 1 ?1. 5%。
[0027] Gd203具有提高玻璃折射率和化學(xué)穩(wěn)定性的作用，尤其在本發(fā)明中，Gd20 3與La203 共同存在，可顯著提高玻璃的抗失透性能和化學(xué)穩(wěn)定性，若其含量過多，則會提高玻璃的轉(zhuǎn) 變溫度，不利于精密模壓，所以Gd20 3限定為0?5%，優(yōu)選含量為0. 5?3%。
[0028] Li20是本發(fā)明的必要組份，不僅具有顯著降低玻璃的轉(zhuǎn)變溫度和密度的作用，而 且還有較強的助熔作用。當(dāng)其含量低于〇. 1%時，對降低轉(zhuǎn)變溫度的作用不明顯，若其含量 高于5%，則玻璃耐失透性急劇下降。因此Li20的含量范圍為0. 1?5%，優(yōu)選為0.5? 3%。
[0029] Na20和K20等金屬氧化物可有效降低玻璃的轉(zhuǎn)變溫度和密度，改善玻璃的熔化性 能，同時可以通過混合堿效應(yīng)提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，因此，在本發(fā)明中可以加入一定量的 Na 20和Κ20等金屬氧化物。
[0030] MgO有利于提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，一定量MgO的加入，對降低玻璃的轉(zhuǎn)變溫度和 屈服點溫度都是有效的。若其含量過高，反而會使玻璃的耐失透性顯著惡化，液相溫度也會 升高，因此MgO的含量限定為2?10%，優(yōu)選為3?7%。
[0031] CaO可以提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，具有一定的助烙作用，但其含量高于10%則會 使玻璃的失透傾向增大，所以CaO的含量限定為3?10%，優(yōu)選為4?8%。
[0032] SrO與MgO的的作用相類似，有利于提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，在本發(fā)明中可以適量 加入SrO。
[0033] BaO可以降低玻璃的色散，同時改善玻璃的透過率，若其含量過多則難以得到所期 望的轉(zhuǎn)變溫度和比重。因此BaO的含量范圍為30?50%，優(yōu)選為35?46%。
[0034] ΑΙΑ可以提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，增大玻璃的高溫粘度，但當(dāng)其含量高于5%，會 使玻璃的耐失透性降低，增加熔融難度，所以A1A的含量限定為0?5%，優(yōu)選為0. 1? 3%。
[0035] Sb203在本發(fā)明中作為澄清劑使用，其含量范圍為0?0. 5%。
[0036] 下面將描述本發(fā)明的光學(xué)玻璃的性能。
[0037] 其中折射率與阿貝數(shù)按照《GB/T7962. 1-1987無色光學(xué)玻璃測試方法折射率和色 散系數(shù)》測試。
[0038] 轉(zhuǎn)變溫度（Tg)按照《GB/T7962. 16-1987無色光學(xué)玻璃測試方法線膨脹系數(shù)、轉(zhuǎn)變 溫度和弛垂溫度》測試，即：被測樣品在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度每升高1 °C，在被測樣品的 膨脹曲線上，將低溫區(qū)域和高溫區(qū)域直線部分延伸相交，其交點所對應(yīng)的溫度。
[0039] 密度按照《GB/T7962. 20-1987無色光學(xué)玻璃測試方法密度測試方法》測試。
[0040] 抗潮濕大氣作用穩(wěn)定性RC(S)(表面法）：根據(jù)對潮濕大氣作用的穩(wěn)定性分為三 級，其中：
[0041] 1級：在溫度50°C，相對濕度85%的條件下，玻璃拋光表面形成水解斑點的時間超 過 20h ;
[0042] 2級：在溫度50°C，相對濕度85%的條件下，玻璃拋光表面形成水解斑點的時間在 5 ?20h ;
[0043] 3級：在溫度50°C，相對濕度85%的條件下，玻璃拋光表面形成水解斑點的時間不 到5h。
[0044] 抗酸作用穩(wěn)定性RA(S)(表面法）：根據(jù)對酸溶液作用的穩(wěn)定性分為三級，其中：
[0045] 1級：在0. 1N(當(dāng)量濃度）、溫度50°C的醋酸溶液作用下，玻璃拋光表面的破壞深 度達(dá)135nm的時間超過5h ;
[0046] 2級：在0. IN、溫度50°C的醋酸溶液作用下，玻璃拋光表面的破壞深度達(dá)135nm的 時間在1?5h ;
[0047] 3級：在0. IN、溫度50°C的醋酸溶液作用下，玻璃拋光表面的破壞深度達(dá)135nm的 時間不到lh。
[0048] 經(jīng)過測試，本發(fā)明的光學(xué)玻璃具有以下性能：光學(xué)玻璃的抗潮濕大氣作用穩(wěn)定性 RC⑶為1級；抗酸作用穩(wěn)定性RA⑶為1級；密度（P )為3. 8g/cm3以下；轉(zhuǎn)變溫度（Tg) 為520°C以下；折射率（nd)為1. 58?1. 64,阿貝數(shù)（vd)為60?67。
[0049] 本發(fā)明還提供一種光學(xué)玻璃預(yù)制件和光學(xué)元件，由上述光學(xué)玻璃按照本領(lǐng)域技術(shù) 人員熟知的方法形成，并且所述的光學(xué)預(yù)制件和光學(xué)元件可以應(yīng)用于數(shù)碼照相機、數(shù)字?jǐn)z 像機、照相手機等設(shè)備。
[0050] 實施例
[0051] 為了進一步了解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將描述本發(fā)明光學(xué)玻璃的實施例，應(yīng)該 注意到，這些實施例沒有限制本發(fā)明的范圍。
[0052] 表1?表3中顯不的實施例1?30是通過按照表1?表3所不各個實施例的比值 稱重并混合光學(xué)玻璃用普通原料（如氧化物、氫氧化物、磷酸鹽、偏磷酸鹽、碳酸鹽和硝酸 鹽），將混合原料放置在坩堝中，在一定的溫度內(nèi)熔融，并且經(jīng)熔化、澄清、攪拌和均化后，得 到?jīng)]有氣泡及不含未溶解物質(zhì)的均質(zhì)熔融玻璃，將此熔融玻璃在模具內(nèi)鑄型并退火而成。
[0053] 本發(fā)明實施例1?30的組成與折射率（nd)、阿貝數(shù)（vd)、密度（P )、抗潮濕大氣 作用穩(wěn)定性RC(S)、抗酸作用穩(wěn)定性RA(S)、轉(zhuǎn)變溫度（Tg)的結(jié)果一起在表1?表3中表示。 在這些表中，各個組分的組成是用重量百分比表示的。
[0054] 表 1
[0055]

【權(quán)利要求】
1. 光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成按重量百分比含有：P2〇5 :30?50 %、La203 :0. 1? 2%、Gd203 :0 ?5%、Li20 :0· 1 ?5%、MgO :2 ?10%、Ca0 :3 ?10%、Ba0 :30 ?50%、A1203 : 0?5%，但不含有氏03。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，還含有：ZnO :0?1 %、Sb203 :0? 0· 5%。
3. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成按重量百分比為：P205 :30? 50%、Zn0 :0 ?l%、La203 :0· 1 ?2%、Gd203 :0 ?5%、Li20 :0· 1 ?5%、MgO :2 ?10%、Ca0 : 3 ?10%、Ba0 :30 ?50%、A1203 :0 ?5%、Sb203 :0 ?0· 5%。
4. 如權(quán)利要求1?3任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，其中：P205 :35? 47%。
5. 如權(quán)利要求1?3任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，其中：La203 :0. 1? 1. 5%。
6. 如權(quán)利要求1?3任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，其中：Gd203 :0. 5? 3%。
7. 如權(quán)利要求1?3任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，其中：Li20 :0. 5? 3%。
8. 如權(quán)利要求1?3任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，其中：MgO :3?7%。
9. 如權(quán)利要求1?3任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，其中：CaO :4?8%。
10. 如權(quán)利要求1?3任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，其中：BaO :35? 46%。
11. 如權(quán)利要求1?3任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，其中：A1203 :0. 1? 3%。
12. 如權(quán)利要求1?11任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，所述光學(xué)玻璃的抗 潮濕大氣作用穩(wěn)定性RC為1級，抗酸作用穩(wěn)定性RA為1級。
13. 如權(quán)利要求1?11任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，所述光學(xué)玻璃密度 為3. 8g/cm3以下，轉(zhuǎn)變溫度為520°C以下。
14. 如權(quán)利要求1?11任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，所述光學(xué)玻璃折射 率為1. 58?1. 64,阿貝數(shù)為60?67。
15. 米用權(quán)利要求1?14中任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃制成的玻璃預(yù)制件。
16. 米用權(quán)利要求1?14中任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃制成的光學(xué)兀件。
17. 采用權(quán)利要求1?14中任一權(quán)利要求所述的光學(xué)玻璃制成的光學(xué)儀器。
【文檔編號】C03C3/16GK104230166SQ201310236794
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】匡波 申請人:成都光明光電股份有限公司