專(zhuān)利名稱：一種光學(xué)玻璃及光學(xué)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種光學(xué)玻璃及光學(xué)元件。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、照相手機(jī)等日益流行，對(duì)作為其部件的光學(xué) 玻璃的需要持續(xù)擴(kuò)大，并且對(duì)光學(xué)玻璃的性能也提出了更高的要求。光學(xué)玻璃中的殘留氣泡、異物等缺陷的存在，給光學(xué)玻璃特別是用于圖像傳感器 的攝像光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)玻璃帶來(lái)很大危害，因此，需要抑制缺陷的產(chǎn)生。例如，在玻璃原料 熔解時(shí)，玻璃熔液容易被容器侵蝕，容器的一部份作為微細(xì)粒子及破片混入到玻璃中，從而 使光學(xué)玻璃產(chǎn)生異物。所以，為了抑制玻璃中異物缺陷的產(chǎn)生，必須縮短玻璃原料的熔解時(shí) 間。但是，如果縮短玻璃原料的熔解時(shí)間，玻璃熔液中的脫泡會(huì)變得不充分，會(huì)產(chǎn)生殘留氣 泡缺陷。為了抑制殘留氣泡，通常在玻璃原料中添加作為澄清劑的Sb氧化物和As氧化物， 加速氣體的排出。但是，澄清劑的引入會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響，且其通常需要與硝酸鹽配合使用，這 就增加了氮氧化物的排放量?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了消除玻璃氣泡，常規(guī)引入Sb等澄清劑。隨著 國(guó)際社會(huì)環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，人們?cè)絹?lái)越重視控制大氣中污染物的排放，所以，在光學(xué)玻璃中 減少澄清劑與硝酸鹽的引入量，設(shè)計(jì)和制造具有理想光學(xué)參數(shù)的環(huán)保光學(xué)玻璃勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種不引入澄清劑，折射率為 1. 72 1. 82，阿貝數(shù)為24 29，透射比達(dá)到80%時(shí)，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)小于420nm的環(huán)保的光學(xué) 玻璃及光學(xué)元件。本發(fā)明提供一種光學(xué)玻璃，包括以下成分28wt % 43wt % 的 Si02 ；23wt % 33wt % 的 Ti02 ；6wt % 20wt % 的 BaO ；6wt % 20wt % 的 R20 ； 所述R20包括K20和/或Na20，所述光學(xué)玻璃不含澄清劑。優(yōu)選的，還包括0 Sr0、0 Ca0、0 5wt%&Mg0、0 Nb205 禾P 0 5wt %的W03中的一種或幾種。優(yōu)選的，包括lwt % 3. 5wt % 的 SrO。優(yōu)選的，包括4wt% Nb205。
優(yōu)選的，包括29wt% 41.Si02。優(yōu)選的，包括25wt % 32wt % 的 Ti02。優(yōu)選的，包括10wt % 20wt % 的 BaO。優(yōu)選的，包括8wt % 20wt % 的 R20。優(yōu)選的，折射率為1. 72 1. 82 ；阿貝數(shù)為24 29 ；透射比達(dá)到80%時(shí)，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)小于420nm。本發(fā)明還提供一種上述技術(shù)方案所述的光學(xué)玻璃形成的光學(xué)元件。本發(fā)明提供一種光學(xué)玻璃及光學(xué)元件，光學(xué)玻璃包括以下成分28wt% 43wt% 的 Si02 ；23wt%~ 33wt % ^ Ti02 ；6wt%~ 20wt % ^ BaO ；6wt%~ 20wt % ^ R20 ；所述 R20 包括K20和/或Na20，所述光學(xué)玻璃不含澄清劑。Si02具有維持玻璃抗失透性的作用，并且 具有形成玻璃的網(wǎng)格組分的作用。打02可以提高光學(xué)玻璃的折射率和化學(xué)穩(wěn)定性，并且具 有提高玻璃的耐化學(xué)性和抗失透性的作用。BaO能增加光學(xué)玻璃的折射率、光澤和化學(xué)穩(wěn)定 性，同時(shí)BaO還能有效降低玻璃粘度，使得玻璃本身的活性較大。Na20是光學(xué)玻璃助熔劑， 可以降低玻璃的黏度，使光學(xué)玻璃易于熔解。K20可以降低玻璃的黏度，使玻璃易于熔解，并 能降低玻璃的結(jié)晶傾向，增加玻璃的透明度和光澤。本發(fā)明提供的光學(xué)玻璃在高溫下粘度 不大，光學(xué)玻璃的活性較大，所以不需要引入澄清劑來(lái)促使玻璃熔化和澄清過(guò)程的氣體更 好地排出，從而避免了對(duì)環(huán)境的不良影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的光學(xué)玻璃不添加澄 清劑，不需添加非環(huán)保元素，折射率為1. 72 1. 82，阿貝數(shù)為24 29，透射比達(dá)到80%時(shí)， 對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)小于420nm，滿足現(xiàn)代成像設(shè)備的需要。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明提供一種光學(xué)玻璃，包括以下成分28wt % 43wt % 的 Si02 ；23wt % 33wt % 的 Ti02 ；6wt % 20wt % 的 BaO ；6wt % 20wt % 的 R20 ；所述R20包括K20和/或Na20 ；所述光學(xué)玻璃不含澄清劑。Si02是重要的玻璃形成體氧化物，以硅氧四面體的結(jié)構(gòu)單元形成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng) 絡(luò)，是形成光學(xué)玻璃的骨架。Si02具有維持玻璃抗失透性的作用。Si02的含量超過(guò)43wt%時(shí)，光學(xué)玻璃的可熔性降低，軟化溫度升高。Si02的含量限定為28wt% 43wt%，優(yōu)選為 29wt% 41. 5wt%。Ti02可以提高光學(xué)玻璃的折射率和化學(xué)穩(wěn)定性，并且具有提高玻璃的耐化學(xué)性和 抗失透性的作用。Ti02的含量限定為23wt% 33wt%，優(yōu)選為25wt% 32wt%。BaO能增加光學(xué)玻璃的折射率、光澤和化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)BaO還能有效降低玻璃粘 度，使得玻璃本身的活性較大，所以不需要引入Sb203等澄清劑，來(lái)促使玻璃熔化和澄清過(guò) 程的氣體更好地排出。本發(fā)明中，光學(xué)玻璃中BaO的含量限定為6wt% 20wt%，優(yōu)選為 10wt% 20wt%。R20包括K20和/或Na20。Na20是玻璃助熔劑，可以降低玻璃的轉(zhuǎn)變溫度。K20可以 降低玻璃的黏度，使玻璃易于熔解，并能降低玻璃的結(jié)晶傾向，增加玻璃的透明度和光澤。 R20的含量限定為6wt% 20wt%，優(yōu)選為8wt% 20wt%。由本發(fā)明的配方方案所形成的光學(xué)玻璃在高溫下粘度不大，玻璃本身的活性較 大，所以不需要引入Sb203等澄清劑來(lái)促使玻璃熔化和澄清過(guò)程的氣體更好地排出，從而避 免了對(duì)環(huán)境的不良影響。按照本發(fā)明，所述光學(xué)玻璃還可以包括0 5襯％的Sr0、0 5襯％的Ca0、0 5wt %的Mg0、0 12wt %的Nb205和0 5wt %的W03中的一種或幾種。SrO作為BaO的替代物，具有增加光學(xué)玻璃的折射率的作用，并且可以改良玻璃的 耐失透性。SrO的含量可以為0 5wt%，還可以為lwt% 3. 5wt%。CaO在光學(xué)玻璃中的 作用為穩(wěn)定劑，能夠增加光學(xué)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，降低光學(xué)玻璃的密度。CaO的 含量可以為0 5wt%，還可以為lwt% 5wt%。當(dāng)CaO的含量大于5襯％時(shí)，光學(xué)玻璃的 結(jié)晶傾向增大，使光學(xué)玻璃發(fā)脆。MgO可以使玻璃的硬化速度變慢，改善玻璃的成形性能，還 可以提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。MgO的含量可以為0 5wt%，還可以為lwt% 5wt%。Nb205是賦予玻璃高折射率的組分，并且具有改進(jìn)玻璃的析晶性能與抗失透性的作 用。Nb205的含量可以為0 12wt%，還可以為4wt% 12wt%。Nb205含量高于12wt%時(shí)， 會(huì)導(dǎo)致玻璃色散升高，同時(shí)使玻璃的短波透過(guò)率下降。W03是一種改良光學(xué)玻璃抗失透性的組分。W03的含量可以為0 5wt%，還可以 為lwt% 5wt%。當(dāng)W03的含量超過(guò)5wt%時(shí)，光學(xué)玻璃對(duì)短波范圍的吸收增強(qiáng)，光學(xué)玻璃 將容易顯色。本發(fā)明提供的光學(xué)玻璃不引入澄清劑，可以不需引入硝酸鹽，不需添加非環(huán)保元 素，折射率為1. 72 1. 82，阿貝數(shù)為24 29，透射比達(dá)到80%時(shí)，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)小于420nm， 氣泡等級(jí)AO以上。本發(fā)明還提供一種由上述技術(shù)方案所述的光學(xué)玻璃形成的光學(xué)元件。本發(fā)明的光 學(xué)元件由上述本發(fā)明的光學(xué)玻璃形成，因此，該光學(xué)元件具有上述光學(xué)玻璃的各種特性。本發(fā)明提供的光學(xué)玻璃的性能參數(shù)按照如下方法進(jìn)行測(cè)試。其中折射率(nd)值為(_2°C /h)-(-6°C /h)的退火值，折射率與阿貝數(shù)按照《GB/ T 7962. 1-1987無(wú)色光學(xué)玻璃測(cè)試方法折射率和色散系數(shù)》測(cè)試。轉(zhuǎn)變溫度(Tg)按照《GB/T7962. 16-1987無(wú)色光學(xué)玻璃測(cè)試方法線膨脹系數(shù)、轉(zhuǎn)變 溫度和弛垂溫度》測(cè)試，即被測(cè)樣品在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度每升高rc，在被測(cè)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(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度。將玻璃制作成10mm士0. 1mm厚度的樣品，測(cè)試玻璃在透射比達(dá)到80%對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)
人800條紋用點(diǎn)光源和透鏡組成的條紋儀，從最容易看見(jiàn)的條紋的方向上，與標(biāo)準(zhǔn)試樣 作比較檢查，在規(guī)定條件下檢測(cè)條紋。AO級(jí)以上的條紋無(wú)肉眼可見(jiàn)的條紋。玻璃氣泡質(zhì)量按GB/T7962. 8-1987規(guī)定的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)量。粘度根據(jù)ASTM C965標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試方法，用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)試。本發(fā)明的光學(xué)元件由上述的光學(xué)玻璃形成，不含澄清劑，不需添加非環(huán)保元素，折 射率為1.72 1.82，阿貝數(shù)為24 29，透射比達(dá)到80%時(shí)，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)小于420nm。本發(fā) 明提供的光學(xué)元件適用于數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)和照相手機(jī)等。對(duì)于本發(fā)明提供的光學(xué)玻璃的制備方法，并無(wú)特別限制，按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟 知的方法進(jìn)行制備。將原料進(jìn)行熔化、澄清、均化后降溫，注入預(yù)熱的金屬模，退火得到光學(xué) 玻璃。光學(xué)玻璃的制備過(guò)程中，玻璃原料不引入硝酸鹽，以氧化物或碳酸鹽的方式引入，從 而在熔煉過(guò)程無(wú)氮氧化物排放。為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施 方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì) 本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明實(shí)施例1 6所提供的光學(xué)玻璃按照如下方法制備將實(shí)施例1 6中光學(xué)玻璃的成分所對(duì)應(yīng)的原料按比例稱量，充分混合后加入鉬 金坩堝內(nèi)，在1000 1380°C下熔化、澄清、均化后降溫；在550 600°C左右將熔融玻璃澆注入預(yù)熱后的金屬模；將注入預(yù)熱后的金屬模的熔融玻璃同金屬模一起放入退火爐內(nèi)徐冷退火后得到 光學(xué)玻璃，測(cè)試光學(xué)玻璃的相關(guān)參數(shù)。實(shí)施例1 6提供的光學(xué)玻璃在壓型時(shí)不析晶、不失 透。實(shí)施例1 6提供的光學(xué)玻璃的折射率、阿貝數(shù)、轉(zhuǎn)變溫度、透光性能、氣泡、條紋 性能和粘度如表1所示。實(shí)施例1 6提供的光學(xué)玻璃組分百分比及對(duì)應(yīng)性能如表1所示。表1實(shí)施例1 6提供的光學(xué)玻璃的組分百分比及對(duì)應(yīng)性能
6 從上述實(shí)施例可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的光學(xué)玻璃和光學(xué)元件不含澄清劑， 不需添加非環(huán)保元素，折射率為1. 72 1. 82，阿貝數(shù)為24 29，透射比達(dá)到80%時(shí)，對(duì)應(yīng) 的波長(zhǎng)小于420nm，滿足現(xiàn)代成像設(shè)備的需要。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
一種光學(xué)玻璃，其特征在于，包括以下成分28wt％～43wt％的SiO2；23wt％～33wt％的TiO2；6wt％～20wt％的BaO；6wt％～20wt％的R2O；所述R2O包括K2O和/或Na2O，所述光學(xué)玻璃不含澄清劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，還包括0 5wt % 的 Sr0、0 5wt % 的 Ca0、0 5wt % 的 Mg0、0 12wt % 的 Nb205 和 0 5wt % 的恥3中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，包括 lwt% 3.SrO。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，包括 4wt% Nb205。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，包括 29wt% 41.Si02。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，包括 25wt% Ti02。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，包括 10wt% BaO。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于，包括 8wt% R20。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其特征在于， 折射率為1. 72 1. 82 ；阿貝數(shù)為24 29 ；透射比達(dá)到80%時(shí)，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)小于420nm。
10.一種權(quán)利要求1 9任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃形成的光學(xué)元件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光學(xué)玻璃及光學(xué)元件，光學(xué)玻璃包括以下成分28wt％～43wt％的SiO2；23wt％～33wt％的TiO2；6wt％～20wt％的BaO；6wt％～20wt％的R2O；所述R2O包括K2O和/或Na2O。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的光學(xué)玻璃不添加澄清劑，不需添加非環(huán)保元素，折射率為1.72～1.82，阿貝數(shù)為24～29，透射比達(dá)到80％時(shí)，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)小于420nm，滿足現(xiàn)代成像設(shè)備的需要。
文檔編號(hào)G02B1/00GK101857357SQ20101020911
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者孫偉 申請(qǐng)人:成都光明光電股份有限公司