本發(fā)明涉及一種光學玻璃，特別是涉及一種折射率(nd)為1.47～1.52、阿貝數(shù)(νd)為58～64的光學玻璃。
背景技術：
近年來，隨著光學設備的小型化、輕量化的發(fā)展，為了減少構成光學設備的光學系統(tǒng)的透鏡個數(shù)，使用玻璃制非球面透鏡逐漸增多。用具有高精度成型面的模具使加熱軟化的玻璃預制件加壓成型，將模具的高精度成型面的形狀復制在玻璃預制件上得到玻璃制非球面透鏡的方法，就是目前最主流的成型方法—精密模壓法。
利用精密模壓法，可以高產率大規(guī)模生產具有所需形狀的模制品。由于所需的幾何形狀的高精確度，這種壓制方法必須使用高級的精密儀器，并且因此需要昂貴的模具材料，這種模具的壽命極大地影響所生產的產品的收益。模具使用期限長的重要因素是工作溫度盡可能的低，但是其只能降低到被壓制材料的粘度仍足以用于壓制方法的程度。這就意味著，在被加工的玻璃的轉變溫度Tg和壓制方法的收益性之間，存在有直接的因果關系：玻璃的轉變溫度越低，則模具的壽命就越長，收益就越高。為滿足以上要求，這就使得具有高品質、低密度、低轉變溫度的光學玻璃的需求量越來越大。另外，即使對已失去透明性的玻璃預制件精密模壓成型，也不能消除失透性，包含失透的玻璃成型品不能用于透鏡等光學元件，因此，精密模壓成型中所用的玻璃預制件，必須是耐失透性優(yōu)異的玻璃。
在眾多的光學玻璃品種中，低折射率光學玻璃的用量與日俱增，國內外也公開了一些相關專利。如日本公開專利特開2000—247678記載了一種低折射率光學玻璃，其中含有大量的B2O3和Li2O，使得玻璃的化學穩(wěn)定性差，易出現(xiàn)分相和失透使玻璃不透明，從而使得玻璃的透過率變差。又如日本專利平8-34633公開了含SnO和SnO2作為防止日曬作用的必要組分的光學玻璃，在玻璃熔化過程中SnO和SnO2與熔化設備中的鉑金部分形成合金，易使熔化設備損壞，發(fā)生玻璃液泄漏。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種化學穩(wěn)定性好，光透過率優(yōu)異，折射率(nd)為1.47～1.52、阿貝數(shù)(νd)為58～64的光學玻璃。
本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案是：光學玻璃，其組分按重量百分比含有：SiO2：60～70％、B2O3：1～10％、ZnO：0～8％、TiO2：0～5％、Na2O：1～10％、K2O：10～20％、Al2O3：1.2～5％、F：0.5～4％。
進一步的，還含有：Sb2O3：0～1％、RO：0～5％，其中，RO包括MgO、BaO、SrO和CaO中的一種或幾種，但不含有Li2O。
光學玻璃，其組分按重量百分比為：SiO2：60～70％、B2O3：1～10％、ZnO：0～8％、TiO2：0～5％、Na2O：1～10％、K2O：10～20％、Al2O3：1.2～5％、F：0.5～4％、Sb2O3：0～1％、RO：0～5％，其中，RO包括MgO、BaO、SrO和CaO中的一種或幾種。
進一步的，其中：SiO2：65～70％；和/或B2O3：2～6％；和/或ZnO：1～6％；和/或TiO2：1～3％；和/或Na2O：3～8％；和/或K2O：12～20％；和/或F：1～3％；和/或Al2O3：1.2～3％。
進一步的，其中：0.02﹤F/R2O﹤0.35，R2O為Na2O和K2O的總含量。
進一步的，其中：0.03﹤F/R2O﹤0.3，R2O為Na2O和K2O的總含量。
進一步的，其中：0.05﹤F/R2O﹤0.2，R2O為Na2O和K2O的總含量。
進一步的，所述光學玻璃折射率為1.47～1.52，阿貝數(shù)為58～64。
進一步的，所述光學玻璃轉變溫度低于470℃，密度為2.5g/cm3以下，透射比達到80％時對應的波長λ80小于320nm，透射比達到5％時對應的波長λ5小于280nm。
采用上述的光學玻璃制成的玻璃預制件。
采用上述的光學玻璃制成的光學元件。
采用上述的光學玻璃制成的光學儀器。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過各組分的合理搭配，使玻璃轉變溫度(Tg)低于470℃，適于精密模壓成型；降低了B2O3的含量，使得在光學常數(shù)達到折射率(nd)為1.47～1.52、阿貝數(shù)(νd)為58～64的情況下，光學玻璃的化學穩(wěn)定性好，光透過率優(yōu)異；不添加SnO和SnO2等組分，延長了熔化裝置的使用壽命。
具體實施方式
下面將描述本發(fā)明的光學玻璃的各個組分，除非另有說明，各個組分的含量用重量％表示。
SiO2是本發(fā)明不可或缺的形成玻璃的氧化物，如果其含量少于60％，則玻璃的化學穩(wěn)定性不好，并且不能獲得所需的光學常數(shù)；若其含量超過70％，則玻璃的熔化性能變差，需消耗大量能量來熔化玻璃。因此，SiO2的含量為60～70％，優(yōu)選為65～70％。
B2O3有利于提高玻璃的熔化性能，如果其含量高于10％，則玻璃的化學穩(wěn)定性變差，在精密模壓時，易出現(xiàn)分相和失透，從而導致玻璃變得不透明，并且玻璃易著色；當其含量低于1％時，則難以滿足本發(fā)明玻璃所需要的光學常數(shù)，且玻璃難以熔化。因此，B2O3含量為1～10％，優(yōu)選含量為2～6％。
ZnO能降低玻璃的熱膨脹系數(shù)，提高玻璃的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性，還可以在熔化過程中有效降低玻璃的粘度，從而提高玻璃的熔化性能，有效降低玻璃的轉變溫度。但當ZnO的含量超過8％時，璃的失透性增大。因此，ZnO的含量限定為0～8％，優(yōu)選為1～6％。
TiO2可以顯著提高玻璃的機械性能和化學穩(wěn)定性，但如果TiO2的含量高于5％，會使玻璃著色，引起光透過率的惡化。因此，TiO2含量為0～5％，優(yōu)選為1～3％。
Al2O3能有效提高玻璃的化學穩(wěn)定性，是具有極大提高玻璃的化學耐久性效果的必須成分，但是其含量過多會導致液相溫度上升，另外，玻璃的平均線膨脹系數(shù)增大，很易發(fā)生由冷卻時產生的熱應力而導致的裂紋。因此，Al2O3含量為1.2～5％，優(yōu)選為1.2～3％。
Na2O可以有效提高玻璃的熔化性能并調整光學常數(shù)，如果其含量小于1％，則不能充分獲得這些效果；而如果其含量超過10％，則玻璃的化學穩(wěn)定性顯著變差。因此，Na2O的含量限定為1～10％，優(yōu)選為3～8％。
K2O用于調節(jié)玻璃的光學常數(shù)以及降低玻璃的析晶性能。當其含量低于10％時，無法達到上述效果；如果其含量超過20％，會引起玻璃化學穩(wěn)定性的惡化。因此，K2O含量為10～20％，優(yōu)選為12～20％。
需要特別注意的是，本發(fā)明不含有Li2O，因為加入Li2O后，本發(fā)明的玻璃耐失透性和化學穩(wěn)定性急劇惡化，無法滿足生產要求。
堿土金屬氧化物RO，即MgO、BaO、SrO和CaO，可以調整光學常數(shù)，向加有堿金屬的硅酸鹽系玻璃中加入適量的RO，可以防止堿金屬離子在玻璃中遷移和/或擴散，從而提高玻璃的化學穩(wěn)定性，但其含量過高，則會使折射率過高，難以滿足本發(fā)明的需要。因此，可以分別以MgO、BaO、SrO和CaO其中的一種或幾種按總含量不高于5％的量加入玻璃中。
F能有效降低玻璃的粘度，同時也具有一定的澄清作用。但其含量過多，會導致玻璃在熔化過程中氟的蒸發(fā)，從而造成環(huán)境污染。因此，F(xiàn)含量限定為0.5～4％，優(yōu)選為1～3％。本發(fā)明中F以K2SiF6或者Na2SiF6形式引入。
發(fā)明人通過大量研究發(fā)現(xiàn)，當0.02﹤F/R2O﹤0.35時，其中，R2O為Na2O和K2O的總含量，玻璃的熔化性能優(yōu)異，且能有效降低玻璃的析晶溫度，優(yōu)選為0.03﹤F/R2O﹤0.3，更優(yōu)選為0.05﹤F/R2O﹤0.2。
Sb2O3在本發(fā)明中作為澄清劑使用，其含量為0～1％。
下面將描述本發(fā)明的光學玻璃的性能及其測試方法：
折射率(nd)與阿貝數(shù)(νd)按照《GB/T 7962.1—2010無色光學玻璃測試方法折射率和色散系數(shù)》測試。
轉變溫度(Tg)按照《GB/T7962.16-1987無色光學玻璃測試方法線膨脹系數(shù)、轉變溫度和弛垂溫度》測試，即：被測樣品在一定的溫度范圍內，溫度每升高1℃，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，其交點所對應的溫度。
密度(ρ)按照《GB/T 7962.20-1987無色光學玻璃測試方法密度測試方法》測試。
光學玻璃短波透射光譜特性用著色度(λ80/λ5)表示。即：樣品厚度為10mm±0.1mm，λ80是指玻璃透射比達到80％時對應的波長，λ5是指玻璃透射比達到5％時對應的波長。
采用梯溫爐法測定玻璃的析晶性能，將玻璃制成180*10*10mm的樣品，側面拋光，放入帶有溫度梯度的爐內保溫4小時后取出，在顯微鏡下觀察玻璃析晶情況，玻璃出現(xiàn)晶體對應的最高溫度即為玻璃的析晶上限溫度。玻璃的析晶上限溫度越低，則玻璃在高溫時穩(wěn)定性越強，生產的工藝性能越好。
經過測試，本發(fā)明的光學玻璃具有以下性能：折射率(nd)為1.47～1.52，阿貝數(shù)(νd)為58～64，轉變溫度(Tg)低于470℃，密度(ρ)為2.5g/cm3以下，透射比達到80％時對應的波長λ80小于320nm，透射比達到5％時對應的波長λ5小于280nm，析晶溫度為1040℃以下。
本發(fā)明還提供一種玻璃預制件、光學元件和光學儀器，由上述光學玻璃按照本領域技術人員熟知的方法形成，并且所述的光學元件可以應用于數(shù)碼照相機、數(shù)字攝像機、照相手機等設備。
實施例
為了進一步了解本發(fā)明的技術方案，下面將描述本發(fā)明光學玻璃的實施例，應該注意到，這些實施例沒有限制本發(fā)明的范圍。
表1～表3中顯示的實施例1～30是通過按照表1～表3所示各個實施例的比值稱重并混合光學玻璃用普通原料(如氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等)，將混合原料放置在鉑金坩堝中，在一定的溫度內熔融，并且經熔化、澄清、攪拌和均化后，得到的均質熔融玻璃，將此熔融玻璃在模具內鑄型并退火而成。
本發(fā)明實施例1～30的組成與折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)、密度(ρ)、玻璃轉變溫度(Tg)、透射比(λ80/λ5)的結果一起在表1～表3中表示。在這些表中，各個組分的組成是用重量％表示的。
表1
表2
表3
通過上述的表1～表3中的實施例可以看出，本發(fā)明通過合理搭配各組分的含量，在滿足折射率(nd)為1.47～1.52、阿貝數(shù)(νd)為58～64的同時，析晶溫度為1040℃以下，透射比達到80％時對應的波長λ80小于320nm，透射比達到5％時對應的波長λ5小于280nm，使得玻璃的化學穩(wěn)定性和光透過率優(yōu)異；轉變溫度(Tg)低于470℃，密度(ρ)為2.5g/cm3以下，適于精密模壓成型。