本發(fā)明涉及玻璃制品領(lǐng)域，尤其是涉及一種光學(xué)玻璃。
背景技術(shù)：
：能改變光的傳播方向，并能改變紫外、可見或紅外光的相對光譜分布的玻璃。狹義的光學(xué)玻璃是指無色光學(xué)玻璃；廣義的光學(xué)玻璃還包括有色光學(xué)玻璃、激光玻璃、石英光學(xué)玻璃、抗輻射玻璃、紫外紅外光學(xué)玻璃、纖維光學(xué)玻璃、聲光玻璃、磁光玻璃和光變色玻璃。光學(xué)玻璃可用于制造光學(xué)儀器中的透鏡、棱鏡、反射鏡及窗口等。由光學(xué)玻璃構(gòu)成的部件是光學(xué)儀器中的關(guān)鍵性元件。光學(xué)玻璃是光電技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和重要組成部分。特別是在20世紀(jì)90年代以后，隨著光學(xué)與電子信息科學(xué)、新材料科學(xué)的不斷融合，作為光電子基礎(chǔ)材料的光學(xué)玻璃在光傳輸、光儲存和光電顯示三大領(lǐng)域的應(yīng)用更是突飛猛進(jìn)，成為社會信息化尤其是光電信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件之一。隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，中國光學(xué)玻璃制造行業(yè)發(fā)展迅猛。根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2010年，光學(xué)玻璃制造行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量達(dá)246家，行業(yè)全年實現(xiàn)銷售收入為234.05億元，同比增長53.70%；實現(xiàn)利潤15.37億元，同比增長87.10%；資產(chǎn)規(guī)模達(dá)到264.50億元，同比增長77.49%。由于光學(xué)玻璃制造行業(yè)以國內(nèi)銷售為主，金融危機(jī)對其影響相對較小，行業(yè)依然表現(xiàn)出較好的增長勢頭。隨著光電產(chǎn)品市場的激烈競爭和發(fā)展，高產(chǎn)率、低成本的制造光學(xué)材料是每一個光學(xué)材料制造廠家的目標(biāo)。另一方面，近年來數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、照相手機(jī)等日益流行，用于光學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備的集成度及功能迅速增加。在這種情況下，要求光學(xué)系統(tǒng)達(dá)到更高的準(zhǔn)確度、分辨率，并減輕光學(xué)系統(tǒng)的重量和尺寸。為了滿足高檔數(shù)碼產(chǎn)品高像素、小型輕便的要求，具有高折射、低色散等優(yōu)點的硅硼酸鹽鑭系類光學(xué)玻璃的需求越來越大。為了使玻璃具有以上性能，玻璃中的La2O3、TiO2、Nb2O5、ZnO等成分含量也在逐漸增大，但這些成分過多會導(dǎo)致玻璃粘度小、成型難度大、不易獲得較高質(zhì)量條紋以及析晶嚴(yán)重等缺陷。早期制作這類玻璃有的含有一定的Ta2O5、Gd2O3，由于稀土漲價造成Ta2O5、Gd2O3的價格急劇上升，對生產(chǎn)成本及其不利，但隨著光學(xué)玻璃制作工藝、技術(shù)水平的提高，實現(xiàn)這類玻璃的低Ta2O5化并達(dá)到穩(wěn)定的工藝性能已成為可能。以二氧化硅為主要成分，具有耐高溫、膨脹系數(shù)低、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性能好等特點，用于制造對各種波段透過有特殊要求的棱鏡、透鏡、窗口和反射鏡等。此外，還有用于大規(guī)模集成電路制造的光掩膜板、液晶顯示器面板、影像光盤盤基薄板玻璃；光沿著磁力線方向通過玻璃時偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的磁光玻璃；光按一定方向通過傳輸超聲波的玻璃時，發(fā)生光的衍射、反射、匯聚或光頻移的聲光玻璃等。中國專利申請CN1448353A公開了一種折射率大于1.88，阿貝數(shù)為22～28的光學(xué)玻璃，其含有30～50重量%的Nb2O5。由于Nb2O5的原材料價格高導(dǎo)致光學(xué)玻璃的原材料成本高；中國專利申請CN1569706A公開了一種高折射率光學(xué)玻璃及熔制方法。該高折射率光學(xué)玻璃的主要組成中含有16.3～40.5重量%的BaO。如果BaO的含量太高，則在玻璃原料的熔解過程中，對熔煉裝置的侵蝕性強(qiáng)，不利于降低玻璃的生產(chǎn)成本。同時由于較高含量的BaO具有強(qiáng)侵蝕性，因此難于熔煉出內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的玻璃；中國專利申請CN1510002A公開了一種折射率在1.75～1.85、阿貝數(shù)在35以上的模壓成型用光學(xué)玻璃，其中含有15.5～25％的價格昂貴的Ta2O5；中國專利申請CN101003417A公開了一種折射率在1.74～1.83、阿貝數(shù)在32～47的環(huán)保重鑭火石玻璃，其中含有5～20％的TiO2，容易引起光致變色效應(yīng)，且不利于提高玻璃的光透過性能。然而，近年來，在成像透鏡的微型化和性能方面的改進(jìn)顯著進(jìn)步，并且需要在光學(xué)玻璃的折射率、低色散性和加工容易性方面的進(jìn)一步提高。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種密度小、高折射、低阿貝數(shù)、良好的抗失透性及性能的光學(xué)玻璃及其制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種光學(xué)玻璃，由以下按重量百分比計的組份制成：SiO226～34%、B2O330～40%、Nb2O59～15%、BaO5～11%、Al2O32～6%、ZnO1～3%、MgO1～3%、Fe2O32～4%、Y2O31～3%、Ta2O50.6～1.4%、Gd2O30.5～1.5%；其中，所述光學(xué)玻璃不含F(xiàn)、Cd、Th、Pb、As、Hg以及TiO2、WO3、Na2O、K2O、GeO2、TeO2、Li2O和Yb2O3；所述光學(xué)玻璃的折射率nd為1.81～1.93范圍內(nèi)和阿貝數(shù)υd為23～28范圍內(nèi)。進(jìn)一步地，由以下按重量百分比計的組份制成：SiO230%、B2O335%、Nb2O512%、BaO8%、Al2O34%、ZnO2%、MgO2%、Fe2O33%、Y2O32%、Ta2O51%、Gd2O31%。進(jìn)一步地，其中，以重量百分比計，所述SiO2和B2O3總含量在56～73%之間。進(jìn)一步地，其中，以重量百分比計，所述Ta2O5和Gd2O3總含量小于等于2.8%。進(jìn)一步地，所述光學(xué)玻璃的密度低于3.47g/cm3。進(jìn)一步地，所述光學(xué)玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg在650℃以下。進(jìn)一步地，所述光學(xué)玻璃的液相線溫度LT不高于910℃。進(jìn)一步地，所述光學(xué)玻璃的相對研磨硬度FA不小于65，并在波長≤420nm條件下透過率可達(dá)75％以上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果：本發(fā)明原料配方中價格昂貴的Gd2O3和Ta2O5以及難熔物質(zhì)ZrO2+Nb2O5的含量低含量低，且不含有影響玻璃透過率的TiO2和WO3以及影響玻璃熱學(xué)性能的堿金屬氧化物如Li2O、Na2O和K2O。因此，本發(fā)明的光學(xué)玻璃成本低、密度小、產(chǎn)品一致性好，具有高折射、低阿貝數(shù)、具有低的失透傾向和高透過率等優(yōu)良的性能，再由其相對研磨硬度FA可知該光學(xué)玻璃具有良好的加工性能，而且這類高折射、低阿貝數(shù)的玻璃可彌補(bǔ)和校正色差，使色差減小至更低的范圍內(nèi)，并且可在穩(wěn)定的狀態(tài)下實現(xiàn)低成本運作和量產(chǎn)。具體實施方式在本發(fā)明制得的光學(xué)玻璃中，由下面所述的原因選擇上述含量的每種組分，如下所述中，各組分的含量是以重量百分比（wt%）來表示的。SiO2是用于形成玻璃的結(jié)構(gòu)骨架的主要組分。SiO2的含量優(yōu)選為10重量％以上并且40重量％以下。通過使含量為10重量％以上將玻璃結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化。通過使含量為40重量％以下保持玻璃良好的溶解性。B2O3也是用于形成玻璃結(jié)構(gòu)骨架的主要組分。B2O3的含量優(yōu)選為30重量％以上并且40重量％以下。其原因在于通過使含量為30重量％以上將玻璃結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化，并且通過使含量為40重量％以下以易于實現(xiàn)高的折射率。Nb2O5具有使玻璃高折射率化的效果。如果Nb2O5的含量過少，則上述效果有可能不充分，因此，本玻璃的Nb2O5含量為5％以上。優(yōu)選Nb2O5含量為9％以上。另一方面，如果Nb2O5的含量過多，則玻璃變得不穩(wěn)定，因此本玻璃的Nb2O5含量為15％以下。BaO表現(xiàn)出在獲得高折射率和低色散性的光學(xué)常數(shù)的同時將玻璃結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化的效果。此外，通過添加Ba(NO3)2形式的原料，也可以預(yù)期在通過從原料消除氣泡制造玻璃時的消泡效果。然而，當(dāng)加入大量BaO時，液相溫度LT相反地升高，因此，玻璃容易由于在玻璃制造過程中的結(jié)晶而失透。因此，BaO的含量優(yōu)選為5重量％以上并且10重量％以下，以獲得所需光學(xué)特性。Al2O3是提高玻璃結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的組分。Al2O3通過提高玻璃的粘度并且降低晶體的生長而起到這樣的作用：當(dāng)保持在壓模成型溫度區(qū)間時，不引起故障如可歸因于微失透的渾濁。通過使Al2O3的含量為總含量的2重量％以上并且6重量％以下，可以有效地表現(xiàn)出以上作用。當(dāng)Al2O3的含量超過6重量％時，反而易于產(chǎn)生可歸因于微失透的渾濁。ZnO、MgO和Fe2O3表現(xiàn)出改善玻璃溶解性的作用。通過使其總含量為4重量％以上，可以改善溶解性。此外，通過使總含量為10重量％以下，容易實現(xiàn)高的折射率。因此，ZnO的含量優(yōu)選為1重量％以上并且3重量％以下；MgO的含量優(yōu)選為1重量％以上并且3重量％以下；Fe2O3的含量優(yōu)選為2重量％以上并且4重量％以下。Y2O3也是提高折射率同時減小色散性(提高阿貝數(shù))的組分。通過使Y2O3的含量為總含量的1重量％以上可以充分地表現(xiàn)所述效果。然而，當(dāng)過量添加Y2O3時，液相溫度LT提高，因此，玻璃容易在玻璃制造過程中由于結(jié)晶而失透。因此，Y2O3的含量優(yōu)選為1重量％以上并且3重量％以下。Gd2O3與Ta2O5類似，是能夠帶來提高光學(xué)玻璃的折射率同時減小色散性(即提高阿貝數(shù))效果的組分。為了獲得所述效果，可控制含有在0.5重量％以上1.5重量％以下的Gd2O3和含有在0.6重量％以上1.4重量％以下的Ta2O5。又因，Gd2O3與Ta2O5價格昂貴，過量會導(dǎo)致浪費成本增加。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實施例１-3通過將純度為99％以上SiO2、B2O3、Nb2O5、BaO、Al2O3、ZnO、MgO、Fe2O3、Y2O3、Ta2O5、Gd2O3各自相應(yīng)的氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽（具體重量見下表1）混合均勻,然后熔煉、攪拌、澄清、澆鑄及退火等操作處理，冷卻和加工成型后便制得本發(fā)明的高折射、低阿貝數(shù)光學(xué)玻璃（加工及成型性能見下表2）。其中，所述光學(xué)玻璃不含F(xiàn)、Cd、Th、Pb、As、Hg以及TiO2、WO3、Na2O、K2O、GeO2、TeO2、Li2O和Yb2O3。表一：表二：項目數(shù)值折射率nd1.81～1.93阿貝數(shù)υd23～28密度ρ≤3.47g/cm3轉(zhuǎn)變溫度Tg＜650℃液相線溫度LT＜910℃相對研磨硬度FA≥65透過率波長≤420nm條件下透過率可達(dá)75％以上以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3