環(huán)保光學(xué)玻璃、玻璃預(yù)制件、光學(xué)元件及光學(xué)儀器的制造方法
【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. 70~1. 75、阿貝數(shù) (V d)為25~35的環(huán)保光學(xué)玻璃，以及由該光學(xué)玻璃構(gòu)成的預(yù)制件、光學(xué)元件和光學(xué)儀器。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)和可拍照手機(jī)的快速普及和使用，使得光學(xué)材料也 朝著高精度化、小型化的方向迅速發(fā)展，同時在光學(xué)元件成型法中，精密模壓法已成為主 流。玻璃的精密模壓是在壓力、高溫下，用具有預(yù)定形狀的模具模制玻璃預(yù)制體，獲得具有 最終產(chǎn)品形狀或與其形狀非常接近的玻璃模制品。利用精密模壓法可以高產(chǎn)率地大規(guī)模生 產(chǎn)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(chǎn)的產(chǎn)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(zhuǎn)變溫度Tg和壓制方 法的收益性之間，存在有直接的因果關(guān)系：玻璃的轉(zhuǎn)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(zhì)、低密度、低轉(zhuǎn)變溫度的光學(xué)玻璃的需求 量越來越大。
[0003] 對環(huán)境保護(hù)的呼聲日益高漲的今天，對光學(xué)玻璃的環(huán)?；渤闪水a(chǎn)品開發(fā)的方 向。CN102442775A公開了一種折射率（n d)為1. 63~1. 72、阿貝數(shù)（V d)為29~40的光學(xué)玻 璃，其含有30~60%的氧化鉛，這顯然不能滿足光學(xué)玻璃材料環(huán)保化的要求。CNl 135207C 公開了一種折射率（nd)為1. 65~1. 80、阿貝數(shù)（V d)為28~42的光學(xué)玻璃，其含有6~ 20%的B2O3，這會使得玻璃在融化時揮發(fā)性增大，同時玻璃的耐失透特性變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種折射率為1. 70~1. 75、阿貝數(shù)為25~35 的環(huán)保光學(xué)玻璃。
[0005] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：環(huán)保光學(xué)玻璃，其組成成分按重量百 分比組成含有：Si0 2:25 ~45%、Ti0 2:20 ~40%、Ba0 :5 ~20%、Na20 :7 ~20%、K20 :5 ~ 20%、Nb205:0. 5 ~10%〇
[0006] 進(jìn)一步的，還包括：ZnO :0 ~5%、MgO :0 ~5%、CaO :0 ~5%、A1203:0 ~3%、Li 20 : 0 ~3%、Zr02:0 ~5%、Sb 203:0 ~0? 5%。
[0007] 進(jìn)一步的，其中，ZnO :0~3%和/或MgO :0~3%和/或Zr02:0~3%。
[0008]進(jìn)一步的，其中，Si〇y(Si02+Ti02) :0? 40~0?8〇。
[0009]進(jìn)一步的，其中，Si〇y(Si02+Ti02) :0? 40~0? 60。
[0010] 進(jìn)一步的，其中，Si02:30 ~40%。
[0011] 進(jìn)一步的，其中，Ti02:25 . 5 ~35%。
[0012] 進(jìn)一步的，其中，Nb2O5J~5%。
[0013] 進(jìn)一步的，其中，Na2O :8 ~15%和/或 K2O :5 ~15%和 / 或 BaO :8 ~15%。
[0014] 進(jìn)一步的，所述光學(xué)玻璃折射率為1. 70~1. 75,阿貝數(shù)為25~35。
[0015] 采用上述的環(huán)保光學(xué)玻璃制成的玻璃預(yù)制件。
[0016] 采用上述的環(huán)保光學(xué)玻璃制成的光學(xué)元件。
[0017] 采用上述的環(huán)保光學(xué)玻璃制成的光學(xué)儀器。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的組分中不加入B2O3，玻璃的光透過率優(yōu)異，不含有 PbO等環(huán)境污染組分，得到了折射率（nd)為1.70~1.75、阿貝數(shù)（Vd)為25~35、透射比 達(dá)到80%時對應(yīng)的波長人 8。小于42511111、透射比達(dá)到5%時對應(yīng)的波長人5小于37〇11111的環(huán) 保光學(xué)玻璃。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面將描述本發(fā)明的光學(xué)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。
[0020] SiO2是重要的玻璃形成體氧化物，在玻璃結(jié)構(gòu)中起骨架作用，是光學(xué)玻璃實(shí)現(xiàn)光 學(xué)常數(shù)的基礎(chǔ)，其含量的多少與玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性、融化特性密切相關(guān)。在本發(fā)明中，當(dāng) Si(V#量不足25%時，玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性會降低；但當(dāng)其含量超過45%時，則難以維持玻 璃的光學(xué)常數(shù)，同時也會顯著提高玻璃的融化溫度。為了得到化學(xué)穩(wěn)定性特別優(yōu)異的玻璃， 同時兼顧其融化特性，本發(fā)明的SiO 2含量為25~45%，優(yōu)選為30~40%。
[0021] TiO2在本發(fā)明中用于提高玻璃的折射率與色散，以達(dá)到所需要的光學(xué)常數(shù)。同時， TiO 2還可以顯著地提高玻璃的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性。但是，如果TiO 2的含量低于20 %， 那么玻璃不能達(dá)到所期望的光學(xué)常數(shù)；若含量高于40%，會使玻璃著色。因此，TiO2含量為 20~40%，優(yōu)選為25. 5~35%。
[0022] 本發(fā)明人員通過研宄發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明玻璃系統(tǒng)中，SiOjP TiO2的組分含量比率將 影響到玻璃的光透過率，當(dāng)SiO2ASiOfTiO 2)小于0. 35時，將引起光透過率的顯著惡化， 當(dāng)SiO2ASiOfTiO2)大于0. 90時，玻璃的光學(xué)常數(shù)將不符合要求。因此，本發(fā)明將SiO2/ (Si02+Ti0 2)的比率限定在0.40~0.80的范圍內(nèi)，優(yōu)選為0.40~0.60。
[0023] ZrO2能提高玻璃的粘度、硬度和化學(xué)穩(wěn)定性，降低玻璃的熱膨脹系數(shù)。ZrO 2的含量 超過5%時，玻璃難熔，易失透，而且玻璃化學(xué)穩(wěn)定性惡化。因此21<)2的含量為0~5%，優(yōu) 選為0~3%。
[0024] ZnO能降低玻璃的熱膨脹系數(shù)，提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和折射率，還可 以降低玻璃的析晶傾向，當(dāng)ZnO的含量超過5%時，玻璃的失透性增大，因此，ZnO的含量限 定為0~5 %，優(yōu)選為0~3 %。
[0025] Nb2O5是用于獲得本發(fā)明的光學(xué)常數(shù)的必要組分，同時也是一種提高玻璃化學(xué)耐久 性的組分，當(dāng)其含量大于10%時，在玻璃中會產(chǎn)生反玻璃化作用；當(dāng)其含量小于〇. 5%時， 難以保持所希望的光學(xué)常數(shù)，因此，Nb2O5的含量限定為0. 5~10%，優(yōu)選為1~5%。
[0026] Na2O可以有效降低玻璃的轉(zhuǎn)變溫度，提高玻璃的熔化性能以及調(diào)整玻璃的光學(xué) 常數(shù)，如果該組分的含量小于7%，則不能充分獲得這些效果；而如果此組分的含量超過 20 %，則玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性顯著變差。因此，Na2O的含量限定為7~20 %，優(yōu)選為8~15 %。
[0027]K2O是本發(fā)明必須添加的組分之一，用于調(diào)節(jié)光學(xué)常數(shù)以及降低玻璃的溶解溫度。 當(dāng)其含量低于5%時，無法達(dá)到上述效果；如果含量超過20%，會引起玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的惡 化。因此，K