一種光學(xué)玻璃及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃制備領(lǐng)域，具體為一種光學(xué)玻璃及其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)玻璃主要用做光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡和棱鏡，用于像的傳遞，是光學(xué)儀器的核心 部分。近年來在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，人們通常用高折射率玻璃來推動(dòng)數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、手機(jī) 相機(jī)向小型化、超薄化的的發(fā)展和廣角化的實(shí)現(xiàn)。而在設(shè)計(jì)特殊光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，更希望將色差 減小到最小。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)。
[0003] 早期制作高折射、高色散的玻璃是以3102作為玻璃生成體，引入較大量的TiO 2和 Nb2O5作為基質(zhì)玻璃組成，隨著折射率和色散的增大，將引入更多的TiO 2和Nb 205，這將使玻 璃的穩(wěn)定性變差，著色也更加嚴(yán)重，且?guī)聿ＡУ奈鼍栴}。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對以上問題，提供一種光學(xué)玻璃及其制備方法，制得的光學(xué)玻 璃光學(xué)常數(shù)穩(wěn)定，一致性好，且具有良好的壓型性能和良好的加工性能，且不易析晶。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種光學(xué)玻璃，由按氧化物為 基準(zhǔn)的以重量份計(jì)的以下組分制成：Si0224-26份、Ti0225-30份、BaO 15-18份、Nb20315-20 份、ZrO2O. 5-2 份、SrO 0· 1-0. 5 份、NaO211-13 份、Sb2O30.0 1-0. 1 份。
[0006] 優(yōu)選的方案中，由按氧化物為基準(zhǔn)的以重量份計(jì)的以下組分制成：Si0225. 1份、 Ti0227 份、BaO 15. 5 份、Nb20317. 9 份、ZrO2L 1 份、SrO 0· 2 份、Na0212. 5 份、Sb2O30.0 3 份。 采用該配方生產(chǎn)的產(chǎn)品，其參數(shù)最接近設(shè)計(jì)參數(shù)，且符合設(shè)計(jì)要求。
[0007] BaO以碳酸鹽和硝酸鹽的形式引入，其中硝酸鋇4份，可調(diào)整玻璃中的氧氣含量， 因硝酸鋇高溫分解時(shí)釋放出氧氣，配合澄清劑Sb2O3有幫助澄清作用；所述BaO加入量為 Sb2O3的 1:100 ~150 倍。
[0008] Na2O以碳酸鹽形式引入，由于氧化鈉熔點(diǎn)大大高于碳酸鈉的熔點(diǎn)，通過加入碳酸 鈉可以降低玻璃的熔制溫度，提高玻璃的產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)可降低玻璃的膨脹系數(shù)，使玻璃 的結(jié)晶傾向減小。
[0009] SrO以硝酸鹽形式引入，由于硝酸鍶高溫分解釋放出氧氣、一氧化氮和二氧化氮， 相比傳統(tǒng)工藝中直接加入SrO,起到高溫澄清作用；同時(shí)能增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械 強(qiáng)度。所述SrO的加入量為為Sb2O3的1:5~10倍。
[0010] 本發(fā)明以早期玻璃配方為基礎(chǔ)，引入大量的網(wǎng)絡(luò)中間體和網(wǎng)絡(luò)外體，增加玻璃穩(wěn) 定性，同時(shí)調(diào)整玻璃的析晶性能。該配方中引入玻璃形成氧化物31024102是玻璃形成氧化 物，以硅-氧四面體的結(jié)構(gòu)組元形成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，成為玻璃的骨架，可以降低玻璃的 熱膨脹系數(shù)，提高玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，提高玻璃的機(jī)械性能；引入網(wǎng)絡(luò)外體BaO， 增加玻璃的折射率、密度、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度；引入中間體氧化物ZrO2提高玻璃的粘 度、硬度、彈性、折射率、化學(xué)穩(wěn)定性，降低玻璃的熱膨脹系數(shù)，但含量不能超過有效氧化物 組分的5 %，否則會(huì)導(dǎo)致析晶；引入中間體氧化物TiO2，在硅酸鹽玻璃中一部分氧化鈦以鈦 氧四面體進(jìn)入結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，一部分以鈦氧八面體處于結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)外，可以提高玻璃的折射率 和化學(xué)穩(wěn)定性；引入SrO增加玻璃的抗水性，能提高玻璃的折射率，降低玻璃色散。
[0011] 按照GB/T7962. 1-2010的方法測試，所述光學(xué)玻璃的折射率為1. 84650~ L 84685,色散為(λ 03550 ~(λ 03560,阿貝數(shù)為 23. 60 ~23. 80。
[0012] 按照GB/T7962. 16-2010的方法測試，所述光學(xué)玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg為623°C ;馳垂 溫度Ts為649°C ;退火溫度T1(I13605°C，其中Tltl13表示退火點(diǎn)，是一個(gè)退火溫度參數(shù)，即玻璃 粘度為 l〇13dpa. s (或 1012pa. s)時(shí)的溫度；膨脹系數(shù) a 2(rc/12crc (l〇_7K)為 92。
[0013] 對該光學(xué)玻璃進(jìn)行析晶實(shí)驗(yàn)檢測，其析晶溫度為760°C -1200°C，高于玻璃退火溫 度及馳垂溫度，在壓制成型和退火的過程中不會(huì)發(fā)生析晶，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0014] 采用上述配方制成的玻璃，按照GB/T7962. 8-2010的方法檢測，其氣泡級別達(dá) 到GB/T903-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的AOO ;按照GB/T7962. 9-2010的方法測試，其光吸收系數(shù)達(dá)到 GB/T903-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0級；按照GB/T7962. 2-2010的方法測試，其光學(xué)均勻性達(dá)到GB/ T903-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的1級；按照GB/T7962. 19-2010的方法測試，其相對研磨硬度FaS 213。
[0015] 制備所述的光學(xué)玻璃的方法，具體步驟為：
[0016] 按照比例稱取各組分的物料，然后用V形混料機(jī)將各組分原料混合均勾，再加入 電氣混合生產(chǎn)線熔化，澄清，均化，采用流料方式成型，退火后即得所述光學(xué)玻璃。
[0017] 本發(fā)明還涉及采用所述的光學(xué)玻璃制備的光學(xué)元件，如透鏡，平面鏡等。
[0018] 本發(fā)明提供的光學(xué)玻璃，其光學(xué)常數(shù)均能符合GB/903-87的要求，且一致性好，具 有良好的壓型性能和良好的加工性能，其相對研磨硬度FaS 213。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而 不是用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范 圍。
[0020] 本發(fā)明列舉了 3個(gè)實(shí)施例，具體原料見表1，制得的光學(xué)玻璃的各參數(shù)也見表1。
[0021]

[0022]表1
[0023] 其中，BaO 以 BaCOjP Ba (NO3)2形式引入，SrO 以 Sr (NO3)2形式引入，NaO2 WNa2CO3形式引入。
[0024] 通過上述實(shí)施例可以看出，本發(fā)明提供的光學(xué)玻璃的各項(xiàng)光學(xué)常數(shù)均能符合要 求，且一致性好，具有良好的壓型性能和加工性能，不易析晶等優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光學(xué)玻璃，其特征在于，由按氧化物為基準(zhǔn)的以重量份計(jì)的以下組分制成：SiO2 24-26 份、TiO2 25-30 份、BaO 15-18 份、Nb2O3 15-20 份、ZrO2 0? 5-2 份、SrO 0? 1-0. 5 份、 NaO2 11-13 份、Sb2O3 0? 01-0. 1 份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于：由按氧化物為基準(zhǔn)的以重量份計(jì)的 以下組分制成：Si02 2 5. 1 份、TiO2 27 份、BaO 15. 5 份、Nb2O3 17. 9 份、ZrO2 L 1 份、SrO 0? 2 份、NaO2 12. 5 份、Sb2O3 0? 03 份。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于：BaO以碳酸鹽和硝酸鹽的形式引入， Na2O以碳酸鹽形式引入，SrO以硝酸鹽形式引入。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于：所述SrO的加入量為為Sb A的 1:5~10倍。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其特征在于：所述BaO加入量為Sb 203的1:100~ 150 倍。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其特征在于：所述光學(xué)玻璃的折射率 為 L 84650 ~L 84685,色散為 0? 03550 ~0? 03560,阿貝數(shù)為 23. 60 ~23. 80。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其特征在于：所述光學(xué)玻璃的轉(zhuǎn)變溫 度Tg為623°C ;馳垂溫度Ts為649°C ;退火溫度Tki1360 5°C ;膨脹系數(shù) a 2〇r /i2〇r (ktVk) 為92。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其特征在于：所述光學(xué)玻璃的析晶溫 度為 760°C -1200°C。9. 制備權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃的方法，其特征在于，具體步驟為： 按照比例稱取各組分的物料，然后用V形混料機(jī)將各組分原料混合均勻，再加入電氣 混合生產(chǎn)線熔化，澄清，均化，采用流料方式成型，退火后即得所述光學(xué)玻璃。10. 采用權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃制備的光學(xué)元件。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光學(xué)玻璃及其制備方法和用途，該光學(xué)玻璃由按氧化物為基準(zhǔn)的以重量份計(jì)的以下組分制成：SiO2 24-26份、TiO2 25-30份、BaO 15-18份、Nb2O3 15-20份、ZrO2 0.5-2份、SrO 0.1-0.5份、NaO2 11-13份、Sb2O3 0.01-0.1份。制備所述的光學(xué)玻璃時(shí)，按照比例稱取各組分的物料，然后用V形混料機(jī)將各組分原料混合均勻，再加入電氣混合生產(chǎn)線熔化，澄清，均化，采用流料方式成型，退火后即得所述光學(xué)玻璃。該光學(xué)玻璃光學(xué)常數(shù)穩(wěn)定，一致性好，且具有良好的壓型性能和加工性能，不易析晶等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C03C3/062
【公開號(hào)】CN104961330
【申請?zhí)枴緾N201510344964
【發(fā)明人】吳林海
【申請人】湖北戈碧迦光電科技股份有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月19日