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光学玻璃制造技术【光学玻璃】

本发明专利技术提供一种化学稳定性良好的镧冕类光学玻璃,该玻璃的折射率为1.65?1.73、阿贝数为50?60。光学玻璃,其组成按重量百分比表示,含有:B2O3:15?50%;SiO2:2?20%;La2O3:10?35%;Y2O3:0?10%;CaO:12?25%;ZnO:0?15%;ZrO2:0?10%;BaO:0?20%。本发明专利技术通过不断试验反复优化网络形成体SiO2、B2O3的含量配比关系,并引入适量比例的ZnO、ZrO2等成分来提升玻璃化学稳定性;充分利用各碱土金属氧化物之间作用的差异,通过合理的选择碱土金属氧化物的引入种类和使用比例,最终得到具有优异的机械性能和化学稳定性的光学玻璃。

【技术实现步骤摘要】 光学玻璃本专利技术涉及一种光学玻璃,特别是涉及折射率为1.65-1.73,阿贝数为50-60的镧冕玻璃。技术介绍随着光电行业的发展,对光学元件提出了小型化、轻量化、高性能化的要求,这就使得具有高折射、低色散、低密度的光学玻璃的需求量越来越大。目前的专利文献中,此类玻璃大都采用硼酸盐玻璃系统作基础,再添加一定量的稀土氧化物、碱土金属氧化物以及碱金属氧化物。玻璃系统中B2O3含量较大时,化学稳定性往往不好。光学元件抛光后,在镀膜之前,需要对光学零件进行清洗,目前主流的清洗方法是采用超声波清洗,在清洗完毕后在干燥皿中将零件表面的水蒸发掉,而在此过程中,零件表面会有一定时间接触到水。因此,如果玻璃的耐水作用性能不好,就会破坏玻璃的抛光层,为后续的镀膜工艺带来困难。因此,光学玻璃本身需要具备较好的化学稳定性,才能在后期的加工和镀膜流程中提升良品率。因此在B2O3含量较大的情况下,如何提升玻璃的化学稳定性能,是一个亟待解决的问题。CN101229956A描述了一种折射率小于1.73的光学玻璃,为提高其化学稳定性、降低玻璃转变温度,其在玻璃中引入21-38%的ZnO。然而,ZnO的大量引入会使玻璃的粘度变得非常低,成型会变得十分困难。另外,大量的ZnO会加剧玻璃液对铂金器皿的腐蚀,降低生产设备的使用寿命。CN201210396717A描述了一种折射率为1.65-1.75,阿贝数为50-60的光学玻璃,其玻璃中含有25-35%的BaO。BaO等碱土金属的引入可以提升玻璃化学稳定性,但是大量BaO的引入对减小玻璃密度是不利的。技术实现思路本专利技术所要解决的技术问题是提供一种化学稳定性良好的镧冕类光学玻璃,玻璃折射率为1.65-1.73、阿贝数为50-60。本专利技术还有提供由所述光学玻璃制成的预制件和光学元件。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是:光学玻璃,其组成按重量百分比表示,含有:B2O3:15-50%;SiO2:2-20%;La2O3:10-35%;Y2O3:0-10%;CaO:12-25%;ZnO:0-15%;ZrO2:0-10%;BaO:0-20%。进一步的,其组成按重量百分比表示,还含有:Al2O3:0-10%;Gd2O3:0-5%;MgO:0-10%;SrO:0-10%;TiO2:0-5%;WO3:0-5%;Ta2O5:0-5%;Nb2O5:0-5%;Li2O:0-2%;Na2O:0-10%;K2O:0-10%;Sb2O3:0-1%;其中SiO2/B2O3:0.05-1。光学玻璃,其组成按重量百分比表示为:B2O3:15-50%;SiO2:2-20%;La2O3:10-35%;Y2O3:0-10%;CaO:12-25%;ZnO:0-15%;ZrO2:0-10%;BaO:0-20%;Al2O3:0-10%;Gd2O3:0-5%;MgO:0-10%;SrO:0-10%;TiO2:0-5%;WO3:0-5%;Ta2O5:0-5%;Nb2O5:0-5%;Li2O:0-2%;Na2O:0-10%;K2O:0-10%;Sb2O3:0-1%;其中SiO2/B2O3:0.05-1。进一步的,各组分的含量满足以下6种条件中的一种或一种以上:1)SiO2+B2O3:30-50%;2)SiO2/B2O3:0.07-0.9;3)MgO+CaO+SrO+BaO:12-40%;4)ZrO2/B2O3:0-0.4;5)(MgO+CaO+SrO+BaO)/(SiO2+B2O3):0.24-1.5;6)TiO2+WO3+Ta2O5+Nb2O5:0-5%。进一步的,其中:B2O3:16-48%;和/或SiO2:3-18%;和/或La2O3:13-32%;和/或Y2O3:0-8%;和/或CaO:13-23%;和/或ZnO:0-10%;和/或ZrO2:0-8%;和/或BaO:0-18%。进一步的,各组分的含量满足以下6种条件中的一种或一种以上:1)SiO2+B2O3:32-48%;2)SiO2/B2O3:0.08-0.8;3)MgO+CaO+SrO+BaO:13-38%;4)ZrO2/B2O3:0-0.3;5)(BaO+SrO+CaO+MgO)/(SiO2+B2O3):0.3-1.2;6)TiO2+WO3+Ta2O5+Nb2O5:0-2%。进一步的,其中:B2O3:17-45%;和/或SiO2:4-16%;和/或La2O3:16-30%;和/或Y2O3:0-6%;和/或CaO:14-22%;和/或ZnO:0-5%;和/或ZrO2:0-6%;和/或BaO:0-16%。进一步的,其中:Al2O3:0-5%;和/或Gd2O3:0-3%;和/或MgO:0-5%;和/或SrO:0-5%;和/或TiO2:0-2%;和/或WO3:0-2%;和/或Ta2O5:0-2%;和/或Nb2O5:0-2%;和/或Li2O:0-1%;和/或Na2O:0-5%;和/或K2O:0-5%。进一步的,玻璃折射率为1.65-1.73;阿贝数为50-60。进一步的,玻璃折射率为1.66-1.72;阿贝数为51-58。进一步的,玻璃密度为3.7g/cm3以下;玻璃的粉末法耐水作用稳定性DW为2类以上。玻璃预制件,采用上述的光学玻璃制成。光学元件,采用上述的光学玻璃制成。本专利技术的有益效果是:通过不断试验反复优化网络形成体SiO2、B2O3的含量配比关系,并引入适量比例的ZnO、ZrO2等成分来提升玻璃化学稳定性;充分利用各碱土金属氧化物之间作用的差异,通过合理的选择碱土金属氧化物的引入种类和使用比例,最终得到具有优异的机械性能和化学稳定性的光学玻璃。具体实施方式Ⅰ、光学玻璃下面对本专利技术的光学玻璃的组成进行详细说明,各玻璃组分的含量、总含量如没有特别说明,都采用重量%表示,玻璃组分的含量与总含量之比以重量比表示。B2O3是玻璃网络生成体,尤其是在高折射低色散的镧系玻璃中,B2O3是得到稳定玻璃的必要成分。当B2O3含量低于15%时,玻璃的析晶稳定性不够理想;但当B2O3含量高于50%时,玻璃的化学稳定性会降低。因此,B2O3含量限定在15-50%,优选16-48%,更优选17-45%。SiO2同样是玻璃网络生成体,是光学玻璃的骨架,具有提升玻璃化学稳定性、维持玻璃抗析晶性能的作用。当SiO2含量低于2%时,难以达到上述效果;但当SiO2含量高于20%时,则玻璃变得很难熔,且无法获得本专利技术所需要的折射率。因此,SiO2的含量为2-20%,优选范围为3-18%,更优选4-16%。在本专利技术中,B2O3和SiO2作为网络形成体,具有降低玻璃折射率和色散、提高玻璃耐析晶稳定性的效果。B2O3和SiO2的重量之和(B2O3+SiO2)应控制在30-50%,优选32-48%。如果B2O3+SiO2过低,则玻璃的耐析晶稳定性达不到设计要求;而当B2O3+SiO2高于50%时,玻璃的光学常数难以达到要求。SiO2与B2O3虽然同为玻璃的网络形成体,但其在玻璃中形成的结构和作用是不一致的。两种网络形成体的比例关系和玻璃的内部结构密切相关。也就是说,在本体系玻璃中,SiO2与B2O3的比例关系和玻璃的化学稳定性以及生产性能有密切关系。若SiO2与B2O3的比值SiO2/B2O3过高,玻璃的熔解性能会本文档来自技高网...

【技术保护点】 1.光学玻璃,其特征在于,其组成按重量百分比表示,含有:B2O3:15?50%;SiO2:2?20%;La2O3:10?35%;Y2O3:0?10%;CaO:12?25%;ZnO:0?15%;ZrO2:0?10%;BaO:0?20%。

【技术特征摘要】 1.光学玻璃,其特征在于,其组成按重量百分比表示,含有:B2O3:15-50%;SiO2:2-20%;La2O3:10-35%;Y2O3:0-10%;CaO:12-25%;ZnO:0-15%;ZrO2:0-10%;BaO:0-20%。2.如权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,其组成按重量百分比表示,还含有:Al2O3:0-10%;Gd2O3:0-5%;MgO:0-10%;SrO:0-10%;TiO2:0-5%;WO3:0-5%;Ta2O5:0-5%;Nb2O5:0-5%;Li2O:0-2%;Na2O:0-10%;K2O:0-10%;Sb2O3:0-1%;其中SiO2/B2O3:0.05-1。3.光学玻璃,其特征在于,其组成按重量百分比表示为:B2O3:15-50%;SiO2:2-20%;La2O3:10-35%;Y2O3:0-10%;CaO:12-25%;ZnO:0-15%;ZrO2:0-10%;BaO:0-20%;Al2O3:0-10%;Gd2O3:0-5%;MgO:0-10%;SrO:0-10%;TiO2:0-5%;WO3:0-5%;Ta2O5:0-5%;Nb2O5:0-5%;Li2O:0-2%;Na2O:0-10%;K2O:0-10%;Sb2O3:0-1%;其中SiO2/B2O3:0.05-1。4.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,各组分的含量满足以下6种条件中的一种或一种以上:1)SiO2+B2O3:30-50%;2)SiO2/B2O3:0.07-0.9;3)MgO+CaO+SrO+BaO:12-40%;4)ZrO2/B2O3:0-0.4;5)(MgO+CaO+SrO+BaO)/(SiO2+B2O3):0.24-1.5;6)TiO2+WO3+Ta2O5+Nb2O5:0-5%。5.如权利要求1-3任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,其中:B2O3:16-48%;和/或SiO2:3-18%;和/或La2O3:13-...

【专利技术属性】 技术研发人员:郝良振,毛露路,匡波, 申请(专利权)人:成都光明光电股份有限公司, 类型:发明 国别省市:四川,51

【光学玻璃】

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