一种光学玻璃及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及玻璃制备领域，具体为一种光学玻璃及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 光学玻璃主要用做光学系统中的透镜和棱镜，用于像的传递，是光学仪器的核心 部分。近年来在光学系统设计中，人们通常用高折射率玻璃来推动数码相机、摄像机、手机 相机向小型化、超薄化的的发展和广角化的实现。而在设计特殊光学系统时，更希望将色差 减小到最小。高折射、低阿贝数的玻璃可弥补和校正色差，使色差减小至更低的范围内。
[0003] 早期制作高折射、高色散的玻璃是以3102作为玻璃生成体，引入较大量的TiO 2和 Nb2O5作为基质玻璃组成，随着折射率和色散的增大，将引入更多的TiO 2和Nb 205，这将使玻 璃的稳定性变差，着色也更加严重，且带来玻璃的析晶问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对以上问题，提供一种光学玻璃及其制备方法，制得的光学玻 璃光学常数稳定，一致性好，且具有良好的压型性能和良好的加工性能，且不易析晶。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种光学玻璃，由按氧化物为 基准的以重量份计的以下组分制成：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] 优选的方案中，由按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成：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。 采用该配方生产的产品，其参数最接近设计参数，且符合设计要求。
[0007] BaO以碳酸盐和硝酸盐的形式引入，其中硝酸钡4份，可调整玻璃中的氧气含量， 因硝酸钡高温分解时释放出氧气，配合澄清剂Sb2O3有帮助澄清作用；所述BaO加入量为 Sb2O3的 1:100 ~150 倍。
[0008] Na2O以碳酸盐形式引入，由于氧化钠熔点大大高于碳酸钠的熔点，通过加入碳酸 钠可以降低玻璃的熔制温度，提高玻璃的产量和质量，同时可降低玻璃的膨胀系数，使玻璃 的结晶倾向减小。
[0009] SrO以硝酸盐形式引入，由于硝酸锶高温分解释放出氧气、一氧化氮和二氧化氮， 相比传统工艺中直接加入SrO,起到高温澄清作用；同时能增加玻璃的化学稳定性和机械 强度。所述SrO的加入量为为Sb2O3的1:5~10倍。
[0010] 本发明以早期玻璃配方为基础，引入大量的网络中间体和网络外体，增加玻璃稳 定性，同时调整玻璃的析晶性能。该配方中引入玻璃形成氧化物31024102是玻璃形成氧化 物，以硅-氧四面体的结构组元形成不规则的连续网络，成为玻璃的骨架，可以降低玻璃的 热膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、化学稳定性，提高玻璃的机械性能；引入网络外体BaO， 增加玻璃的折射率、密度、化学稳定性和机械强度；引入中间体氧化物ZrO2提高玻璃的粘 度、硬度、弹性、折射率、化学稳定性，降低玻璃的热膨胀系数，但含量不能超过有效氧化物 组分的5 %，否则会导致析晶；引入中间体氧化物TiO2，在硅酸盐玻璃中一部分氧化钛以钛 氧四面体进入结构网络中，一部分以钛氧八面体处于结构网络外，可以提高玻璃的折射率 和化学稳定性；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的方法测试，所述光学玻璃的折射率为1. 84650~ L 84685,色散为(λ 03550 ~(λ 03560,阿贝数为 23. 60 ~23. 80。
[0012] 按照GB/T7962. 16-2010的方法测试，所述光学玻璃的转变温度Tg为623°C ;驰垂 温度Ts为649°C ;退火温度T1(I13605°C，其中Tltl13表示退火点，是一个退火温度参数，即玻璃 粘度为 l〇13dpa. s (或 1012pa. s)时的温度；膨胀系数 a 2(rc/12crc (l〇_7K)为 92。
[0013] 对该光学玻璃进行析晶实验检测，其析晶温度为760°C -1200°C，高于玻璃退火温 度及驰垂温度，在压制成型和退火的过程中不会发生析晶，影响产品质量。
[0014] 采用上述配方制成的玻璃，按照GB/T7962. 8-2010的方法检测，其气泡级别达 到GB/T903-87标准规定的AOO ;按照GB/T7962. 9-2010的方法测试，其光吸收系数达到 GB/T903-87标准规定的0级；按照GB/T7962. 2-2010的方法测试，其光学均匀性达到GB/ T903-87标准规定的1级；按照GB/T7962. 19-2010的方法测试，其相对研磨硬度FaS 213。
[0015] 制备所述的光学玻璃的方法，具体步骤为：
[0016] 按照比例称取各组分的物料，然后用V形混料机将各组分原料混合均勾，再加入 电气混合生产线熔化，澄清，均化，采用流料方式成型，退火后即得所述光学玻璃。
[0017] 本发明还涉及采用所述的光学玻璃制备的光学元件，如透镜，平面镜等。
[0018] 本发明提供的光学玻璃，其光学常数均能符合GB/903-87的要求，且一致性好，具 有良好的压型性能和良好的加工性能，其相对研磨硬度FaS 213。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例，进一步阐明本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而 不是用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以 对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求书所限定的范 围。
[0020] 本发明列举了 3个实施例，具体原料见表1，制得的光学玻璃的各参数也见表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] 通过上述实施例可以看出，本发明提供的光学玻璃的各项光学常数均能符合要 求，且一致性好，具有良好的压型性能和加工性能，不易析晶等优点。
【主权项】
1. 一种光学玻璃，其特征在于，由按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成：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. 根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于：由按氧化物为基准的以重量份计的 以下组分制成：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. 根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于：BaO以碳酸盐和硝酸盐的形式引入， Na2O以碳酸盐形式引入，SrO以硝酸盐形式引入。4. 根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于：所述SrO的加入量为为Sb A的 1:5~10倍。5. 根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于：所述BaO加入量为Sb 203的1:100~ 150 倍。6. 根据权利要求1-5任意一项所述的光学玻璃，其特征在于：所述光学玻璃的折射率 为 L 84650 ~L 84685,色散为 0? 03550 ~0? 03560,阿贝数为 23. 60 ~23. 80。7. 根据权利要求1-5任意一项所述的光学玻璃，其特征在于：所述光学玻璃的转变温 度Tg为623°C ;驰垂温度Ts为649°C ;退火温度Tki1360 5°C ;膨胀系数 a 2〇r /i2〇r (ktVk) 为92。8. 根据权利要求1-5任意一项所述的光学玻璃，其特征在于：所述光学玻璃的析晶温 度为 760°C -1200°C。9. 制备权利要求1-8任意一项所述的光学玻璃的方法，其特征在于，具体步骤为： 按照比例称取各组分的物料，然后用V形混料机将各组分原料混合均匀，再加入电气 混合生产线熔化，澄清，均化，采用流料方式成型，退火后即得所述光学玻璃。10. 采用权利要求1-9任意一项所述的光学玻璃制备的光学元件。
【专利摘要】本发明公开了一种光学玻璃及其制备方法和用途，该光学玻璃由按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成：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。制备所述的光学玻璃时，按照比例称取各组分的物料，然后用V形混料机将各组分原料混合均匀，再加入电气混合生产线熔化，澄清，均化，采用流料方式成型，退火后即得所述光学玻璃。该光学玻璃光学常数稳定，一致性好，且具有良好的压型性能和加工性能，不易析晶等优点。
【IPC分类】C03C3/062
【公开号】CN104961330
【申请号】CN201510344964
【发明人】吴林海
【申请人】湖北戈碧迦光电科技股份有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月19日