專利名稱：無砷、無鉛鑭系光學(xué)玻璃(NLak、N LaF、NLaSF、NZLaF)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是無色光學(xué)玻璃領(lǐng)域18大類中四個大類總稱為鑭系玻璃，是用于制造高級照相機(jī)，高級精密儀器等無砷無鉛鑭系光學(xué)玻璃。
背景技術(shù)：
目前，光學(xué)玻璃分類是按其折射率和色散系數(shù)領(lǐng)域圖中的位置來分類，分為18大類，目前總品種達(dá)200余種，鑭系玻璃有LaK類、LaF類、ZlaF類、LaSF類四大類。
它們組成從La2O3-B2O3系統(tǒng)出發(fā)，還含有Ta、Nb、W、Y、Zr等，加入Pb、Ba、Ca、Zn等以具有不同折射率和色散。為了使氣泡消除添加澄清劑氧化砷(AS2O3)。這些大類按各類系統(tǒng)按其熔制工藝，最終得到品名 色散系數(shù)折射率LaK(鑭冕玻璃) Vd＞50以上 nd＞1.63；LaF(鑭火石玻璃) Vd＜50以下 nd＜1.80以上；ZlaF(重鑭火石玻璃)Vd＜50以下 nd＞1.80以上；LaSF Vd＜50以下 nd＞1.80以上。
而鑭系玻璃系統(tǒng)中含有對環(huán)境有污染的為提高鑭系光學(xué)玻璃折射率和色散所含的氧化鉛(PbO)及為消除氣泡所添加的澄清劑氧化砷(AS2O3)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了系統(tǒng)中不含有對環(huán)境有污染的氧化鉛(PbO)及氧化砷(AS2O3)的鑭系玻璃。
本發(fā)明的主要內(nèi)容是本發(fā)明的NLaK類SiO2、B2O3、La2O3、BaO、PbO、AS2O3系統(tǒng)，將配方中PbO用TiO2、Nb2O5等氧化物取代，AS2O3去掉調(diào)整氧化物碳酸鹽與硝酸鹽的比例〔例如BaCO3、Ba(NO3)〕。
NLaF類SiO2、B2O3、La2O3、BaO、CaO、ZnO、PbO、ZrO2、AS2O3系統(tǒng)，將配方中PbO用TiO2、Nb2O5、WO3等氧化物取代，AS2O3去掉調(diào)整氧化物碳酸鹽和硝酸鹽比例，例如BaCO3、Ba(NO3)、Ca(NO3)2或工藝上采取措施。
NZLaF、NLaSF類SiO2、B2O3、La2O3、ZnO、Y2O3、Nb2O5、Ta2O5、ZrO2、TiO2、PbO、AS2O3將配方中PbO用TiO2、Ta2O5、WO3、BaO等取代，去掉AS2O3從工藝上采用措施。
由于在配方中不含有Pb及AS2O3。采用其它成份澄清劑及改變工藝措施，形成光學(xué)性能、熔煉性能、成型性能等性能良好的無污染環(huán)境的鑭系光學(xué)玻璃。
具體實施例方式本發(fā)明NLaK類SiO2、B2O3、La2O3、BaO、PbO、AS2O3系統(tǒng)，將配方中PbO用TiO2、Nb2O5等氧化物取代，AS2O3去掉調(diào)整氧化物碳酸鹽與硝酸鹽的比例〔例如BaCO3、Ba(NO3)〕。
NLaF類SiO2、B2O3、La2O3、BaO、CaO、ZnO、PbO、ZrO2、AS2O3系統(tǒng)，將配方中PbO用TiO2、Nb2O5、WO3等氧化物取代，AS2O3去掉調(diào)整氧化物碳酸鹽和硝酸鹽比例，例如BaCO3、Ba(NO3)、Ca(NO3)2或工藝上采取措施。
NZLaF、NLaSF類SiO2、B2O3、La2O3、ZnO、Y2O3、Nb2O5、Ta2O5、ZrO2、TiO2、PbO、AS2O3將配方中PbO用TiO2、Ta2O5、WO3、BaO等取代，去掉AS2O3從工藝上采用措施。
本發(fā)明NLaK類例舉NLaK8最佳配方為(重量份計量)SiO25.1-6.0、B2O332.5-36.2、La2O336.8-39.5、ZrO21.60-1.87、BaO6.5-8.1、ZnO6.8-8.2、Nb2O51.1-1.80、TiO20.9-1.70、CaO2.1-2.82將上述各份混合，經(jīng)1280℃-1320℃熔制，1160℃出爐成型，600℃-650℃溫度退火8-10天，冷卻后測得nd1.7200±7×10-4Vd50.41±0.7％，氣泡、條紋指標(biāo)達(dá)到要求。
本發(fā)明NLaF類例舉NLaK3最佳配方為(重量份計量)SiO215.2-18.20、B2O311.20-14.20、BaO21.5-25.2、CaO2.80-3.90、ZnO13.20-15.30、La2O319.26-22.80、ZrO24.63-6.20、TiO21.90-3.10、Nb2O50.2-1.0將上述各份混合，經(jīng)1310℃-1380℃熔制，1260℃出爐成型，560℃-610℃溫度退火8-10天，冷卻后測得nd1.7440±7×10-4Vd44.91±0.7％，氣泡、條紋指標(biāo)達(dá)到要求。
本發(fā)明NZLaF、NLaSF類例舉NZLaF31最佳配方為(重量份計量)SiO24.10-5.30、B2O324.8-27.40、La2O336.7-39.5、ZnO2.9-3.7、BaO1.7-2.8、Y2O33.0-4.2、Ta2O53.1-4.2、Nb2O58.1-9.8、ZrO25.8-7.1、TiO20.90-1.7、WO31.20-2.10將上述各份混合，經(jīng)1340℃-1410℃熔制，1210℃出爐成型，620℃-670℃溫度退火8-10天，冷卻后測得nd1.8061±7×10-4Vd40.73±0.7％，氣泡、條紋指標(biāo)達(dá)到要求。
上述鑭系光學(xué)玻璃配方中無AS2O3、PbO氧化物。
上述配方中PbO用Nb2O5、TiO2等取代，玻璃比重稍有降低，膨脹系數(shù)也略有降低。
采用上述各類牌號配方，先將各組份混合均勻，采用新的工藝技術(shù)，在鉑金單坩堝爐，用鉬棒加熱熔制成玻璃，然后采用拉棒工藝，拉成園棒、塊狀。將上述成型玻璃通過網(wǎng)帶粗退火，爆成所需長度，將此玻璃再進(jìn)退火爐逐漸升溫至退火溫度，保溫10-20小時，逐步降溫，用7-9天降至室溫。
實施例1NLaK8

本發(fā)明的上述實例制造工藝程序基本相同，只是選擇系統(tǒng)有不同，以上實例均在300CC鉑坩堝，鉬電極電爐內(nèi)熔制，成型采用澆注工藝，退火在電熱絲加熱爐中進(jìn)行，退火溫度620℃保4小時，以10℃/h每小時降至550℃，然后20℃/h降至350℃閉電，冷至室溫，觀察玻璃內(nèi)在質(zhì)量，再取小樣進(jìn)行nd和nf-nc測定，根據(jù)要求進(jìn)行篩選，然后擴(kuò)大至50升鉑坩堝在鉬電極爐中進(jìn)行生產(chǎn)。
實例2NLaSF016

本發(fā)明的上述實例制造工藝程序基本相同，只是選擇系統(tǒng)有不同。以上實例均在300CC鉑坩堝電極電爐內(nèi)熔制，成型采用澆注工藝，退火在電熱絲加熱退火爐中進(jìn)行，退火工藝650℃保4小時，以10℃/h降至580℃，然后20℃/h降至350℃關(guān)閉電源，冷至室溫，觀察玻璃內(nèi)在質(zhì)量，再取小樣進(jìn)行nd和nf-nc測定，根據(jù)要求進(jìn)行篩選，然后逐步擴(kuò)大至18升、50升鉑坩堝進(jìn)行生產(chǎn)。
實例3NLaK4

本發(fā)明的上述實例制造工藝程序基本相同，只是在選擇同一系統(tǒng)中碳酸鋇和硝酸鋇的使用比例不同及澄清劑氧化銻采用與否。熔煉成玻璃成品后觀察其氣泡質(zhì)量。
以上實例均在2立升鉑單坩堝電極電爐內(nèi)熔制，成型采用澆注工藝，退火在電熱絲加熱退火爐中進(jìn)行，退火工藝620℃保4小時，以10℃每小時降至420℃然后20℃小時降至350℃關(guān)閉電源，冷至室溫，觀察玻璃內(nèi)在質(zhì)量，再取小樣進(jìn)行折射率和色散系數(shù)測定，根據(jù)要求進(jìn)行篩選，然后擴(kuò)大至18立升鉑坩堝進(jìn)行生產(chǎn)。
化學(xué)材料說明B2O3氧化硼Al2O3氧化鋁SiO2氧化硅 TiO2氧化鈦BaO 氧化鋇Sb2O3氧化銻PbO 氧化鉛Y2O3氧化釔As2O3氧化砷ZrO2氧化鋯ZnO 氧化鋅CaO 氧化鈣CdO 氧化鎘Ta2O5氧化鉭Nb2O5氧化鈮WO3氧化鎢La2O3氧化鑭
權(quán)利要求
1.一種無砷、無鉛鑭系光學(xué)玻璃，包括SiO2、B2O3、La2O3、BaO，其特征是還包括TiO2、Nb2O5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無砷、無鉛鑭系光學(xué)玻璃，以重量百分比計量，SiO25.1-6.0、B2O332.5-36.2、La2O336.8-39.5、ZrO21.60-1.87、BaO 6.5-8.1、ZnO 6.8-8.2、Nb2O51.1-1.80、TiO20.9-1.70、CaO 2.1-2.82；將上述各份混合，經(jīng)1280℃-1320℃熔制，1160℃出爐成型，600℃-650℃溫度退火8-10天。
3.一種無砷、無鉛鑭系光學(xué)玻璃包括SiO2、B2O3、La2O3、BaO、CaO、ZnO、ZrO2，其特征是還包括TiO2、Nb2O5、WO3等氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無砷、無鉛鑭系光學(xué)玻璃，以重量百分比計量，SiO215.2-18.20、B2O311.20-14.20、BaO 21.5-25.2、CaO 2.80-3.90、ZnO 13.20-15.30、La2O319.26-22.80、ZrO24.63-6.20、TiO21.90-3.10、Nb2O50.2-1.0將上述各份混合，經(jīng)1310℃-1380℃熔制，1260℃出爐成型，560℃-610℃溫度退火8-10天。
5.一種無砷、無鉛鑭系光學(xué)玻璃包括SiO2、B2O3、La2O3、ZnO、Y2O3、Nb2O5、Ta2O5、ZrO2、TiO2，其特征是還包括TiO2、Ta2O5、WO3、BaO。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無砷、無鉛鑭系光學(xué)玻璃，以重量百分比計量，SiO24.10-5.30、B2O32 4.8-27.40、La2O336.7-39.5、ZnO 2.9-3.7、BaO 1.7-2.8、Y2O33.0-4.2、Ta2O53.1-4.2、Nb2O58.1-9.8、ZrO25.8-7.1、TiO20.90-1.7、WO31.20-2.10將上述各份混合，經(jīng)1340℃-1410℃熔制，1210℃出爐成型，620℃-670℃溫度退火8-10天。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無砷、無鉛鑭系光學(xué)玻璃(NLaK、NLaF、NLaSF、NZLaF)的配方和工藝本發(fā)明的NLaK類SiO
文檔編號C03C3/062GK1583622SQ03150460
公開日2005年2月23日 申請日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月20日
發(fā)明者王佩珍 申請人:上海新滬玻璃廠