專利名稱：：高折射高色散磷酸鹽光學(xué)玻璃及其熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高折射高色散磷酸鹽光學(xué)玻璃及其熱處理方法。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，隨著國(guó)際光電產(chǎn)品的不斷發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)具有高折射率和高色散性能的光學(xué)玻璃需求日益增加。JP6-345481公開了一種光學(xué)玻璃，其組分中堿土金屬氧化物含量少(重量百分比含量，以下同)(Mg0+Ca0+Sr0+Ba0為0-20%)，而堿金屬氧化物含量多(Li2O為O-8%、Na20+K20為0-20%以上)，這必將對(duì)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性能和耐失透性能造成不利影響。CN1590328A和CN1657461A公開了一種光學(xué)玻璃，其組分中均必須添加Sb203以防止玻璃著色，但Sb203會(huì)加大玻璃對(duì)熔爐特別是對(duì)鉑金熔爐的鉑金侵蝕，導(dǎo)致更多的鉑金離子進(jìn)入玻璃，由于鉑離子的特征吸收不利于提高玻璃在短波段(380-450nm)的透過(guò)率，并且對(duì)鉑金熔爐的使用壽命造成不利影響。另外，上述3件專利文件的實(shí)施例中均含有B203組分，雖然B203的加入有利于提高玻璃的耐失透性能，但在磷酸鹽系統(tǒng)玻璃中引入B203組分時(shí)，由于B203揮發(fā)性強(qiáng)，會(huì)加大玻璃在熔煉和成型時(shí)玻璃組分的揮發(fā)量，導(dǎo)致玻璃產(chǎn)生條紋。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高折射高色散的光學(xué)玻璃，該玻璃組分中不含有Si02、B203、Sb203、AS203和PbO，化學(xué)穩(wěn)定性能和耐失透性能好，對(duì)熔爐侵蝕少。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是高折射高色散磷酸鹽光學(xué)玻璃，其組分按重量百分比組成包括P2O5:18-30%、Ti02:0.1-10%、Nb205:35-55%、Ba0:17-26%、Zn0:0-5%、Na0:0-3%、K20:0-3%。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的光學(xué)玻璃的折射率Nd為1.90以上，阿貝數(shù)Vd小于或等于22，在450nm或更短的波長(zhǎng)具有70y。的透光率，在390nm或更短的波長(zhǎng)下達(dá)到5X的透光率，可見光透光率99%以上。特別是在短波段(380-450nm)有更好透過(guò)率，且具有較好的熔融性能和化學(xué)穩(wěn)定性。具體實(shí)施例方式在本發(fā)明中，P205是必須的玻璃組分，因磷酸鹽玻璃與硅酸鹽玻璃比較，具有熔煉溫度低，且在可見光區(qū)有更高透過(guò)率的特征。本發(fā)明的玻璃要求引入至少18X的P205;當(dāng)P205含量大于30.5%，不能獲得本發(fā)明的具有高折射率和高色散性能的玻璃。同時(shí)為了盡量提高玻璃在可見光區(qū)有更高透過(guò)率，本玻璃不含SI02。因此，本發(fā)明的P205含量調(diào)整范圍為18-30X，優(yōu)選的含量為19-27%。為提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)提高玻璃的折射率和色散值，本玻璃需引入不超過(guò)10%的Ti02，當(dāng)1102含量大于10%時(shí)，玻璃的耐失透性能降低，同時(shí)增加玻璃著色，導(dǎo)致玻璃在可見光區(qū)的透過(guò)率降低。因此本發(fā)明的Ti02含量調(diào)整范圍為0.1-10%，優(yōu)選的含量為O.1-8%。Nb205是獲得本發(fā)明的高折射率和高色散值的必須組分，同時(shí)還能改善玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性能。當(dāng)恥205含量小于35%時(shí)，不能獲得高折射率和高色散性能；當(dāng)恥205含量大于55%時(shí)，玻璃的耐失透性能降低。因此本發(fā)明的恥205含量調(diào)整范圍為35-55%，優(yōu)選的含量為40-50%。在本發(fā)明中，BaO是提高玻璃的耐失透性能和玻璃高折射率的必要組分，同時(shí)也是調(diào)整玻璃的高溫粘度和化學(xué)穩(wěn)定性的一種有效組分。本發(fā)明需引入不低于17X的BaO;當(dāng)BaO含量大于26%時(shí)，玻璃的耐失透性能將降低。因此，本發(fā)明的BaO含量調(diào)整范圍為17-26X，優(yōu)選的BaO含量為19-24%。在玻璃中加入適量的MgO、CaO和SrO，可以改善玻璃的耐失透性能和化學(xué)穩(wěn)定性，但當(dāng)CaO+MgO+BaO+SrO含量之和大于30。/。時(shí)，不能獲得折射率為l.90以上、阿貝數(shù)為22或更小的光學(xué)玻璃。因此，本發(fā)明的CaO+MgO+BaO+SrO含量之和的調(diào)整范圍為20-30X。ZnO可以改善玻璃的耐失透性能和降低玻璃的Tg溫度，當(dāng)ZnO含量大于5。/。時(shí)，玻璃的高溫粘度太小，不利于獲得高質(zhì)量的玻璃，同時(shí)將難以獲得高折射率和高色散的玻璃性能。因此，本發(fā)明的ZnO含量調(diào)整范圍為0-5X，優(yōu)選的含量為0-4%。加入Na20和K20可顯著降低玻璃的熔融溫度，但Na20和K20引入量過(guò)大時(shí)，不易獲得化學(xué)穩(wěn)定性好的玻璃，同時(shí)難以獲得高折射率和高色散的玻璃性能。因此，本發(fā)明的Na20含量調(diào)整范圍為0-3%，優(yōu)選的Na20含量為l-3X;1(20含量調(diào)整范圍為0-3%，優(yōu)選的1(20含量為0-2.5%;Na20+K20含量調(diào)整范圍為0-5%，優(yōu)選的Na20+K20含量為1-3.5%。需要特別強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明不含有Si02、B203、Sb203、AS203和PbO組分。Sb203、AS20^有消除氣泡和較好的防止玻璃著色的效果，但Sb203、AS203的加入必然加大玻璃對(duì)熔爐特別是對(duì)鉑金熔爐的鉑金侵蝕，導(dǎo)致更多的鉑金離子進(jìn)入玻璃，由于鉑離子的特征吸收而不利于提高玻璃在短波段(380-450nm)的透過(guò)率，且對(duì)鉑金熔爐的使用壽命造成不利影響。PbO可顯著提高玻璃的高折射率和高色散性能，但PbO和AS203都是可造成環(huán)境污染的物質(zhì)。B203的加入雖有利于提高玻璃的耐失透性能，但在磷酸鹽系統(tǒng)玻璃中引入B203組分時(shí)，將由于B203揮發(fā)性強(qiáng)的性能特點(diǎn)而加大玻璃在熔煉和成型時(shí)玻璃組分的揮發(fā)，易產(chǎn)生條紋，加大獲得高質(zhì)量玻璃的難度。本發(fā)明的玻璃都是常規(guī)原料生產(chǎn)的，使用磷酸、偏磷酸鹽、焦磷酸鹽或五氧化二磷作為P205原料，使用碳酸鹽、硝酸鹽、氧化物為其他組分原料。按常規(guī)方法配料后，將配好的爐料投入到1150-1280°C的熔煉爐中熔制，經(jīng)澄清和充分均化后，在1100-1180°C澆注或漏注成型，即可獲得本發(fā)明的光學(xué)玻璃。將本發(fā)明的玻璃經(jīng)過(guò)熱處理后可顯著提高玻璃的透光性能，所述熱處理方法是1)將本發(fā)明的光學(xué)玻璃在Tg(玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn))-501:到18+301:的溫度范圍內(nèi)保溫20小時(shí)以上后，2)再按030°C/小時(shí)的速率降溫冷卻到室溫。表1和表2是本發(fā)明的9個(gè)實(shí)施例和2個(gè)比較例，入70表示玻璃透光率70%時(shí)的波長(zhǎng)，入50表示玻璃透光率50%時(shí)的波長(zhǎng)，入5表示玻璃透光率5%時(shí)的波長(zhǎng)，Nd、Vd表示經(jīng)過(guò)熱處理后的光學(xué)玻璃的折射率和阿貝數(shù)，DA表示按GB/T17192方法測(cè)試的玻璃耐酸作用穩(wěn)定性能，DW表示按GB/T17192方法測(cè)試的玻璃耐水作用穩(wěn)定性能。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>續(xù)表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.高折射高色散磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其組分按重量百分比組成包括P2O518-30％、TiO20.1-10％、Nb2O535-55％、BaO17-26％、ZnO0-5％、NaO0-3％、K2O0-3％。全文摘要本發(fā)明提供一種高折射高色散的光學(xué)玻璃，化學(xué)穩(wěn)定性能和耐失透性能好，對(duì)熔爐侵蝕少。高折射高色散磷酸鹽光學(xué)玻璃，其組分按重量百分比組成包括P₂O₅18-30％、TiO₂0.1-10％、Nb₂O₅35-55％、BaO17-26％、ZnO0-5％、NaO0-3％、K₂O0-3％。本發(fā)明的光學(xué)玻璃的折射率Nd為1.90以上，阿貝數(shù)Vd小于或等于22，在450nm或更短的波長(zhǎng)具有70％的透光率，在390nm或更短的波長(zhǎng)下達(dá)到5％的透光率，可見光透光率99％以上。特別是在短波段(380-450nm)有更好透過(guò)率，且具有較好的熔融性能和化學(xué)穩(wěn)定性。文檔編號(hào)C03C3/12GK101186439SQ200710202858公開日2008年5月28日申請(qǐng)日期2007年12月5日優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日發(fā)明者偉孫,剛黃申請(qǐng)人:成都光明光電股份有限公司