環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃及光學(xué)元件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種折射率為1.55～1.85、阿貝數(shù)為23～45的環(huán)保火石光學(xué)玻璃，該光學(xué)玻璃具有理想氣泡質(zhì)量和色度質(zhì)量。環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，在含紫外線(xiàn)光照射后引起的450nm的波長(zhǎng)的透過(guò)率降低量小于2.1%，其組成按重量百分比含量包括：20～70%的SiO2、5～35%的TiO2、0～20%的RO、5～25%的R2O，所述RO為MgO、BaO、CaO和SrO的合計(jì)含量，所述R2O為K2O、Na2O和Li2O的合計(jì)含量。本發(fā)明的光學(xué)玻璃不僅滿(mǎn)足光學(xué)性能，而且具有理想氣泡、色度質(zhì)量，更具有較低的玻璃生產(chǎn)難度和原料生產(chǎn)難度。本發(fā)明的光學(xué)玻璃滿(mǎn)足高檔光電數(shù)字產(chǎn)品和高清成像設(shè)備的需要。
【專(zhuān)利說(shuō)明】環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃及光學(xué)元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及環(huán)保火石光學(xué)玻璃及光學(xué)元件。

【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)保火石光學(xué)玻璃廣泛用于數(shù)碼相機(jī)、單反相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、智能手機(jī)等高檔光 電產(chǎn)品所需光學(xué)元件用玻璃材料。高檔光電產(chǎn)品的數(shù)字化和高清化需要該系列玻璃同時(shí)具 有較高的氣泡質(zhì)量和色度質(zhì)量?，F(xiàn)有公開(kāi)的該類(lèi)型的光學(xué)玻璃配方通過(guò)引入Sb2〇3,促使氣 泡溢出，提高氣泡質(zhì)量，但玻璃色度質(zhì)量不理想；光學(xué)玻璃配方通過(guò)去除訊2化，氣泡質(zhì)量不 理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種折射率（nd)為1. 55?1. 85、阿貝數(shù)（Vd) 為23?45的環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，該光學(xué)玻璃具有理想氣泡質(zhì)量和色度質(zhì)量。
[0004] 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其折射率為 1. 55?1. 85,阿貝數(shù)為23?45,在含紫外線(xiàn)光照射后引起的450nm的波長(zhǎng)的透過(guò)率降低量 小于2. 1%。
[000引進(jìn)一步的，其組成按重量百分比含量包括；20?70%的Si化、5?35%的Ti化、0? 20%的R0、5?25%的R20,所述RO為Mg0、Ba0、Ca0和SrO的合計(jì)含量，所述RaO為馬0、化20 和LisO的合計(jì)含量。
[0006] 環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其組成按重量百分比含量包括；20?70%的Si化、5?35%的 Ti〇2、0?20%的R0、5?25%的R20,所述RO為MgO、BaO、CaO和SrO的合計(jì)含量，所述尺2〇 為馬0、化2〇和叫0的合計(jì)含量。
[0007] 進(jìn)一步的，其組成按重量百分比含量還包括；0?20%的佩2〇5、〇?1%的Zr化、0? !0〇/〇 的 F、0 ?2% 的 B203、0 ?6% 的 Al2〇3、0 ?0. 1% 的訊2〇3。
[000引進(jìn)一步的，其組成按重量百分比含量為；20?70%的Si化、5?35%的Ti化、0? 200/0 的 R0、5 ?25% 的 R20、0 ?20% 的佩205、0 ?1% 的 Zr02、0 ?10% 的 F、0 ?2% 的 B203、 0?6%的Al203、0?0. 1%的訊203,所述RO為Mg0、Ba0、Ca0和SrO的合計(jì)含量，所述R2O為 馬0、Na20和LiaO的合計(jì)含量。
[0009] 進(jìn)一步的，其組成按重量百分比含量包括；0?15%的Ba0、0?2%的Mg0、0?2〇/〇 的 Sr0、0 ?2% 的 Ca0、3 ?12% 的馬0、5 ?12% 的化2〇、0 ?0. 5% 的 Li2〇。
[0010] 進(jìn)一步的，含有30?55%的Si〇2。
[0011] 進(jìn)一步的，含有20?27%的Ti〇2。
[001引 進(jìn)一步的，含有11?18%的R0,所述RO為MgO、BaO、CaO和SrO的合計(jì)含量。
[0013] 進(jìn)一步的，含有11?18%的R20,所述RaO為馬0、化2〇和LiaO的合計(jì)含量。
[0014] 進(jìn)一步的，含有 11 ?13% 的 Ba0、0. 3 ?0. 5% 的 Mg0、0. 3 ?0. 5% 的 Sr0、0. 3 ? 0. 5% 的 CaO。
[00巧]進(jìn)一步的，含有8?12%的馬0、5?8%的化2〇、0. 3?0. 5%的Li2〇。
[0016] 進(jìn)一步的，含有11?17%的佩2〇5。
[0017] 進(jìn)一步的，含有0.5?0.6%的Zr〇2。
[001引進(jìn)一步的，含有5?9%的F。
[0019] 進(jìn)一步的，含有0. 5?1%的B203。
[0020] 進(jìn)一步的，含有3?6%的AI2O3。
[0021] 進(jìn)一步的，含有0. OOl?0. 08%的訊2〇3。
[0022] 進(jìn)一步的，所述光學(xué)玻璃的入8。< 440nm，A 7。< 41〇nm。
[0023] 光學(xué)預(yù)制件，由上述的環(huán)保火石光學(xué)玻璃構(gòu)成。
[0024] 光學(xué)元件，由上述的環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃構(gòu)成。
[00巧]本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)適量引入訊2化，有利于氣泡的消除，并有益于 玻璃設(shè)備、工藝難度的降低；本發(fā)明還通過(guò)控制玻璃中的化2化雜質(zhì)含量，有利于改善玻璃 色度。本發(fā)明的光學(xué)玻璃的折射率（nd)為1.55?1.85,阿貝數(shù)（Vd)為23?45,氣泡質(zhì) 量滿(mǎn)足A00,色度質(zhì)量滿(mǎn)足As。< 440nm或Aw < 415nm，在太陽(yáng)光等含紫外線(xiàn)光照射后引 起的450nm波長(zhǎng)的透過(guò)率降低量小于2. 1%。本發(fā)明的光學(xué)玻璃不僅滿(mǎn)足光學(xué)性能，而且具 有理想氣泡、色度質(zhì)量，更具有較低的玻璃生產(chǎn)難度和原料生產(chǎn)難度。本發(fā)明的光學(xué)玻璃滿(mǎn) 足高檔光電數(shù)字產(chǎn)品和高清成像設(shè)備的需要。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面將描述本發(fā)明光學(xué)玻璃的各個(gè)組分，除非另有說(shuō)明，各個(gè)組分含量的比值是 用重量％表不。
[0027] 訊2化具有消除環(huán)?；鹗铜h(huán)保重火石玻璃氣泡的效果，但同時(shí)也會(huì)降低玻璃色度 質(zhì)量。增加玻璃配方中的Sbs化含量，玻璃色度質(zhì)量會(huì)降低；減少玻璃配方中的Sbs化含量， 玻璃色度質(zhì)量可W得到改善。為同時(shí)保證玻璃氣泡和色度，需要控制引入Sbs化含量。研究 發(fā)現(xiàn)，少量含有訊2化與不含有訊2化比較，玻璃透過(guò)率無(wú)變化，因此，本發(fā)明的訊2化含量?jī)?yōu) 選0. 1%為上限，更優(yōu)選0. 08%為上限，最優(yōu)選0. 05%為上限；優(yōu)選0為下限，更優(yōu)選0. 001% 為下限，最優(yōu)選0. 005%為下限。訊2化的上限值隨Ti化和化2化含量的增大而變小，Sbg化的 下限值隨Ti化和化2〇3含量的變小而變大。
[0028] 化2化是由玻璃用原料引入的雜質(zhì)成分，是玻璃色度質(zhì)量降低的一個(gè)原因，增加玻 璃中的化2化雜質(zhì)含量，玻璃色度質(zhì)量會(huì)降低。因此玻璃用原料中的化2化雜質(zhì)成分需要控 制，通過(guò)定量控制玻璃中的化2化雜質(zhì)，可W使玻璃色度質(zhì)量得到改善?；?化含量?jī)?yōu)選大于 零為下限，更優(yōu)選4P化為下限，最優(yōu)選6P化為下限；F62化含量?jī)?yōu)選40P化為上限，更優(yōu)選 SOPPm為上限，最優(yōu)選25PPm為上限。配料前進(jìn)行原料中化2化的定量測(cè)試和化2化成分引入 量計(jì)算?；?〇3的上限值隨Ti〇2和訊2〇3含量的增大而變小，化2〇3的下限值隨Ti〇2和訊2〇3 含量的變小而變大。
[0029] Si化是重要的玻璃形成體氧化物，W娃氧四面體結(jié)構(gòu)單元形成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng) 絡(luò)，是形成光學(xué)玻璃的骨架。Si化具有維持玻璃抗失透性的作用。Si化的含量超過(guò)70%時(shí)， 光學(xué)玻璃的可烙性降低，軟化溫度升高。因此，Si〇2的含量限定為20?70%，優(yōu)選為30? 55〇/〇。
[0030] Ti化可W提高光學(xué)玻璃的折射率和化學(xué)穩(wěn)定性，并且具有提高玻璃的耐化學(xué)性和 抗失透性的作用。玻璃中的Ti化含量高，玻璃色度質(zhì)量低，通過(guò)控制訊2化和Ti化含量，可 W使玻璃色度質(zhì)量得到改善。因此，Ti〇2的含量限定為5?35%，優(yōu)選為20?27%。
[0031] BaO能夠增加光學(xué)玻璃的折射率、光澤和化學(xué)穩(wěn)定性，本發(fā)明BaO的含量限定為 0?15%，優(yōu)選為11?13〇/〇。
[0032] MgO可W增加光學(xué)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，降低光學(xué)玻璃的密度，MgO烙化 較困難，含量不宜過(guò)多，因此其含量為0?2%,優(yōu)選為0. 3?0. 5%。
[0033] SrO具有增加光學(xué)玻璃的折射率的作用，并且可W改良玻璃的耐失透性。SrO的含 量為0?2%，優(yōu)選為0. 3?0. 5〇/〇。
[0034] CaO可W增加光學(xué)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，降低光學(xué)玻璃的密度。CaO烙化 較困難，含量不宜過(guò)多，因此其含量為0?2%,優(yōu)選為0. 3?0. 5%。
[00巧]本發(fā)明中的RO含量為0?20%，優(yōu)選為11?18%，其中，RO為Mg0、Ba0、Ca0和SrO 的合計(jì)含量。
[003引 F (F為氣，常用KsSiFe引入），能增加烙融效果，降低玻璃折射率和增加阿貝數(shù)， 有利于消除玻璃氣泡，但同時(shí)也會(huì)降低玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，因此，其含量為0?10%，優(yōu)選為 5 ?9%。
[0037] Al2〇3能改善玻璃失透性、化學(xué)穩(wěn)定性，有利于火石光學(xué)玻璃特殊光性的形成， Als化烙化溫度高，含量大于會(huì)造成烙煉困難，增加生產(chǎn)難度。Als化含量為0?6%，優(yōu)選為 3 ?6〇/〇。
[00測(cè)化20是玻璃助烙劑，可W降低玻璃的轉(zhuǎn)變溫度。化20的含量為5?12%，優(yōu)選為 5 ?80/0。
[0039] 馬0可W降低玻璃的黏度，使玻璃易于烙解，并能降低玻璃的結(jié)晶傾向，增加玻璃 的透明度和光澤。馬0的含量為3?12%，優(yōu)選為8?12%。
[0040] LisO可W使玻璃易于烙解，并能降低玻璃的結(jié)晶傾向，降低玻璃Tg溫度。LisO的 含量為0?0. 5%,優(yōu)選為0. 3?0. 5〇/〇。
[0041] 本發(fā)明中的R20的含量限定為5?25%，優(yōu)選為11?18%，其中，RsO為馬0、化2〇和 LisO的合計(jì)含量。
[0042] 佩2〇5能夠提高玻璃的光學(xué)常數(shù)，并且具有改進(jìn)玻璃的析晶性能與抗失透性的作 化佩2〇5還會(huì)導(dǎo)致短波透過(guò)率下降。佩2〇5的含量為0?20%，優(yōu)選為11?17%。
[0043] Bs化會(huì)改變玻璃烙融效果，但化學(xué)穩(wěn)定性會(huì)隨含量的增加而變差。Bs化含量為0? 2〇/〇,優(yōu)選為0. 5?1%。
[0044] Zr化能改善玻璃的失透性和化學(xué)穩(wěn)定性，并能提高玻璃折射率和降低阿貝數(shù)，其 含量為0?1%,優(yōu)選為0. 5?0. 6〇/〇。
[0045] 本發(fā)明還提供一種由上述光學(xué)玻璃形成的光學(xué)預(yù)制件和光學(xué)元件。本發(fā)明的光學(xué) 預(yù)制件和光學(xué)元件由上述的光學(xué)玻璃形成，因此，該光學(xué)預(yù)制件和光學(xué)元件具有上述光學(xué) 玻璃的各種特性。
[0046] 對(duì)于本發(fā)明提供的光學(xué)玻璃的制備方法，無(wú)特別限制，按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知 的方法進(jìn)行制備。將原料進(jìn)行烙化、澄清、均化、降溫，注入預(yù)熱的金屬模成型，退火得到光 學(xué)玻璃。
[0047] 為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方 案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，該些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本 發(fā)明權(quán)利要求的限制。實(shí)施例1?8提供的光學(xué)玻璃組分及對(duì)應(yīng)性能如表1所示。
[0048] 表 1
[0049]

【權(quán)利要求】
1. 環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其特征在于，其折射率為1.55?1.85,阿貝數(shù)為23?45,在含 紫外線(xiàn)光照射后引起的450nm的波長(zhǎng)的透過(guò)率降低量小于2. 1%。
2. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其特征在于，其組成按重量百分比含量包 括：20 ?70% 的 Si02、5 ?35% 的 Ti02、0 ?20% 的 R0、5 ?25% 的 R20,所述 R0 為 MgO、BaO、 CaO和SrO的合計(jì)含量，所述R20為K20、Na20和Li 20的合計(jì)含量。
3. 環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其特征在于，其組成按重量百分比含量包括：20?70%的Si02、 5?35%的Ti02、0?20%的R0、5?25%的R20,所述R0為MgO、BaO、CaO和SrO的合計(jì)含 量，所述R2〇為K20、Na20和Li20的合計(jì)含量。
4. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其特征在于，其組成按重 量百分比含量還包括：〇?20%的Nb205、0?1%的Zr02、0?10%的F、0?2%的B 203、0? 6% 的 A1203、--0? 1% 的 Sb203。
5. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)保火石光學(xué)玻璃，其特征在于，其組成按重 量百分比含量為：20?70%的Si02、5?35%的Ti02、0?20%的R0、5?25%的R 20、0?20% 的 Nb205、--1% 的 Zr02、0 ?10% 的 F、0 ?2% 的 B203、0 ?6% 的 A1203、--0? 1% 的 Sb203， 所述R0為MgO、BaO、CaO和SrO的合計(jì)含量，所述R20為K20、Na20和Li 20的合計(jì)含量。
6. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其特征在于，其組成按重 量百分比含量包括：〇?15%的Ba0、0?2%的Mg0、0?2%的Sr0、0?2%的Ca0、3?12% 的 K20、5 ?12% 的 Na20、0 ?0? 5% 的 Li20。
7. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)保火石光學(xué)玻璃，其特征在于，含有30? 55% 的 Si02。
8. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)保火石光學(xué)玻璃，其特征在于，含有20? 27% 的 Ti02。
9. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)保火石光學(xué)玻璃，其特征在于，含有11? 18%的R0,所述R0為MgO、BaO、CaO和SrO的合計(jì)含量。
10. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)保火石光學(xué)玻璃，其特征在于，含有11? 18%的R20,所述R20為K20、Na20和Li 20的合計(jì)含量。
11. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)保火石光學(xué)玻璃，其特征在于，含有11? 13% 的 Ba0、0. 3 ?0? 5% 的 Mg0、0. 3 ?0? 5% 的 Sr0、0. 3 ?0? 5% 的 CaO。
12. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)保火石光學(xué)玻璃，其特征在于，含有8? 12% 的 K20、5 ?8% 的 Na20、0. 3 ?0? 5% 的 Li20。
13. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其特征在于，含有11? 17% 的 Nb205。
14. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)保火石光學(xué)玻璃，其特征在于，含有0. 5? 0? 6% 的 Zr02。
15. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其特征在于，含有5?9% 的F。
16. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其特征在于，含有0. 5? 1% 的 B203。
17. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其特征在于，含有3?6% 的 A1203。
18. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其特征在于，含有 0? 001 ?0? 08% 的 Sb203。
19. 如權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻璃，其特征在于，所述光學(xué)玻 璃的入 80 < 440nm，入 < 410nm。
20. 光學(xué)預(yù)制件，其特征在于，由權(quán)利要求1?19中任一權(quán)利要求所述的環(huán)?；鹗鈱W(xué) 玻璃構(gòu)成。
21. 光學(xué)兀件，其特征在于，由權(quán)利要求1?19中任一權(quán)利要求所述的環(huán)?；鹗鈱W(xué)玻 璃構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】C03C3/089GK104341103SQ201310311360
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】李英花, 吉祥 申請(qǐng)人:成都光明光電股份有限公司