一種適用于精密模壓的高折射率低色散光學(xué)玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光學(xué)玻璃材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種適用于精密模壓的高折射率低 色散光學(xué)玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002] 一直W來(lái)，在成像電子產(chǎn)品市場(chǎng)，光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域廣泛發(fā)展。光學(xué)成像產(chǎn)品如照相 機(jī)、手機(jī)的攝像頭、安防攝像產(chǎn)品等等，其高的成像質(zhì)量及外觀的輕薄越來(lái)越受大眾關(guān)注和 追捧。為了實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的成像質(zhì)量，光學(xué)設(shè)計(jì)者在選擇光學(xué)玻璃的過程中，對(duì)玻璃的光學(xué)性 能要求更多，具有特殊光學(xué)常數(shù)的光學(xué)玻璃的需求量不斷增多。為了提高成像質(zhì)量，玻璃透 鏡的加工形狀也趨向非球面發(fā)展。非球面玻璃鏡頭不僅可W讓鏡頭趨向小型化，輕薄化，并 且其特殊的形狀可W更好的消除色差和像差，提高成像效果同時(shí)也替代多片球面玻璃組合 的鏡頭。運(yùn)種發(fā)展趨勢(shì)促進(jìn)了高折射率低色散的光學(xué)玻璃的研究。
[0003]目前有關(guān)運(yùn)類光學(xué)玻璃的研究也有很多，光學(xué)常數(shù)的范圍各不相同，傳統(tǒng)的光學(xué) 玻璃含有許多非環(huán)保的化學(xué)成分如化0、As2〇3和CdO,其中PbO有助于提高玻璃的折射率， As2〇3是很好的玻璃澄清劑，而CdO可W改良玻璃化學(xué)穩(wěn)定性，然而運(yùn)些氧化物在玻璃烙制 W及制得的光學(xué)元件使用過程中對(duì)環(huán)境負(fù)荷很大。因此，玻璃成分中只有不含運(yùn)些對(duì)環(huán)境 負(fù)荷較大的化合物才算是環(huán)保綠色的光學(xué)玻璃產(chǎn)品。
[0004] 專利CN104692653A中所述的玻璃應(yīng)用于光學(xué)元件，但該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度為700°C 左右，轉(zhuǎn)變溫度高，不適合玻璃的精密成型，其產(chǎn)品中Ti〇2的加入量過多，雖然對(duì)TiO2提 高折射率有效，但Ti4+會(huì)引起紫外吸收而導(dǎo)致透過率光譜向波長(zhǎng)長(zhǎng)的方向移動(dòng)，因此其 410nm W下的透過率不到80%。專利CN104803600A中，為了得到更高的玻璃折射率，弓I 入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)超過20%的Gd2〇3,并含有高價(jià)的稀±氧化物TazOy雖然該玻璃具有高的折 射率，但是成本過高，不利于提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，玻璃的轉(zhuǎn)變溫度過高也無(wú)法適用于精密成 型。專利CN103755137A中公開了一種光學(xué)玻璃，折射率為1. 87《1. 89,阿貝數(shù)為 38. 5《Vd《42,但是配方中含有種類較多的堿金屬和堿±金屬，會(huì)影響玻璃的化學(xué)穩(wěn)定 性，而一般引入堿金屬和堿±金屬的化合物純度不高，雜質(zhì)含量也會(huì)因此提高，并且配方中 含有價(jià)格昂貴的Taz化和Gd2〇3,不利于降低玻璃的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)W上技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種適用于精密模壓的高折射率低色散光學(xué)玻 璃，成分環(huán)保，具有折射率高，色散小，密度低的特點(diǎn)，符合高成像質(zhì)量透鏡對(duì)光學(xué)玻璃的 要求，并且轉(zhuǎn)變溫度為57(TC W下，有利于玻璃的精密加工成型；且具有很好的耐化學(xué)穩(wěn)定 性，成本低。
[0006] 對(duì)此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] 一種適用于精密模壓的高折射率低色散光學(xué)玻璃，其包含的組分及其摩爾百分比 為：Si〇26%~20%，B20325%~36%，Ba(N〇3)2 3%~8%，La2〇315%~24%，胞2〇3%~ 8%，佩2〇56~10%，Al2〇34%~9%，ZnO5 ~12%。
[0008] 采用此技術(shù)方案，不含有任何對(duì)環(huán)境造成污染的成分，如化、Cd等；且玻璃成分中 不含Ta2〇e和Gd2〇3等高價(jià)的稀±氧化物，在降低成本的前提下，同樣制得出性能優(yōu)良的光學(xué) 玻璃，克服了現(xiàn)有玻璃制造行業(yè)必須要加入Ta2〇e和Gd2〇3等高價(jià)的稀上氧化物才能達(dá)到的 優(yōu)良性能的傳統(tǒng)想法。通過改善配方，使得各組分之間發(fā)揮協(xié)同作用，降低了玻璃的轉(zhuǎn)變溫 度，并且還使得玻璃仍然保持高折射率、色散小、密度低的特點(diǎn)，使其符合高成像質(zhì)量透鏡 對(duì)光學(xué)玻璃的要求，尤其適用于非球面加工成型的光學(xué)玻璃。其中，低的轉(zhuǎn)變溫度有利于非 球面加工成型，因?yàn)榧訜釡囟鹊?，玻璃與模具不容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且容易脫模。
[0009] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的適用于精密模壓的高折射率低色散光學(xué)玻璃， 包含的組分及其摩爾百分比為：Si〇28%~15%，B20328%~33%，Ba(N〇3)24%~6%， 1曰2〇318%~22%，胞2〇 4%~6%，佩2〇57 ~9%，AI2O35%~7%，ZnO6~10%。采用 此技術(shù)方案，得到的玻璃具有更高的折射率，且色散小、密度低、轉(zhuǎn)變溫度低。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述La2〇3的摩爾百分比與Si〇2和B203之和的摩爾百分 比的比值在0. 5W上，并在0. 75W下；即La2〇3、Si〇2和B203的摩爾百分比滿足：〇. 5《La2〇3/ (Si〇2+B2〇3)《0.75。采用此技術(shù)方案，更好的降低了玻璃的轉(zhuǎn)變溫度，并且還使得玻璃仍 然保持高折射率、色散小、密度低的特點(diǎn)。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述適用于精密模壓的高折射率低色散光學(xué)玻璃的折 射率為1.88~1. 91，阿貝數(shù)為45~49,透射率到達(dá)80%時(shí)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)小于380皿。
[0012] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述適用于精密模壓的高折射率低色散光學(xué)玻璃的比 重小于4.Ig/cm3。
[0013] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述適用于精密模壓的高折射率低色散光學(xué)玻璃的轉(zhuǎn) 變溫度不大于570°C。
[0014] 本發(fā)明還提供了一種如上所述的適用于精密模壓的高折射率低色散光學(xué)玻璃的 制備方法，其特征在于，采用W下步驟進(jìn)行制備：將各原料混合均勻后進(jìn)行烙制，并進(jìn)行澄 清、均化，得到均勻不含氣泡的烙融玻璃，將其在已預(yù)熱的模具中鑄型并進(jìn)行退火。
[0015]本發(fā)明還提供了一種如上所述的適用于精密模壓的高折射率低色散光學(xué)玻璃的 光學(xué)元件。
[0016] 本發(fā)明依據(jù)已有的研發(fā)成果進(jìn)行了相應(yīng)的改善，并制備出性能優(yōu)良的光學(xué)玻璃。 本發(fā)明玻璃不含有任何會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的成分，如化、Cd等。玻璃中不含有Ta2〇e和Gd2〇3 等高價(jià)的稀±氧化物，在降低成本的前提下，調(diào)節(jié)配方同樣制得出性能優(yōu)良的光學(xué)玻璃。此 外針對(duì)此類玻璃的低密度方面還沒有過此類報(bào)道。低密度的玻璃才能使得光學(xué)元件輕量 化，并且未來(lái)的電子產(chǎn)品都在往輕薄化、小型化發(fā)展。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0018] 第一，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，不含有任何對(duì)環(huán)境造成污染的成分，且得到的玻璃 的折射率高，色散小，密度低，符合高成像質(zhì)量透鏡對(duì)光學(xué)玻璃的要求，并且轉(zhuǎn)變溫度不高 于570°C，有利于非球面光學(xué)元件的加工成型。
[0019] 第二，本發(fā)明的技術(shù)方案，不含有Ta2〇e和Gd2〇3等高價(jià)的稀±氧化物，在降低成本 的前提下，同樣制得出性能優(yōu)良的光學(xué)玻璃。
[0020] 第=，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，同時(shí)具有良好的內(nèi)部透過率和析晶性 能。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例3制備的光學(xué)玻璃的透過率曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 一種適用于精密模壓的高折射率低色散光學(xué)玻璃，其包含組分及其摩爾百分比 為：Si〇26%~20%，B203 25%~36%，Ba(N〇3)2 3%~8%，La2〇3 15%~24%，胞2〇3%~ 8%，佩2〇56~10%，Al2〇34%~9%，Zn0 5~12%。
[0023] 下面將對(duì)構(gòu)成本發(fā)明光學(xué)玻璃的每種組分進(jìn)行詳述。
[0024] 上述配方中，Si〇2的摩爾百分比在6%~20%之間，Si4+是構(gòu)成玻璃的生成體部 分，引入會(huì)使玻璃的粘度增加，有利于玻璃成型，但是會(huì)增大玻璃的轉(zhuǎn)變溫度，成型模具的 使用壽命會(huì)受到影響。適量的引入可W提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。本發(fā)明的技術(shù) 方案中選用Si〇2引入Si4+，發(fā)明人通過對(duì)比試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，在本技術(shù)方案中，Si4+的摩爾百 分比含量低于6%玻璃得不得良好的化學(xué)穩(wěn)定性，超過20%玻璃可能得不到預(yù)期的光學(xué)常 數(shù)。 陽(yáng)02引 B203的摩爾百分比在25%~36%之間，B是形成玻璃的必要組成部分，B2〇3