专利名称：高折射率光学玻璃及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种光学玻璃，特别是一种不仅具有低的转变温度，高的折射率、中色散的光学特性，而且特别具有优异化稳性，适于稳定量产和精密模压成型、且满足对精密模压模具持久使用的光学玻璃。
背景技术：
在光学系统中主要使用球面透镜和非球面透镜，而大多数球面透镜则是对材料直接加工、切割及研磨或经二次模压再加工得到所需的透镜，而非球面透镜则是使用高精度面的成型模具，经加热软化透镜的预制件冲压成型，将高精度的成型面的形状，压制在预成型的光学元件上，从而得到非球面透镜。但是，在进行精密压型非球面透镜时，是在较高的温度下进行冲压，如采用高的转变温度压制的光学元件、长时间反复冲压势必造成这种精密模具的表面的氧化、侵蚀以及模具表面脱模膜的创伤，这不仅缩短了模具的使用寿命，造成频繁更换模具，并大幅度增加生产成本，而且还将使透镜表面形成缺陷，形成折射率差，影响成像质量。近年来，设计制造可克服以上缺陷的低软化点的高折射率光学玻璃应用在非球面透镜领域已广泛使用。如CN1669966A、CN101003417A、CN1903761A等公开了这类低转变温度玻璃，但是以上仍存在不足与缺陷。其存在化稳性不足，给加工、制作上产生缺陷，高含量的WO3对精密压型模具表面造成损伤等。因此，选择性能优、适于稳定量产，且又能极大保护模具既不氧化又不受到损伤，在非球面透镜制造领域显得越来越重要。这类玻璃不仅要求具有低的转变温度，同时还应具有优异的化学稳定性和高的透过率，并且还应具有良好的工艺再现性和生产性。然而在现有技术领域所公开的具有相似光学特性或可比较的玻璃组成存在不足与缺陷。例如已知的CN1269757C涉及了这类玻璃，具体成分Si02/B203比值不满足0. 27以上，且玻璃组成中含有大量Na2O成分，这易造成生产中的不稳定，同时玻璃化稳性不足，玻璃透过率和液相线温度也未表达出来。如CN1669966A 公开了接近于上述范围光学特性的光学玻璃，但是从具体成分的La2O3AM2O3比值不满足 1.5以上，及Nb2O5/ (La203+Gd203+Y203)为 0. 4 以上，且含有较多量的 Na20、K2O 和 Bi2O3 成分，因此将带来化稳性的不足和生产中的不稳定性。同时高含量的WO3成分易对模具表面造成侵蚀和损伤，进而缩短模具的使用寿命。CN101058475A所公开具有上述范围内光学特性的光学玻璃，但是SiO2AnCHLi2O的比值不满足1. 2以上，再者L￡i203+Gd203+Y203的总量也不满足 45%以上，且同样存在含有高含量的WO3及Na2CKK2O成分，这将对精密模具造成损伤和使化稳性和工艺性能变差，不适宜进行稳定量产。CN101003417A所公开具有上述范围内光学特性的光学玻璃，但是不属于低转变温度、且不能适于精密模压的使用范畴，同时对玻璃的透过率、化稳性也未进行表达。
发明内容
本发明的目的在于提供能最终克服和消除上述背景技术中所存在的不足和缺陷， 并具有达到上述光学特性、低的转变温度、优异的化稳性、小的比重、高的透过率及低的液相线温度，适于精密模压成型的光学玻璃。为达到上述目的，本发明经过反复研究和试验，在结果中发现，采用含有特定量的 SiO2, B2O3> La203> Gd203、Nb2O5, TiO2, CaO、Li2O等组分，可得到具有上述光学特性、玻璃转变温度低、化稳性优、透过率高、比重小及液相线温度低，适于精密模压成型的光学玻璃。本发明光学玻璃具有折射率(nd)大于1. 80小于1. 86阿贝数(vd)大于30小于 35范围内的光学特性，含有作为必需组分的有Si02、403、L￡i203、Gd203、Nb205、Ti02、Ca0、Li20 等，玻璃转变温度(Tg)为610以下。本发明光学玻璃，具有Si02/B203 比值大于 0. 27，且 La203、Gd203、Y2O3> Nb2O5, TiO2, CaO、Li2O的总量为58%以上。本发明光学玻璃，具有La203/Gd203比值为1. 5 5的范围内和/或Nb2O5/
(La203+Gd203+Y203)为 0.‘1 以上，Si02/Zn0+Li20 比值大于 1. 2。
本发明所述的光学玻璃，具有作为必选组分它含有
SiO22-33%
B2O32-25%
La2O310-30%
Gd2O3大于1-小于18%
Nb2O55-22%
TiO2大于1-小于15%
CaO2-20%
ZnO0. 5-10%
ZrO21-9%
Li2O大于0. 5-小于7%
WO30. 5-7%
以及含有任选0-5Y203%和/或0-5Ta205%和/或0_10Ba0%和// 或 0-0.5釙203%。
本发明所述的光学玻璃，具有作为优选组成范围的必选组分它含有
SiO25-31%
B2O33-22%
La2O310-25%
Gd2O3大于1-小于15%
Nb2O58-20%
TiO2大于2-小于13%
CaO5-20%
ZnO0. 5-7%
ZrO21-6%
Li2O大于0. 5-小于6%
5
WO30. 5-6%以及任选组分含有0-4Y203%和/或0-4% Ta2O5和/或0-8% BaO和/或0-4% SrO 禾口 / 或 0. 1-0. 5% SId2O3。本发明光学玻璃，具有玻璃化学稳定性按GB/T17129的测试方法测定DW为1级， DA为1级；本发明光学玻璃，具有玻璃比重小于4. 0，波长在400nm的内透射比大于83%。本发明光学玻璃，具有玻璃的液相线温度1030°C以下。一种制造该光学玻璃的方法该方法包括在熔炼条件下，使均勻玻璃熔融体漏入特定模具中并对其进行成型，拉制成板料毛坯料或所需规格的棒料。一种制造该光学玻璃的方法，是将以上毛坯料或棒料制成预制光学元件，并在加热后进行二次模压或进行精密模压而得到经加工的球面透镜或非球面透镜。本发明光学玻璃比重小、液相线温度低，透过率高和优异的化稳性，以及用于成型时的转变温度低，而且还能够提供由所述光学玻璃形成的高质量光学元件。显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明的上述基本技术思想前提下，还可以作出其它多种形式的修改、替换和变更。以下通过实施例形式的具体实施方式
，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
具体实施例方式实施例1本发明光学玻璃的制备及性能测定试验本发明光学玻璃的具体制备方法为首先按表1、表2称量各种氧化物、硝酸盐及碳酸盐等原料，再加入澄清剂^2O3，对各种原料经机混均勻，其配合料在120(TC -1350°C下熔化、搅拌、澄清及均化，经漏料或漏注成型至毛坯料再经过冷却，可获得本发明光学玻璃。从所得到的玻璃进行取样测定各项性能，表1、2中包括组分1-12和所测定的玻璃光学及物化性能。符号表示DW、DA为化学稳定性，LT为液相线温度，P为玻璃比重， τ为在400nm的内透射比。表3中A、B、C组分别为三件专利CN1269757C、CN1669966A、 CN101003417A公开的组分，分别对A、B、C进行了对比实验，并测定了与之相关的性能值。表1本发明光学玻璃制备实施例(重量％表示)
权利要求
1.一种光学玻璃，其特征在于该光学玻璃具有折射率nd大于1. 80小于1. 86 ；阿贝数vd大于30小于35范围内的光学特性，作为必需组分含有SiO2、化03、Lei2O3、Gd2O3、Nb205、 TiO2, CaO、Li2O,玻璃转变温度(Tg) 610°C以下。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，SiO2A2O3比值大于0.27，且L 03、 Gd203、Nb205、Ti02、CaO、Li2O 的总含量为 58% 以上。
3.根据权利要求1或2所述的光学玻璃，其特征在于，La203/Gd203比值为1.5 5的范围内禾口 / 或 Nb2O5/(L￡i203+Gd203+Y203)比值为 0. 4 以上；SiO2/(ZnCHLi2O)比值大于 1. 2。
4.根据权利要求1-3任一项所述的光学玻璃，其特征在于，作为必选组分它含有SiO22-33%B2O32-25%La2O310-30%Gd2O3大于1-小于20%Nb2O55-22%TiO2大于1-小于15%CaO1-20%ZnO1-10%ZrO21-10%Li2O大于0.5-小于7%WO30.5-8%。
5.根据权利要求1-4任一项所述的光学玻璃，其特征在于，作为任选组分含有 0-5Y203%和 / 或 0-51^205%和 / 或 O-IOBaO%禾口 / 或 0_5Sr0%和 / 或 0. 1-0. 58 %。
6.根据权利要求1-5任一项所述的光学玻璃，其特征在于，更优选以下组成范围作为必选组分它含有SiO25-31%B2O33-22%La2O310-25%Gd2O3大于1-小于15%Nb2O58-20%TiO2大于2-小于13%CaO5-20%ZnO1-7%ZrO21-6%Li2O大于0.5-小于6%WO30. 5-6%,以及任选组分含有0-4丫203%和/或0-4% Ta2O5和/或0-8% BaO和/或0-4% SrO和 / 或 0. 1-0. 5% SId203。
7.根据权利要求1-4任一项所述的光学玻璃，其特征在于，玻璃化学稳定性按GB/ T17129的测试方法测定DW为1级，DA为1级。
8.根据权利要求1-6任一项所述的光学玻璃，其特征在于，玻璃比重小于4.0以下，波长在400nm的内透射比大于83%。
9.根据权利要求1-6任一项所述的光学玻璃，其特征在于，玻璃的液相线温度1030°C 以下。
10.一种制造该光学玻璃的方法，该方法包括在熔炼条件下，使权利要求1-9的均勻玻璃熔融体漏入特定模具中并对其进行成型，拉制成板料毛坯料或所需规格的棒料。
11.按权利要求1-10任一项所述的光学玻璃毛坯料制成预制光学元件，并经加热后进行二次模压或进行精密模压而得到经加工的球面透镜或非球面透镜。
全文摘要
本发明提供了一种光学玻璃，该光学玻璃具有折射率nd大于1.80小于1.86；阿贝数vd大于30小于35范围内的光学特性，作为必需组分含有SiO2、B2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5、TiO2、CaO、Li2O，玻璃转变温度(Tg)610℃以下。本发明还提供了该光学玻璃的制备方法。本发明提供从熔炼、成型时得到小的比重及低的液相线温度，高的透过率和优异的化稳性，以及用于成型时低的转变温度的光学玻璃，而且还能够提供由所述光学玻璃形成的高质量光学元件。
文档编号C03C3/068GK102167508SQ20101059270
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者王自力, 黄 俊 申请人:成都赛林斯科技实业有限公司