光学玻璃和光学元件制造技术

本发明专利技术提供一种高折射高色散、相对部分色散Pg,F小且透过率高的磷酸盐光学玻璃和光学元件。光学玻璃，其重量百分比组成含有：P2O5：16.5～33.5％；Nb2O5：25～60％；BaO：15～35％；R2O：1～13.5％，所述R2O包括Na2O、K2O中的一种或两种；ZnO：0～10％；B2O3：0～5％；Ta2O5：0～5％。本发明专利技术通过合理的组分设计，使得本发明专利技术磷酸盐光学玻璃具有高折射高色散，相对部分色散Pg,F小，透过率高且化学稳定性良好，适用于高品质光学元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高折射高色散光学玻璃，特别是涉及一种具有折射率(nd)为1.81～1.89、阿贝数(νd)为19～29，相对部分色散Pg,F小，透过率高且化学稳定性好的磷酸盐光学玻璃和光学元件。
技术介绍
高折射高色散光学玻璃在光学仪器和光电产品中是非常重要的组成部分，近年来随着智能手机和单反相机等光电产品的广泛流行，对于该类磷酸盐光学玻璃的性能提出了更高的要求，那就是降低Pg,F，提高透过率，以便能更好地改善色差，从而进一步提高光学透镜的成像质量。日本专利JP54-112915公开了一种高折射高色散的光学玻璃，其采用P2O5-Nb2O5-R2O-ZnO系统，此玻璃熔融性能不好，容易产生析晶颗粒等夹杂物，且玻璃容易失透，玻璃稳定性较差。中国专利CN201010291542，其采用P2O5-Nb2O5-BaO-TiO2系统，玻璃系统中含有TiO2，这不仅造成玻璃的透过率变差，而且使玻璃的Pg,F较高。中国专利CN1099388(C)公开的光学玻璃采用SiO2-B2O3-Nb2O5-ZrO2-Na2O系统，此负向反常色散玻璃的色散较低，然而要高精度地修正色差则需要高色散且Pg,F较低的玻璃，显然这玻璃不符合要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高折射高色散、相对部分色散Pg,F小且透过率高的磷酸盐光学玻璃和光学元件。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：光学玻璃，其重量百分比组成含有：P2O5：16.5～33.5％；Nb2O5：25～60％；BaO：15～35％；R2O：1～13.5％，所述R2O包括Na2O、K2O中的一种或两种；ZnO：0～10％；B2O3：0～5％；Ta2O5：0～5％。进一步的，还含有：SiO2：0～5％；WO3：0～10％；RO：0～15％，所述RO包括MgO、SrO、CaO中的一种或几种。光学玻璃，其重量百分比组成为：P2O5：16.5～33.5％；Nb2O5：25～60％；BaO：15～35％；ZnO：0～10％；B2O3：0～5％；Ta2O5：0～5％；SiO2：0～5％；WO3：0～10％；R2O：1～13.5％，所述R2O包括Na2O、K2O中的一种或两种；RO：0～15％，所述RO包括MgO、SrO、CaO中的一种或几种。进一步的，其中，P2O5：17～30％；和/或Nb2O5：30～55％；和/或BaO：16～31％；和/或R2O：1.5～11％；和/或ZnO：0～8％；和/或B2O3：0～3％；和/或Ta2O5：0～3％；和/或SiO2：0～4％；和/或WO3：0～8％；和/或RO：0～12％。进一步的，其中,P2O5：17～25％；和/或Nb2O5：30～50％；和/或BaO：20～30％；和/或ZnO：0.5～6％；和/或R2O：2～8％。进一步的，(R2O+B2O3)/BaO：0.001-0.399。进一步的，(R2O+B2O3)/BaO：0.005-0.37。进一步的，(R2O+B2O3)/BaO：0.1-0.35。进一步的，所述光学玻璃折射率为1.81～1.89，阿贝数为19～29，透射比达到70％时对应的波长λ70在430nm以下。进一步的，所述光学玻璃的Pg,F为：0.5957～0.6210。光学元件，采用上述的光学玻璃制成。本专利技术的有益效果是：通过合理的组分设计，使得本专利技术磷酸盐光学玻璃具有高折射高色散，相对部分色散Pg,F小，透过率高且化学稳定性良好，适用于高品质光学元件。具体实施方式下面将详细地描述本专利技术光学玻璃所含有的组分，这些组分都是按照重量百分比来表示。P2O5是玻璃生成体，能够促进玻璃稳定形成，能很好地降低玻璃的熔融温度，并且可以使玻璃在可见光区域有较高的透过率。如果P2O5的含量低于16.5％，则达不到上述效果；但如果P2O5的含量高于33.5％，玻璃容易失透，并且容易析晶。因此，P2O5的含量为16.5～33.5％，优选为17～30％，进一步优选为17～25％。Nb2O5是实现玻璃高折射高色散非常有用的成分，能够使玻璃具有低的Pg,F和高的透过率，也能提高玻璃的化学稳定性。如果Nb2O5的含量低于25％，玻璃的折射率不能满足要求；但如果Nb2O5的含量高于60％，玻璃容易失透，Pg,F反而会变大。因此，Nb2O5的含量为25～60％，优选为30～55％，进一步优选为30～50％。BaO是实现玻璃高折射率较有效且较廉价的组分,同时还可以提高玻璃的稳定性。若其含量低于15％，上述效果不明显；若含量多于35％，则会使得玻璃的转变温度较高，玻璃的密度增大。因此，BaO的含量为15～35％，优选为16～31％，进一步优选为20～30％。R2O是Na2O、K2O中的一种或两种组分，是较好的玻璃助熔组分，可促进玻璃稳定形成，可有效地降低玻璃的转变温度，适量的R2O能够获得均匀性较好的光学玻璃。如果R2O的总含量低于1％，起不到助熔的作用，玻璃高温粘度可能会较大；但如果R2O的总含量高于13.5％，光学玻璃的化学稳定性会变差，且折射率和色散达不到所要求的范围，玻璃容易析晶。因此，R2O的含量为1～13.5％，优选为1.5～11％，进一步优选为2～8％。B2O3也是一种光学玻璃网络生成体组分，有较好的助熔作用，但当其含量超过5％时，玻璃的化学稳定性会变差。因此，B2O3的含量为0～5％，优选为0～3％。通过专利技术人大量研究发现，当(R2O+B2O3)/BaO的比值为0.001～0.399，优选为0.005～0.37，进一步优选为0.1～0.35时，玻璃具有优异的透过率。ZnO能够有效调节玻璃的光学常数，防止玻璃失透。当其含量高于10％时，玻璃的色散增大，析晶倾向增大，同时玻璃的高温粘度变小，给玻璃的成型带来很大的困难。因此，ZnO的含量为0～10％，优选为0～8％，进一步优选为0.5～6％。Ta2O5能够调节玻璃的折射率和阿贝数，降低Pg,F，但其价格高昂，引入过多会导致成本上升，不利于大量生产。因此，Ta2O5的含量限定为0～5％，优选为0～3％。SiO2是一种光学玻璃网络生成体组分。若其含量超过5％，会提高玻璃的融化温度。因此，SiO2的含量为0～5％，优选为0～4％。WO3也是实现玻璃高折射高色散非常有用的成分，同时少量适度的引入还可以防止玻璃失透。但其含量超过10％时，会使玻璃着色增加，透过率降低，而且析晶性能也会变差。因此，WO3的含量为0～10％，优选为0～8％。RO是由MgO、SrO、CaO中的一种或几种组成，适量引入能够有效调节玻璃的折射率和阿贝数，但当其含量超过15％时，玻璃的耐失透性降低。因此，RO的含量为0～15％，优选为0～12％。本专利技术提供的光学玻璃按照本领域技术人员熟知的制备方法制成，即：将原料进行熔化、澄清、搅拌均化、降温至合适温度成型，即可得到本专利技术所提供的折射率为1.81～1.89，阿贝数为19～29，Pg,F为0.5957～0.6210，透过率高，化学稳定性良好的磷酸盐光学玻璃。本专利技术提供的光学玻璃的各个性能参数的测试方法如下：折射率、阿贝数按照《GB/T7962.1—2010无色光学玻璃测试方法折射率和色散系数》测试。玻璃的着色度(λ70/λ5)，测本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学玻璃，其特征在于，其重量百分比组成含有：P2O5：16.5～33.5％；Nb2O5：25～60％；BaO：15～35％；R2O：1～13.5％，所述R2O包括Na2O、K2O中的一种或两种；ZnO：0～10％；B2O3：0～5％；Ta2O5：0～5％。

【技术特征摘要】
1.光学玻璃，其特征在于，其重量百分比组成含有：P2O5：16.5～33.5％；Nb2O5：25～60％；BaO：15～35％；R2O：1～13.5％，所述R2O包括Na2O、K2O中的一种或两种；ZnO：0～10％；B2O3：0～5％；Ta2O5：0～5％。2.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，还含有：SiO2：0～5％；WO3：0～10％；RO：0～15％，所述RO包括MgO、SrO、CaO中的一种或几种。3.光学玻璃，其特征在于，其重量百分比组成为：P2O5：16.5～33.5％；Nb2O5：25～60％；BaO：15～35％；ZnO：0～10％；B2O3：0～5％；Ta2O5：0～5％；SiO2：0～5％；WO3：0～10％；R2O：1～13.5％，所述R2O包括Na2O、K2O中的一种或两种；RO：0～15％，所述RO包括MgO、SrO、CaO中的一种或几种。4.如权利要求1～3任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中，P2O5：17～30％；和/或Nb2O5：30～55％；和/或BaO：16～31％；和/或R2O：1.5～11％；和/或ZnO：0～8％；和/或B2O3：0～3％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁伟，
申请(专利权)人：成都光明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51