光学玻璃和光学元件制造技术

本发明专利技术提供一种光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，含有：SiO2：30～53％；B2O3：20～40％；Nb2O5：0.5～10％；ZrO2：1～15％；Na2O：1～18％；BaO：0～10％其中(SiO2+BaO)/B2O3为0.9～3.0。通过合理的组分设计，本发明专利技术获得的光学玻璃具有较低的相对部分色散(P

【技术实现步骤摘要】
光学玻璃和光学元件


[0001]本专利技术涉及一种光学玻璃，尤其是涉及一种具有较高硬度和适宜的磨耗度的光学玻璃，以及由其制成的光学元件和光学仪器。

技术介绍

[0002]近年来，随着智能手机、单反相机、车载系统和监控安防等光电产品的快速发展，折射率为1.57～1.65，阿贝数为40～47的光学玻璃得到了广泛的应用。为提高光学系统设计的自由度，期待光学玻璃具有多样不同的性能，因此具有适宜消除或尽可能消除二级光谱的残余色差的性能的光学玻璃备受关注，尤其是具有较低的相对部分色散(P
g,F
)和负向的反常色散的光学玻璃。
[0003]当光学玻璃应用于车载成像系统或监控安防等领域时，不可避免的可能会遭受到沙石的打击或磨损，这就要求光学玻璃具有较高的硬度，以延长光学仪器的使用寿命。另一方面，光学玻璃在冷加工过程中，由于其没有适宜的磨耗度，通常会导致玻璃的加工难度增加，不利于光学玻璃的精密机械加工。因此，开发一款具有1.57～1.65的折射率和40～47的阿贝数，相对部分色散(P
g,F
)较低、具有负向的反常色散且具有较高硬度和适宜的磨耗度的光学玻璃，对光电领域的发展具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种相对部分色散(P
g,F
)较低、具有负向的反常色散、较高的硬度和适宜的磨耗度的光学玻璃。
[0005]本专利技术解决技术问题采用的技术方案是：
[0006](1)光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，含有：SiO2：30～53％；B2O3：20～40％；Nb2O5：0.5～10％；ZrO2：1～15％；Na2O：1～18％；BaO：0～10％其中(SiO2+BaO)/B2O3为0.9～3.0。
[0007](2)根据(1)所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，还含有：MgO：0～5％；和/或CaO：0～15％；和/或SrO：0～5％；和/或Li2O：0～10％；和/或K2O：0～10％；和/或WO3：0～5％；和/或Ta2O5：0～5％；和/或TiO2：0～5％；和/或ZnO：0～5％；和/或Ln2O3：0～5％；和/或Al2O3：0～5％；和/或GeO2：0～5％；和/或澄清剂：0～1％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3、Lu2O3中的一种或多种，澄清剂为Sb2O3、SnO、SnO2、CeO2中的一种或多种。
[0008](3)光学玻璃，其组分中含有SiO2、B2O3、Nb2O5、ZrO2和碱金属氧化物，其组分以摩尔百分比表示，含有0～10％的BaO，其中(SiO2+BaO)/B2O3为0.9～3.0，所述光学玻璃的折射率n
d
为1.57～1.65，阿贝数v
d
为40～47，努氏硬度H
K
为470
×
107Pa以上，磨耗度F
A
为80～130。
[0009](4)根据(3)所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，含有：SiO2：30～53％；和/或B2O3：20～40％；和/或Nb2O5：0.5～10％；和/或ZrO2：1～15％；和/或Na2O：1～18％；和/或BaO：0～10％；和/或MgO：0～5％；和/或CaO：0～15％；和/或SrO：0～5％；和/或Li2O：0～10％；和/或K2O：0～10％；和/或WO3：0～5％；和/或Ta2O5：0～5％；和/或TiO2：0～5％；和/或
ZnO：0～5％；和/或Ln2O3：0～5％；和/或Al2O3：0～5％；和/或GeO2：0～5％；和/或澄清剂：0～1％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3、Lu2O3中的一种或多种，澄清剂为Sb2O3、SnO、SnO2、CeO2中的一种或多种。
[0010](5)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，满足以下6种情形中的一种或多种：
[0011]1)B2O3/SiO2为0.45～1.2，优选B2O3/SiO2为0.5～1.1，更优选B2O3/SiO2为0.55～1.0，进一步优选B2O3/SiO2为0.6～0.9；
[0012]2)Nb2O5/B2O3为0.05～0.45，优选Nb2O5/B2O3为0.05～0.4，更优选Nb2O5/B2O3为0.08～0.3，进一步优选Nb2O5/B2O3为0.1～0.25；
[0013]3)B2O3/(Nb2O5+ZrO2)为1.0～10.0，优选B2O3/(Nb2O5+ZrO2)为1.5～6.0，更优选B2O3/(Nb2O5+ZrO2)为1.8～5.0，更进一步优选B2O3/(Nb2O5+ZrO2)为2.0～4.0；
[0014]4)(SiO2+BaO)/B2O3为0.95～2.5，优选(SiO2+BaO)/B2O3为1.0～2.0，更优选(SiO2+BaO)/B2O3为1.1～1.8；
[0015]5)(Nb2O5+Na2O+BaO)/B2O3为0.1～1.0，优选(Nb2O5+Na2O+BaO)/B2O3为0.2～0.9，更优选(Nb2O5+Na2O+BaO)/B2O3为0.2～0.8，进一步优选(Nb2O5+Na2O+BaO)/B2O3为0.3～0.6；
[0016]6)(Li2O+Na2O+K2O)/B2O3为0.1～1.5，优选(Li2O+Na2O+K2O)/B2O3为0.2～1.0，更优选(Li2O+Na2O+K2O)/B2O3为0.2～0.8，进一步优选(Li2O+Na2O+K2O)/B2O3为0.2～0.6。
[0017](6)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，满足以下3种情形中的一种或多种：
[0018]1)CaO/ZrO2为3.0以下，优选CaO/ZrO2为0.1～2.5，更优选CaO/ZrO2为0.2～2.0，进一步优选CaO/ZrO2为0.3～1.0；
[0019]2)CaO/K2O为0.4～7.8，优选CaO/K2O为0.8～5.0，更优选CaO/K2O为1.0～3.5，进一步优选CaO/K2O为1.5～3.0；
[0020]3)(CaO+K2O)/SiO2为0.01～0.6，优选(CaO+K2O)/SiO2为0.05～0.5，更优选(CaO+K2O)/SiO2为0.1～0.4，进一步优选(CaO+K2O)/SiO2为0.1～0.35。
[0021](7)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃，其组分以摩尔百分比表示，其中：SiO2：33～50％，优选SiO2：35～46％；和/或B2O3：22～38％，优选B2O3：25～35％；和/或Nb2O5：1～8％，优选Nb2O5：2～7％；和/或ZrO2：2～12％，优选ZrO2：3～10％；和/或Na2O：2～16％，优选Na2O：5～15％；和/或MgO：0～3％，优选MgO：0～1％；和/或CaO：1～10％，优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，含有：SiO2：30～53％；B2O3：20～40％；Nb2O5：0.5～10％；ZrO2：1～15％；Na2O：1～18％；BaO：0～10％其中(SiO2+BaO)/B2O3为0.9～3.0。2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，还含有：MgO：0～5％；和/或CaO：0～15％；和/或SrO：0～5％；和/或Li2O：0～10％；和/或K2O：0～10％；和/或WO3：0～5％；和/或Ta2O5：0～5％；和/或TiO2：0～5％；和/或ZnO：0～5％；和/或Ln2O3：0～5％；和/或Al2O3：0～5％；和/或GeO2：0～5％；和/或澄清剂：0～1％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3、Lu2O3中的一种或多种，澄清剂为Sb2O3、SnO、SnO2、CeO2中的一种或多种。3.光学玻璃，其特征在于，其组分中含有SiO2、B2O3、Nb2O5、ZrO2和碱金属氧化物，其组分以摩尔百分比表示，含有0～10％的BaO，其中(SiO2+BaO)/B2O3为0.9～3.0，所述光学玻璃的折射率n
d
为1.57～1.65，阿贝数v
d
为40～47，努氏硬度H
K
为470
×
107Pa以上，磨耗度F
A
为80～130。4.根据权利要求3所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，含有：SiO2：30～53％；和/或B2O3：20～40％；和/或Nb2O5：0.5～10％；和/或ZrO2：1～15％；和/或Na2O：1～18％；和/或BaO：0～10％；和/或MgO：0～5％；和/或CaO：0～15％；和/或SrO：0～5％；和/或Li2O：0～10％；和/或K2O：0～10％；和/或WO3：0～5％；和/或Ta2O5：0～5％；和/或TiO2：0～5％；和/或ZnO：0～5％；和/或Ln2O3：0～5％；和/或Al2O3：0～5％；和/或GeO2：0～5％；和/或澄清剂：0～1％，所述Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3、Lu2O3中的一种或多种，澄清剂为Sb2O3、SnO、SnO2、CeO2中的一种或多种。5.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，满足以下6种情形中的一种或多种：1)B2O3/SiO2为0.45～1.2，优选B2O3/SiO2为0.5～1.1，更优选B2O3/SiO2为0.55～1.0，进一步优选B2O3/SiO2为0.6～0.9；2)Nb2O5/B2O3为0.05～0.45，优选Nb2O5/B2O3为0.05～0.4，更优选Nb2O5/B2O3为0.08～0.3，进一步优选Nb2O5/B2O3为0.1～0.25；3)B2O3/(Nb2O5+ZrO2)为1.0～10.0，优选B2O3/(Nb2O5+ZrO2)为1.5～6.0，更优选B2O3/(Nb2O5+ZrO2)为1.8～5.0，更进一步优选B2O3/(Nb2O5+ZrO2)为2.0～4.0；4)(SiO2+BaO)/B2O3为0.95～2.5，优选(SiO2+BaO)/B2O3为1.0～2.0，更优选(SiO2+BaO)/B2O3为1.1～1.8；5)(Nb2O5+Na2O+BaO)/B2O3为0.1～1.0，优选(Nb2O5+Na2O+BaO)/B2O3为0.2～0.9，更优选(Nb2O5+Na2O+BaO)/B2O3为0.2～0.8，进一步优选(Nb2O5+Na2O+BaO)/B2O3为0.3～0.6；6)(Li2O+Na2O+K2O)/B2O3为0.1～1.5，优选(Li2O+Na2O+K2O)/B2O3为0.2～1.0，更优选(Li2O+Na2O+K2O)/B2O3为0.2～0.8，进一步优选(Li2O+Na2O+K2O)/B2O3为0.2～0.6。6.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以摩尔百分比表示，满足以下3种情形中的一种或多种：1)CaO/ZrO2为3.0以下，优选CaO/ZrO2为0.1～2.5，更优选CaO/ZrO2为0.2～2.0，进一步优选CaO/ZrO2为0.3～1.0；2)CaO/K2O为0.4～7.8，优选CaO/K2O为0.8～5.0，更优选CaO/K2O为1.0～3.5，进一步优
选CaO/K2O为1.5～3.0；3)(CaO+K2O)/SiO2为0.01～0.6，优选(CaO+...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡波，
申请(专利权)人：成都光明光电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：