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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及着色玻璃,尤其涉及一种透近红外的黑色光学玻璃及其应用。
技术介绍
1、随着车载激光雷达发展,905nm波段左右激光透过黑玻璃需要有更好的化学稳定性和硬度要求。过往近红外透过过滤玻璃如胶体着色玻璃cds-csse系玻璃和有色离子着色玻璃mn-cr系玻璃有很大区别。cds-csse系玻璃在玻璃熔融、冷却后需要有析出胶体的热处理工程、初始目的为有分光透过性,但也不仅仅只需要热处理工程,在熔融过程中s、se等的挥发激烈很难得到均质玻璃,且玻璃不均匀则容易发生热处理的生色斑点,较难得到一定透过率的品质优良的玻璃,不利于稳定生产。另外,这种玻璃的化学耐久性一般较差,无法满足近年来的要求,mn-cr系玻璃在中红外有很高的透过率,在800~1050nm波段透过率较低,不满足905nm激光透过率要求。
2、公开号为jph07126036a的日本专利技术专利提供了一种近红外线透射黑色滤光片玻璃,含有氧化物玻璃和特定的着色成分,从而具有清晰的光谱透射性能并提高化学耐久性,这种用于近红外透射黑色滤光片的玻璃含有0.2~3.0wt.%cr2o3和0.2~4.5wt.%coo,作为着色成分。该近红外透过黑玻璃有清晰的分光透过性,无需热处理等生色工程,适合稳定生产。但其配方范围宽泛,缺少具体的化学稳定性指标,未探究玻璃紫外部分截止情况和玻璃硬度测试情况,实际使用中难以满足多波段的透过率要求和其他性能要求,限制了玻璃的使用。
3、因此,提供一种综合性能佳的透近红外的黑色光学玻璃对于拓展其应用而言具有重要意义。
/>技术实现思路
1、有鉴于现有技术的上述缺陷,在本专利技术的第一方面,提供了一种透近红外的黑色光学玻璃,所述黑色光学玻璃由氧化物玻璃和着色成分构成,以着色成分占氧化物玻璃的质量百分比计,所述着色成分包括如下含量的组分:
2、cr2o3:0.15%~0.25%;
3、coo:0.05%~0.10%;
4、ceo2:1%~5%;
5、mno2:0~1%。
6、本专利技术采用如上着色成分的专利技术构思在于,在氧化物玻璃里导入cr2o3、coo和ceo2,通过其特定的配合比,更易得到可吸收紫外、可视区和远红外,并在905nm波长附近有清晰透过率的黑色玻璃,并且该玻璃具有良好的稳定性。组分用量会影响玻璃在不同波段的透过率,本专利技术多波段技术要求下的透过率指标会收到组分自身用量和其他组分用量的影响,难以通过基于现有技术的的推导达到预期目标。而本专利技术经过设计采用如上成分含量的原因在于,若cr2o3的相对含量低于0.15%,则在450nm波长附近出现透过峰值,透过率将高于5%;若超过0.25%,则905nm波长附近透过率会达不到89%的技术指标。对于coo而言,重量低于0.05%时长550~570nm和670~690nm波长对应透过率会高于5%,影响使用;coo含量超过0.10%则同样会导致905nm波长附近的透过率达不到89%。类似的,ceo2含量低于1%时,低于420nm波长的透过率会超过10%的设计指标;ceo2含量大于5%,会影响905nm波长附近透过率。mno2高于1%,同样会影响905nm波长附近透过率。
7、优选的,所述氧化物玻璃包括如下含量的组分:
8、sio2:55%~68%;
9、al2o3:0~25%;
10、ro:0~8%;
11、zno:0~10%;
12、tio2:4~10%;
13、mo:17%~22%;
14、f:0.5%~1.2%;
15、澄清剂:0~1%;
16、上述各组分质量百分比之和为100%;
17、其中,ro代表碱土氧化物,包括0~3%的bao、0~5%的cao和余量的mgo;
18、mo代表碱金属氧化物,包括5%~12%的na2o、5%~10%的k2o和0~2%的li2o。
19、在实际得应用中,调整氧化物玻璃中的成分,例如al2o3、cao、zno、li2o等,可以根据短波与长波透过率、玻璃化学稳定性需求、制备中的粘度及化学强化的需要适应性添加并进行调整,为本专利技术黑色光学玻璃的用途带来更多灵活的选择。
20、进一步优选的,所述澄清剂包括na2so4、nacl、caso4、sno2、sb2o3中的至少一种。
21、优选的,所述黑色光学玻璃于6mm厚度下在890~910nm波段的透过率>89%。
22、进一步优选的,所述黑色光学玻璃于6mm厚度下在860~930nm波段的透过率>89%。
23、优选的,所述黑色光学玻璃于6mm厚度下在350~690nm波段的透过率<10%。
24、进一步优选的,所述黑色光学玻璃于6mm厚度下在350~690nm波段的透过率<5%。
25、优选的,所述黑色光学玻璃于6mm厚度下在250~350nm波段的透过率<5%。
26、进一步优选的,所述黑色光学玻璃于6mm厚度下在250~350nm波段的透过率为0%。
27、优选的,所述黑色光学玻璃依据jb/t 10576标准检测的耐水性分类级别不低于二级。
28、进一步优选的,所述黑色光学玻璃的耐水性分类级别为一级。
29、优选的,所述黑色光学玻璃依据jb/t 10576标准检测的耐酸性分类级别不低于二级。
30、进一步优选的,所述黑色光学玻璃的耐酸性分类级别为一级。
31、优选的,所述黑色光学玻璃需满足克氏硬度不低于485·107pa的性能指标。
32、进一步优选的,所述黑色光学玻璃的克氏硬度≥500·107pa。
33、优选的,所述黑色光学玻璃需满足弹性模量不低于70gpa,剪切模量不低于30gpa的性能指标。
34、进一步优选的,所述黑色光学玻璃的弹性模量≥75gpa。
35、根据玻璃的成分挑中,其性能会在一定范围内浮动。以上的优选参数是基于黑色光学玻璃在不同使用需求下的较佳应用技术指标;进一步优选参数范围下,黑色光学玻璃将具有更优异的综合性能,发挥最佳的功能。
36、黑色光学玻璃在使用时呈现黑色,其化学稳定性好,硬度高,无需热处理和镀膜等生产工艺,可稳定生产的近红外透905nm附近波长的黑色滤光片玻璃。使用时对905nm左右近红外波段的激光透过率高,对紫外、可见波和远红外波段的透过率低,能够很好的遮蔽窗口后面的光电器件,过滤非激光应用波长的光线,使系统的信噪比高,可用于例如增强激光雷达的探测能力等方面。
37、在本专利技术的第二方面,提供了本专利技术第一方面的黑色光学玻璃的应用,具体是作为近红外透过玻璃在滤波领域中的应用。
38、与现有技术相比,本专利技术具有以下优点和有益效果:
39、本专利技术提供了一种黑色光学玻璃,采用特定含量的着色成分,能够吸收紫外、可视区和远红外区波段,并本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种透近红外的黑色光学玻璃,所述黑色光学玻璃由氧化物玻璃和着色成分构成,其特征在于,以着色成分占氧化物玻璃的质量百分比计,所述着色成分包括如下含量的组分:
2.根据权利要求1所述的黑色光学玻璃,其特征在于,所述氧化物玻璃包括如下含量的组分:
3.根据权利要求2所述的黑色光学玻璃,其特征在于:所述澄清剂包括Na2SO4、NaCl、CaSO4、SnO2、Sb2O3中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的黑色光学玻璃,其特征在于:所述黑色光学玻璃于6mm厚度下在860~930nm波段的透过率>89%。
5.根据权利要求1所述的黑色光学玻璃,其特征在于:所述黑色光学玻璃于6mm厚度下在350~690nm波段的透过率<10%。
6.根据权利要求1所述的黑色光学玻璃,其特征在于:所述黑色光学玻璃于6mm厚度下在250~350nm波段的透过率<5%。
7.根据权利要求1所述的黑色光学玻璃,其特征在于:所述黑色光学玻璃依据JB/T10576标准检测的耐水性分类级别不低于二级;耐酸性分类级别不低于一级。
8.根
9.根据权利要求1所述的黑色光学玻璃,其特征在于:所述黑色光学玻璃需满足弹性模量不低于70GPa,剪切模量不低于30GPa的性能指标。
10.一种根据权利要求1~9任一项所述的黑色光学玻璃的应用,其特征在于:作为近红外透过玻璃在滤波领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种透近红外的黑色光学玻璃,所述黑色光学玻璃由氧化物玻璃和着色成分构成,其特征在于,以着色成分占氧化物玻璃的质量百分比计,所述着色成分包括如下含量的组分:
2.根据权利要求1所述的黑色光学玻璃,其特征在于,所述氧化物玻璃包括如下含量的组分:
3.根据权利要求2所述的黑色光学玻璃,其特征在于:所述澄清剂包括na2so4、nacl、caso4、sno2、sb2o3中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的黑色光学玻璃,其特征在于:所述黑色光学玻璃于6mm厚度下在860~930nm波段的透过率>89%。
5.根据权利要求1所述的黑色光学玻璃,其特征在于:所述黑色光学玻璃于6mm厚度下在350~690nm波段的透过率<10%。
【专利技术属性】
技术研发人员:杨景顺,李辉,
申请(专利权)人:湖北戈碧迦光电科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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