光学玻璃制造技术

技术编号:7044803 阅读:287 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供了一种光学玻璃,所述光学玻璃的折射率nd为1.6~1.7,阿贝数υd为50~60,所述光学玻璃按氧化物重量百分比计含有以下组分:SiO2,15~24%;B2O3,20~30%;La2O3,7~15%;CaO,5~10%;SrO,5~10%;BaO,20~30%;ZrO2,0~3%;Y2O3,0~3%;Sb2O3,0~1%;Al2O3,0~3%。本发明专利技术的玻璃组成具有价格较低,易于批量生产,且耐失透性能优良等特点。在650℃~1200℃保温45分钟后使用显微镜观察,均没有发现玻璃有析晶。而且本发明专利技术的玻璃料性适中,非常适合于玻璃的模压成型,采用连熔炉生产,玻璃的条纹和气泡都非常理想。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学玻璃,特别是涉及一种环保型光学玻璃。
技术介绍
随着科学技术的进步和人们对环境越来越重视,环保型光学玻璃已经是光学玻璃大军的主流,但是环保型光学玻璃使用的一些原料如Gd203、Ta2O5储量稀缺价格又高,导致生产成本增加。或者影响了光学玻璃的一些性能,如气泡和条纹等缺陷难以消除,且存在熔炼难度增加,批量生产良品率低等问题。随着光学系统的精密化、小型化的发展,非球面透镜正逐渐成为主流,而为了降低成本,有别于传统冷加工的精密模压技术正逐步得到推广应用。和传统冷加工方式相比,精密模压技术更易于实现非球面透镜的批量生产,而且成本更低。作为精密模压的光学玻璃需要考虑玻璃的工艺性能即料性,指玻璃熔液降温过程中粘度随温度变化的快慢,粘度变化慢的玻璃料性就长,反之粘度变化快的玻璃料性就短。玻璃料性长,压型过程可调整的操作温度和操作时间范围宽,但是压型所得的光学元件易变型。而玻璃料性短,玻璃压型的温度、时间可调整区间窄,压型过程中容易出现炸裂等问题,只有料性适中才易于得到外型理想的光学元件。在B2O3-SiO2-La2O3体系中玻璃料性影响因素最大的是SiO2和碱金属氧化物含量的多少,只有合适的含量才能得到料性适中的玻璃。而且SiO2的含量过低或碱金属氧化物含量过高,会导致玻璃液粘度太低,对条纹不利,如果SiO2的含量过高,熔化温度较高,生产过程中熔融态的玻璃液表面容易出现难熔的皮子,导致玻璃中易出现结石,玻璃品质恶化。并且玻璃的Tg升高,也不利于玻璃压型。专利申请200780006271. 6中,B2O3的含量为46 70%,B2O3含量过高,虽然化料性能较好,但是B2O3含量过高,玻璃粘度过小,对成型不利,而且B2O3挥发严重,且对生产过程玻璃折射率和色散的稳定控制不利,批量生产中易产生条纹缺陷影响玻璃品质。专利申请200510053539. 4和200780006104. 1中,其光学玻璃含有大量的Gd2O3, 导致原料成本较高,不利于降低成本。专利申请200680037692.0中,其光学玻璃含有价格昂贵的Ta2O5,不利于降低成本。为了实现上述目的,经过反复试验,本专利技术的SiO2含量控制在15 24%、B2O3含量控制在20 30%、在这个范围所生产的玻璃的条纹和气泡都非常少,而且生产稳定性非常好,在650°C 1200°C保温45分钟均没有发现玻璃有析晶,玻璃料性适中,非常适合连熔生产和模压成型。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种成本较低,性能优异,批产良品率高的环保型光学玻果。本专利技术提供了一种光学玻璃,所述光学玻璃的折射率nd为1. 6 1. 7,阿贝数υ d为50 60,所述光学玻璃按氧化物重量百分比计含有以下组分Si02,15 24% ;B203,20 30% ;La2O3, 7 15% ;CaO, 5 10% ;SrO, 5 10% ;B a0,20 30% ;ZrO2,0 3% ;Y2O3, 0 3% ;Sb2O3,0 1% ;Al2O3,0 3%0本专利技术的玻璃组成具有价格较低,易于批量生产,且耐失透性能优良等特点。在 650°C 1200°C保温45分钟后使用显微镜观察,均没有发现玻璃有析晶。而且本专利技术的玻璃料性适中,非常适合于玻璃的模压成型,采用连熔炉生产,玻璃的条纹和气泡都非常理术g;ο具体实施例方式本专利技术提供的光学玻璃的折射率nd为1.6 1.7,阿贝数ud为50 60,所述光学玻璃按氧化物重量百分比计含有以下组分Si02,15 24% ;B2O3,20 30% ;La2O3,7 15% ; CaO, 5 10% ;SrO, 5 10% ;BaO, 20 30 % ; ZrO2,0 3% ; Y2O33% ; Sb2O3, 0 ;Al2O3,0 3%。根据本专利技术提供的光学玻璃,SiO2是本专利技术光学玻璃的必需组分,SiO2作为玻璃生成体,能强化玻璃的网络结构,提高玻璃的稳定性,同时SiO2也是控制玻璃粘度的主要组分。当含量过低时,玻璃的化学稳定性将降低,同时也达不到控制玻璃的粘度的作用,当含量过高时会造成熔炼温度过高,熔化过程出现难熔的皮子,转变温度升高,不利于玻璃成型,因此SiO2的含量应为15 24重量%最为合适。B2O3和SiO2—样也是本专利技术光学玻璃的必需组分,B2O3不但是网络生产体,同时也是助熔剂,合适的B2O3含量有利于降低玻璃熔炼温度和提高玻璃的稳定性。当B2O3过高时, B2O3挥发严重,玻璃的光学性质不易控制,而且玻璃的粘度过小,成型时容易出现条纹,当含量过低时玻璃熔制困难,降低了生产效率。所以B2O3含量应为20 30重量%最为合适。为了提高本专利技术的光学玻璃的折射率,在光学玻璃中引入了 La2O3和Y2O3,且La2O3 和Y2O3的含量不能过高,它们的含量过高时,光学玻璃的析晶性能会变差,它们的含量过低时不能满足光学玻璃折射率的要求。因此它们的含量应为,La2O3的含量7 15重量%、Υ203 的含量0 3重量%。为了提高本专利技术光学玻璃的化学稳定性和优化玻璃的着色度性能,大量的引入了 SrO、BaO, CaO等碱土金属氧化物,使着色度不大于(λ 8(1/ λ 5) 350/265,化学稳定性达到 Da:3、Dw:3。碱土金属氧化物优选控制范围CaO的含量5 10%、Sr0的含量5 10%、Ba0 的含量20 30%。而且,BaO、SrO和CaO的重量百分比之和为35 45%,目的是使玻璃的化学性质更加趋于稳定,且着色度下限λ 5不大于265nm。向本专利技术的光学玻璃中引入&02、Al2O3两种氧化物的目的是对玻璃进行杂化,降低玻璃的析晶倾向,同时也起到调节玻璃光学性质的作用。其最佳范围是的含量0 3%, Al2O3的含量0 3%0向本专利技术的光学玻璃中引入微量的Sb2O3,可以消除镧系玻璃的着色现象。其最佳含量为0 1%。本专利技术光学玻璃的配方组成中不含有对环境有害的Hg、As、Pb和Cd等元素,不含有ZnO等对钼金有损害的成分,也不含有对玻璃着色度有损害的TiO2和WO3等,而且不含有价格昂贵的Gd2O3和Ta2O5。根据本专利技术提供的光学玻璃,其中所述光学玻璃的着色度λ8(1/λ5不大于 35CV265。本专利技术光学玻璃的制备方法可以采用本领域技术人员公知的方法。例如,按重量百分比称量玻璃原料的各组分,将所有组分充分混合均勻,然后加入钼金坩埚内。在 1250-1350°C下将混合均勻的玻璃原料高温熔融、澄清、均化,得到熔融态的玻璃熔液,接着将玻璃熔液降温到1050-1200°C。将该玻璃熔液浇入预热后的模具中,待玻璃四周凝固后, 将玻璃块放入退火炉中进行退火,退火后即得到光学玻璃。 下面采用实施例的方式来具体描述本专利技术。实施例1-4以及比较例1-41、各按照表1中所示出的重量百分比称量各组分的氧化物、硝酸盐或碳酸盐等光学玻璃常用原料,充分混合均勻后加入钼金坩埚内。2、在1250-1350°C下经高温熔融、澄清、均化,得到所需要的熔融态的玻璃熔液,然后将其降温到1050-1200°C。3、将玻璃熔液浇入预热后的模具中,待玻璃四周凝固后,将玻璃块放入退火炉中进行退火,退火完成后即得该光学玻璃。性能测本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种光学玻璃,所述光学玻璃的折射率nd为1.6~1.7,阿贝数υd为50~60,所述光学玻璃按氧化物重量百分比计含有以下组分:SiO2       15~24%;B2O3       20~30%;La2O3      7~15%;CaO        5~10%;SrO        5~10%;BaO        20~30%;ZrO2       0~3%;Y2O3       0~3%;Sb2O3      0~1%;Al2O3      0~3%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张小东胡向平唐雪琼张卫梁立新
申请(专利权)人:湖北新华光信息材料有限公司
类型:发明
国别省市:42

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