CN101982434A - 高折射率,低色散环保镧系光学玻璃,TZLaF4 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高折射率,低色散环保镧系光学玻璃TZLaF4,含有按重量百分比计算的如下组份:SiO2 5-9%,B2O3 9-18%,ZrO2 6-10%,La2O3 41-60%,TiO2 3-5.5%,Nb2O5 3-6%,Ta2O5 4-9%,Y2O3 1-5%,Gd2O3 1-6%,WO3 5-9%。将上述组份混合,经1430℃~1490℃熔制,1200℃成型;再经650℃~700℃精密退火7天左右,TZLaF4是用于制造数码相机,数码摄像机及高级手机等高折射率低色散镧系光学玻璃。
Description
技术领域:
本发明涉及一种高折射率,低色散环保镧系光学玻璃,TZLaF4,是重镧火石玻璃大类中的一个牌号,是制造数码相机,数码摄像机、手机、显微镜等必要的配套材料,同时也被广泛地运用于航天、航空等高折射率低色散的镧系光学玻璃。
背景技术
TZLaF4具有折射率高nd:1.91042,色散低nF-nc:0.02567的特点,它的折射率在所有重镧火石玻璃中是最高的,所以在试制过程中具有很大的难度,在配方的试制过程中要增加氧化镧La2O3、氧化钽Ta2O5、氧化铌Nb2O5、氧化钨WO3等氧化物的含量,氧化镧的含量在45%以下时对玻璃的析晶性能影响不大,但含量要大于45%以上且逐步增加时,玻璃的析晶性能要变差,这给实际生产带来不利,氧化钽Ta2O5的适当引入有助于玻璃析晶性能的提高,但引入量超过8%以上时析晶性能要差,氧化铌Nb2O5的性质与氧化钽Ta2O5的性质相接近,氧化钨WO3的过量引入也容易使玻璃析晶性能变差,但为了提高玻璃的折射率,我们必须尽可能多地引入以上这四种氧化物,这就需要有一个合理的配比,必须经过多次的配方调试反复试验最后得到理想的配比组成。
发明内容
本发明T ZLaF4按重量百分比计量的组份为:SiO2 5-8%,B2O3 10-18%,ZrO2 6-9%,La2O3 41-58%,TiO2 3-4.5%,Nb2O5 3-5.5%,Ta2O56-9%,Y2O3 1-4%,Gd2O3 1-5%,WO3 5-7%。
采用上述配方,制造重镧火石玻璃TZLaF4时,先将各组份混合均匀,在1450℃~1500℃铂金坩埚中熔制,采用的加热方式为用硅钼棒电加热,采用漏料工艺拉制成各种规格的板料,经过网带粗退火,爆成各种长度尺寸,然后在精密退火炉中升到退火温度640℃~680℃保温15小时再按工艺降温,7天左右降到室温。
氧化硅SiO2及氧化硼B2O3作为玻璃的生成体,是必不可少的,,但过量的引入要引起玻璃折射率降低,所以在确保玻璃析晶性能尚可的前提下,要尽 可能少引入氧化硅SiO2及氧化硼B2O3的含量,以保证玻璃有很高的折射率,引入适量的氧化锆ZrO2有助于玻璃的化学稳定性及提高玻璃的折射率,引入适量的氧化钛有助于提高玻璃的折射率,只要引入量不多,也不会引起玻璃色散的大幅度提高,引入适量的氧化钆Gd2O3有部分取代氧化镧的作用,同时增加了玻璃的组份,有助于玻璃体的形成,提高了玻璃的折晶性能。本发明中无AS2O3、PbO、CdO,属于环保光学玻璃。
具体实施方式
下面再用实施例,对本发明作进一步的说明:
SiO2二氧化硅,B2O3氧化硼,ZrO2氧化锆,La2O3氧化镧,TiO2氧化钛,Nb2O5氧化铌,Ta2O5氧化钽,Y2O3氧化钇,Gd2O3氧化钆,WO3氧化钨。
本发明的实施例1-5组份,工艺参数性能如下表:
组份 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
SiO2 | 5.00 | 5.20 | 5.70 | 7.20 | 8.00 |
B2O3 | 10.10 | 14.50 | 13.80 | 12.00 | 18.00 |
La2O3 | 57.80 | 48.20 | 48.20 | 41.00 | 43.10 |
ZrO2 | 6.00 | 6.10 | 6.10 | 9.00 | 6.20 |
TiO2 | 3.00 | 4.50 | 4.60 | 4.20 | 4.50 |
Nb2O5 | 3.10 | 4.80 | 5.50 | 4.20 | 5.50 |
Ta2O5 | 6.00 | 6.90 | 6.60 | 9.00 | 6.20 |
Y2O3 | 3.80 | 2.60 | 3.30 | 1.50 | 1.20 |
Gd2O3 | 1.00 | 1.80 | 1.60 | 5.00 | 1.30 |
WO3 | 5.00 | 5.90 | 5.80 | 7.00 | 5.90 |
合计 | 100.80 | 100.50 | 101.20 | 100.10 | 99.90 |
熔制温 | 1450 | 1460 | 1450 | 1450 | 1450 |
加料温 | 1430 | 1420 | 1420 | 1440 | 1440 |
出炉温 | 1210 | 1220 | 1220 | 1200 | 1200 |
退火温 | 670 | 670 | 680 | 660 | 660 |
nd | 1.91180 | 1.91130 | 1.91000 | 1.91070 | 1.91090 |
Vd | 35.52 | 35.54 | 35.45 | 35.49 | 35.53 |
标准nd:1.91042 Vd:35.47比重5.18g/cm3
本发明的上述各实例的制造工艺程序基本相同,以上实例均在1立升的铂金坩埚中熔制,采用铂金搅拌器,用硅钼棒电加热的炉子试制。
将各组份混和均匀后,加入1立升的铂金坩埚中,将粉料熔化后再用铂金叶桨搅拌4-5小时,加料温度为1440℃,高搅温度为1450℃,降温到1200℃左右用钳子将坩埚钳出炉子,在铸铁模具中浇注成型,660℃保温2H,-10℃/H降温到500℃左右闭电,室温取出玻璃,测nd,nF,nc,光吸收,膨胀系数α,转变温度Tg,比重及化学稳定性。
目前,TZLaF4可以在60立升的单坩埚铂金坩埚中用漏料法生产各种规格的玻璃,用户使用后反映满意,每年的销量可达到10吨左右,经济效益可观。
Claims (2)
1.高折射率,低色散环保镧系光学玻璃,TZLaF4,其特征在于含有按重量百分比计量的如下组份:SiO2 5%-9%,B2O3 9%-18%,ZrO2 6%-10%,La2O3 41%-60%,TiO2 3%-5.5%,Nb2O5 3%-6%,Ta2O5 4%-9%,Y2O31%-5%,Gd2O3 1%-6%,WO3 5%-9%。
2.制备基于权利要求1所述的高折射率,低色散环保镧系光学玻璃,TZLaF4的方法,其特征在于将上述组份混合,经1430℃~1490℃熔制1200℃成型;再经650℃~700℃精密退火7天左右,即可获得。
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2010
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