CN117105524A - 光学玻璃 - Google Patents
光学玻璃 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117105524A CN117105524A CN202311230962.1A CN202311230962A CN117105524A CN 117105524 A CN117105524 A CN 117105524A CN 202311230962 A CN202311230962 A CN 202311230962A CN 117105524 A CN117105524 A CN 117105524A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass
- optical glass
- bao
- optical
- cao
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 138
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 29
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 25
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 17
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 17
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 13
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 3
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 210000001808 exosome Anatomy 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- -1 oxide Chemical compound 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
- C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供一种降低甚至不含铅、化学稳定性好、相对部分色散小的光学玻璃。光学玻璃，其重量百分比组成包括：SiO2：12‑35％，La2O3：0‑14％，ZnO：0‑14％，ZrO2：0‑10％，BaO：8‑35％，Nb2O5：15‑43％。本发明通过合理的配方设计，使光学玻璃折射率为1.82‑1.88、阿贝数为27‑33，光学玻璃化学稳定性好，抗析晶性能优异且玻璃的相对部分色散小，可广泛应用于数码照相机、数字摄像机、照相手机等设备。
Description
本申请是针对申请号为201810259289.7，申请日为2018年03月27日，名称为“光学玻璃”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种折射率为1.82-1.88、阿贝数为27-33的光学玻璃，以及由该光学玻璃构成的玻璃预制件和光学元件。
背景技术
在光学设计中，由高折射、高色散光学玻璃制成的透镜与由低折射、低色散光学玻璃制成的透镜结合使用，以修正光学***的色差。高折射、高色散光学玻璃领域中已知的是含大量铅的玻璃，如JP特开57-34042，其中含有大量的氧化铅，导致化学稳定性较差，同时玻璃比重大，不适应目前轻量化的需要，同时氧化铅对环境也有害。
除了部分含有氧化铅外，高折射高色散玻璃大多还采用磷酸盐***，致使玻璃的化学稳定性差，使得玻璃在后期的加工和镀膜流程中良品率降低，CN104981439A公开了一种折射率为1.78-1.83、阿贝数为20-25的高折射高色散玻璃，其含有20-34％的P2O5，导致玻璃的化学稳定性差，从而给后期加工带来困难，降低产品的市场竞争能力。
同时，伴随着成像***的发展，需要在摄像光学***中实现矫正高次色差，这就需要高折射率高色散透镜除了具有高色散特性之外，还需要满足相对部分色散小的特点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种降低甚至不含铅、化学稳定性好、相对部分色散小的光学玻璃。
本发明还要提供一种由上述光学玻璃形成的玻璃预制件和光学元件。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：光学玻璃，其重量百分比组成包括：SiO2 10-35％，La2O3 0-14％，ZnO 0-14％，ZrO2 0-10％，BaO 8-35％，Nb2O5 15-43％。
进一步的，其重量百分比组成还包括：B2O3 0-10％，Al2O3 0-10％，Gd2O30-10％，Y2O3 0-10％，Yb2O3 0-10％，Li2O 0-10％，Na2O 0-10％，K2O 0-10％，MgO 0-10％，CaO 0-15％,SrO 0-10％，Ta2O5 0-15％，TiO2 0-10％，WO3 0-10％，Sb2O3 0-1％。
进一步的，其重量百分比组成为：SiO2 10-35％，La2O3 0-14％，ZnO 0-14％，ZrO20-10％，BaO 8-35％，Nb2O5 15-43％，B2O3 0-10％，Al2O3 0-10％，Gd2O3 0-10％，Y2O3 0-10％，Yb2O3 0-10％，Li2O 0-10％，Na2O 0-10％，K2O 0-10％，MgO 0-10％，CaO 0-15％,SrO0-10％，Ta2O5 0-15％，TiO2 0-10％，WO3 0-10％，Sb2O3 0-1％。
进一步的，其中，SiO2 12-33％，和/或B2O3 0-8％，和/或Al2O3 0-5％，和/或La2O33-13％，和/或Gd2O3 0-5％，和/或Y2O3 0-5％，和/或Yb2O3 0-5％，和/或ZnO 1-12％，和/或ZrO2 0.5-9％，和/或Li2O 0-5％，和/或Na2O 0-5％，和/或K2O 0-5％，和/或MgO 0-5％，和/或CaO 0-10％，和/或SrO 0-5％，和/或BaO 10-33％，和/或Ta2O5 0-10％，和/或TiO2 0-5％，和/或Nb2O5 18-40％，和/或WO3 0-5％，和/或Sb2O3 0-0.5％。
进一步的，其中，(La2O3+ZnO)/ZrO2为0.5-9，和/或Li2O+Na2O+K2O为0-10％，和/或BaO+SrO+CaO+MgO为15-33％，和/或Ba0/(BaO+SrO+CaO+MgO)为0.5-0.95，和/或TiO2/Nb2O5为0-0.3。
进一步的，其中，SiO2 15-30％，和/或B2O3 0-5％，和/或La2O3 4-12％，和/或ZnO2-11％，和/或ZrO2 1-8.5％，和/或Li2O 0-4％，和/或CaO 0-5％，和/或SrO 0-3.5％，和/或BaO 12-30％，和/或Ta2O5 0-5％，和/或TiO2 0-2％。
进一步的，其中，(La2O3+ZnO)/ZrO2为1-7，和/或Li2O+Na2O+K2O为0-5％，和/或BaO+SrO+CaO+MgO为18-30％，和/或Ba0/(BaO+SrO+CaO+MgO)为0.55-0.9，和/或TiO2/Nb2O5为0-0.2。
进一步的，其中，(La2O3+ZnO)/ZrO2为1.5-5，和/或Ba0/(BaO+SrO+CaO+MgO)为0.6-0.85，和/或TiO2/Nb2O5为0-0.1。
进一步的，玻璃折射率为1.82-1.88，优选为1.83-1.87；玻璃阿贝数为27-33，优选为28-32；玻璃相对色散Pg,F为0.5998以下，优选为0.5980以下，进一步优选为0.5960以下；光学玻璃λ70小于或等于420nm，优选λ70小于或等于410nm。
玻璃预制件，采用上述的光学玻璃形成。
光学元件，采用上述的光学玻璃形成。
本发明的有益效果是：本发明通过合理的配方设计，使光学玻璃折射率为1.82-1.88、阿贝数为27-33，光学玻璃化学稳定性好，抗析晶性能优异且玻璃的相对部分色散小，可广泛应用于数码照相机、数字摄像机、照相手机等设备。
具体实施方式
Ⅰ、光学玻璃
下面对本发明的光学玻璃的组成进行详细说明，各玻璃组分的含量、总含量如没有特别说明，都采用重量％表示，玻璃组分的含量与总含量之比以重量比表示。
SiO2是光学玻璃的骨架，作为玻璃网络生成体，具有维持玻璃化学稳定性、提高玻璃抗析晶性能的作用。当SiO2含量低于10％时，难以达到上述效果；但当SiO2含量高于35％时，则玻璃变得很难熔，且无法获得本发明所需要的折射率。因此，SiO2的含量为10-35％，优选为12-33％，更优选15-30％。
B2O3在本发明玻璃中也可以作为玻璃网络生成体。当B2O3含量大于10％时，玻璃的化学稳定性能变差，同时玻璃粘度变小，挥发增多，不利于折射率和色散的稳定控制。因此，B2O3含量限定在10％以下，优选8％以下，进一步优选5％以下。
Al2O3能改善玻璃的化学稳定性，但其含量超过10％时，玻璃的折射率降低明显，熔融性变差。因此，本发明Al2O3的含量为0-10％，优选为0-5％。
La2O3可有效提高玻璃的折射率，增强玻璃的化学稳定性和机械强度，并可降低玻璃的相对部分色散，但当其含量超过14％时，玻璃的抗析晶性能会出现明显恶化。因此，本发明的La2O3的含量为0-14％，优选含量为3-13％，进一步优选4-12％。
Gd2O3对于提高折射率降低色散有帮助，部分替代La2O3时能够提高玻璃抗析晶性能及化学稳定性，但是昂贵的原料价格限制了Gd2O3在玻璃中的使用。因此，本发明中Gd2O3的含量为0-10％，优选为0-5％。
本发明玻璃组分还可以引入Y2O3，以改善玻璃的熔融性、抗析晶性能，同时还可以降低玻璃析晶上限温度，提高玻璃化学稳定性，但若其含量超过10％，则玻璃的稳定性和耐失透性降低。因此，Y2O3含量范围为0-10％，优选为0-5％，进一步优选不含有。
Yb2O3也是玻璃可以添加的组分，当其含量超过10％时，玻璃的稳定性、耐失透性降低。因此，Yb2O3含量范围限定为0-10％，优选为0-5％，进一步优选不引入。
ZnO是提高玻璃化学稳定性的有效成分，ZnO的存在可以降低玻璃的转变温度，降低玻璃的高温粘度，有利于玻璃内气泡的消除。ZnO还可以降低玻璃的相对部分色散。但当ZnO含量少时，达不到上述效果；其含量过大时，一方面会使得玻璃的阿贝数降低，满足不了折射率的要求，另一方面使玻璃的析晶性能恶化。因此，ZnO的含量限定为0-14％，优选为1-12％，进一步优选为2-11％。
ZrO2可以提高玻璃折射率和化学稳定性，但其含量过高时，玻璃熔制会变得难以融化，熔炼温度会上升，容易导致玻璃内部出现夹杂物，玻璃透过率下降，同时增加玻璃制造成本，降低产品竞争力。因此，本发明的ZrO2的含量为0-10％，优选为0.5-9％，进一步优选为1-8.5％。
高折射高色散玻璃为了实现矫正高次色差，需要相对较小的相对部分色散。虽然这种玻璃的附加值高，但是在制造时也需要考虑熔制温度、玻璃内在等工艺性能的影响。发明人经过大量的研究表明，当La2O3和ZnO的总含量(La2O3+ZnO)与ZrO2的含量之比(La2O3+ZnO)/ZrO2范围为0.5-9时，才能获得折射率色散合适、相对色散低并且工艺性能好的玻璃，为了获得光学性能和工艺性能更好的玻璃，(La2O3+ZnO)/ZrO2优选范围为1-7，进一步优选范围为1.5-5。
作为碱金属氧化物的Li2O、Na2O和K2O，可以降低玻璃相对部分色散，提高玻璃熔融效果，使玻璃具有低的转变温度。当Li2O、Na2O和K2O的总含量(Li2O+Na2O+K2O)超过10％时，玻璃的折射率降低，并且化学稳定性恶化。因此，本发明中Li2O+Na2O+K2O的总含量限制在0-10％，优选范围为0-5％。
在碱金属氧化物中，Li2O对于降低玻璃相对部分色散有着明显的作用，但是其原料成本相对较高，大规模生产不经济，因此其含量限定在10％以下，优选控制在5％以下，进一步优选控制在4％以下。
Na2O、K2O是为调整光学数据、提高玻璃的熔融性、降低玻璃的转变温度而添加的，但是为了保持耐失透性和化学稳定性，Na2O、K2O的含量应分别低于10％。因此，Na2O、K2O的含量范围分别限定为0-10％，优选为0-5％。
MgO可有效降低玻璃的相对部分色散，但是MgO加入过多时玻璃的折射率达不到设计要求，玻璃的抗析晶性能和玻璃的稳定性会下降，同时玻璃的成本会快速上升。因此，MgO含量限定为0-10％，优选为0-5％，进一步优选为不添加。
CaO有助于提高玻璃的抗析晶性能，增加玻璃的机械强度和硬度。但是CaO添加过多时，会使得玻璃的光学数据达不到要求。因此，CaO含量限定为0-15％,优选为0-10％，进一步优选为0-5％。
SrO添加到玻璃中可以调节玻璃的折射率和阿贝数，但若添加量过大，玻璃的化学稳定性性能会下降，同时玻璃的成本也会快速上升。因此，SrO含量限定为0-10％，优选为0-5％，进一步优选为0-3.5％。
BaO是提高玻璃折射率、改善玻璃透过率的必要组分。当其含量低于8％时作用不明显；但当其含量超过35％时，则会使玻璃的抗析晶性能和化学稳定性变差。因此，BaO含量限定为8-35％，优选为10-33％，进一步优选为12-30％。
BaO、SrO、CaO、MgO属于碱土金属氧化物，在玻璃中属于网络外体，其加入玻璃中可以调整玻璃的折射率和色散，降低玻璃的高温粘度。然而，网络外体的加入量一旦超过网络结构的承载能力，玻璃的化学稳定性就会出现明显恶化。因此，BaO、SrO、CaO和MgO的总含量(BaO+SrO+CaO+MgO)限定为15-33％，优选为18-30％。
目前主流的制作镜片的工艺技术是采用“二次压型”来制作镜片毛坯，然后再抛光获得合格的玻璃镜片。光学玻璃的“二次压型”加工工艺是指将毛坯玻璃切割为小块，在炉体中加温至玻璃软化温度附近,然后将玻璃放入模具中，在外力的作用下加压获得合适的镜片形状。若玻璃在“二次压型”过程中形成析晶，就会导致压型件报废。发明者经过潜心研究发现，BaO与BaO、SrO、CaO和MgO的总含量(BaO+SrO+CaO+MgO)之间存在一定的比例时，才能保证玻璃压型不析晶。当BaO与(BaO+SrO+CaO+MgO)的比值Ba0/(BaO+SrO+CaO+MgO)在0.5-0.95之间时，可使玻璃的抗析晶性能和光学数据处在最优范围内，Ba0/(BaO+SrO+CaO+MgO)优选范围为0.55-0.9，进一步优选为0.6-0.85。
Ta2O5可有效提高玻璃的折射率，降低玻璃的相对部分色散，但当其含量超过15％时，一方面会使玻璃的析晶性能恶化，另一方面会使得玻璃的熔制变得困难，同时其价格昂贵会导致玻璃的成本大幅上升，降低产品的市场竞争力。因此，限定Ta2O5的范围为0-15％，进一步优选为0-10％，进一步优选为0-5％。
TiO2具有提高玻璃折射率的作用，并且能参与玻璃网络形成，适量引入可使玻璃更稳定，但引入后会使玻璃可见光区域的短波部分的透射率降低，玻璃的相对部分色散增加明显。因此，本发明TiO2的含量为0-10％，优选为0-5％，进一步优选为0-2％。
Nb2O5具有提高玻璃折射率和色散的作用，同时还具有提高玻璃化学稳定性的作用，适量的Nb2O5还有利于降低玻璃的相对部分色散。当其含量低于15％时，无法达到上述效果；当其含量超过43％，玻璃抗析晶性能恶化。因此，Nb2O5的含量范围为15-43％，优选含量为18-40％。
TiO2和Nb2O5同属于高折射高色散氧化物，相比而言，TiO2更有利于获得高折射高色散玻璃，但是TiO2会使得玻璃的透过率变差，增加玻璃的相对部分色散。发明人经过潜心研究发现，当TiO2与Nb2O5的含量比TiO2/Nb2O5维持在0-0.3时，才有利于获得折射率高、透过率良好和相对部分色散低的玻璃，优选TiO2/Nb2O5范围为0-0.2，进一步优选TiO2/Nb2O5范围为0-0.1。
WO3可以起到提高折射率的作用，但当其含量超过10％时，色散提高显著，并且玻璃可见光区域的短波长侧的透射率降低。因此，本发明WO3的含量为0-10％，优选为0-5％。
通过少量添加Sb2O3组分可以提高玻璃的澄清效果，但当Sb2O3含量超过1％时，玻璃有澄清性能降低的倾向，同时由于其强氧化作用促进了熔制玻璃的铂金或铂合金器皿的腐蚀以及成型模具的恶化。因此，本发明优选Sb2O3的添加量为0-1％，更优选为0-0.5％。
[光学玻璃的光学特性]
本发明的光学玻璃从赋予适于其用途的光学特性的角度考虑，玻璃折射率(nd)的范围为1.82-1.88，优选的范围为1.83-1.87；本发明玻璃的阿贝数(νd)的范围为27-33，优选范围为28-32。
[光学玻璃的相对部分色散]
相对部分色散(Pg,F)使用g线、F线、C线中的各折射率ng、nF、nC,将相对部分色散Pgf表示为(ng-nf)/(nf-nc)。
具体公式为：
本发明的光学玻璃从赋予适于其用途的光学特性的角度考虑，玻璃相对色散(Pg,F)的范围为0.5998以下，优选范围为0.5980以下，进一步优选为0.5960以下。
[光学玻璃的着色]
本发明玻璃的短波透射光谱特性用着色度(λ70)表示。λ70是指玻璃透射比达到70％时对应的波长，其中，λ70的测定是使用具有彼此平行且光学抛光的两个相对平面的厚度为10±0.1mm的玻璃，测定从280nm到700nm的波长域内的分光透射率并表现出透射率70％的波长。所谓分光透射率或透射率是在向玻璃的上述表面垂直地入射强度Iin的光，透过玻璃并从一个平面射出强度Iout的光的情况下通过Iout/Iin表示的量，并且也包含了玻璃的上述表面上的表面反射损失的透射率。玻璃的折射率越高，表面反射损失越大。因此，在高折射率玻璃中，λ70的值小意味着玻璃自身的着色极少。
本发明的光学玻璃λ70小于或等于420nm，优选λ70小于或等于410nm，能够提供构成彩色平衡优良的摄像光学***或投射光学***的光学元件。基于此，本发明的光学玻璃适于作为构成摄像光学***和投射光学***的光学元件材料。
[玻璃的抗析晶性能]
将样品玻璃切割为20×20×10mm规格，放入温度为700-900℃的马弗炉中保温30分钟，取出后放入保温棉中徐冷，冷却后,表面抛光，显微镜下观察析晶情况。
[玻璃的化学稳定性]
光学元件在制造和使用过程中，其抛光表面抵抗各种侵蚀介质作用的能力称为玻璃的化学稳定性。
本发明玻璃的耐水作用稳定性DW(粉末法)、耐酸作用稳定性DA(粉末法)均为2类以上，优选为1类以上。
上述耐水作用稳定性DW(粉末法)按GB/T17129的测试方法，根据下式计算：
DW＝(B-C)/(B-A)*100
式中：DW—玻璃浸出百分数(％)
B—过滤器和试样的质量(g)
C—过滤器和侵蚀后试样的质量(g)
A—过滤器质量(g)
由计算得出的浸出百分数，将光学玻璃耐水作用稳定DW分为6类见下表。
| 类别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 浸出百分数(DW) | <0.04 | 0.04-0.10 | 0.10-0.25 | 0.25-0.60 | 0.60-1.10 | >1.10 |
上述耐酸作用稳定性DA(粉末法)按GB/T17129的测试方法，根据下式计算：
DA＝(B-C)/(B-A)*100
式中：DA—玻璃浸出百分数(％)
B—过滤器和试样的质量(g)
C—过滤器和侵蚀后试样的质量(g)
A—过滤器质量(g)
由计算得出的浸出百分数，将光学玻璃耐酸作用稳定DA分为6类见下表。
| 类别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 浸出百分数(DA) | <0.20 | 0.20-0.35 | 0.35-0.65 | 0.65-1.20 | 1.20-2.20 | >2.20 |
Ⅱ、玻璃预制件与光学元件
本发明还提供一种光学玻璃预制件和光学元件，由上述光学玻璃按照本领域技术人员熟知的方法形成，并且所述的光学预制件和光学元件可以应用于数码照相机、数字摄像机、照相手机等设备。
实施例
采用如下实施例对本发明进行解释，但本发明不应局限于这些实施例。
[光学玻璃实施例]
首先，为了得到具有表1～表2所示的组成的玻璃No.1～20，使用碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氢氧化物、氧化物、硼酸等作为原料，将光学玻璃成分所对应的原料按比例称量各原料，充分混合后成为调合原料，将该调合原料放入到铂制坩埚内，加热至1250～1450℃，并澄清搅拌3～5小时后成为均匀的熔融玻璃，再将该熔融玻璃浇注到预热的模中并在600～700℃保持2～4小时之后进行缓冷，得到玻璃No.1～20的各光学玻璃。
另外，通过以下所示的方法测定各玻璃的特性，并将测定结果表示在表1～表2中。
(1)折射率(nd)和阿贝数(νd)
折射率与色散系数按照GB/T7962.11-2010规定的方法进行测试。
(2)光学玻璃的相对部分色散(Pg,F)
本发明光学玻璃的相对部分色散(Pg,F)按照上面所述公式计算得出。
(3)玻璃着色度(λ70)
使用具有彼此相对的两个光学抛光平面的厚度为10±0.1mm的玻璃样品，测定分光透射率，根据其结果而计算得出。
(4)玻璃的抗析晶性能
将样品玻璃切割为20×20×10mm规格，放入温度为700-900℃的马弗炉中保30分钟，取出后放入保温棉中徐冷，冷却后表面抛光，在显微镜下观察表面析晶情况，以K表示。无明显析晶记做“A”,有明显析晶记为“B”。
(5)玻璃的化学稳定性
按GB/T 17129的测试方法进行测量，根据上述公式进行计算。
表1
表2
[光学预制件实施例]
将表1中实施例1所得到的光学玻璃切割成预定大小，再在表面上均匀地涂布由氮化硼粉末构成的脱模剂，然后将其加热、软化，进行加压成型，制作凹弯月形透镜、凸弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等各种透镜、棱镜的预制件。
[光学元件实施例]
将上述光学预制件实施例所得到的这些预制件退火，在降低玻璃内部的变形的同时进行微调，使得折射率等光学特性达到所需值。
接着，对各预制件进行磨削、研磨，制作凹弯月形透镜、凸弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等各种透镜、棱镜。所得光学元件的表面上还可涂布防反射膜。
本发明玻璃的折射率为1.82-1.88，阿贝数为27-33。该光学玻璃化学稳定性好，抗析晶性能优异且玻璃的相对部分色散小，可广泛应用于数码照相机、数字摄像机、照相手机等设备。
Claims (9)
1.光学玻璃，其特征在于，其重量百分比组成包括：SiO2：12-35％，La2O3：0-14％，ZnO：0-14％，ZrO2：0-10％，BaO：8-35％，Nb2O5：15-43％。
2.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，其重量百分比组成还包括：B2O3：0-10％，和/或Al2O3：0-10％，和/或Gd2O3：0-10％，和/或Y2O3：0-10％，和/或Yb2O3：0-10％，和/或Li2O：0-10％，和/或Na2O：0-10％，和/或K2O：0-10％，和/或MgO：0-10％，和/或CaO：0-15％,和/或SrO：0-10％，和/或Ta2O5：0-15％，和/或TiO2：0-10％，和/或WO3：0-10％，和/或Sb2O3：0-1％。
3.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，其重量百分比组成为：SiO2：12-35％，La2O3：0-14％，ZnO：0-14％，ZrO2：0-10％，BaO：8-35％，Nb2O5：15-43％，B2O3：0-10％，Al2O3：0-10％，Gd2O3：0-10％，Y2O3：0-10％，Yb2O3：0-10％，Li2O：0-10％，Na2O：0-10％，K2O：0-10％，MgO：0-10％，CaO：0-15％,SrO：0-10％，Ta2O5：0-15％，TiO2：0-10％，WO3：0-10％，Sb2O3：0-1％。
4.如权利要求1-3任一所述的光学玻璃，其特征在于，其中：SiO2：12-33％，优选SiO2：15-30％，和/或B2O3：0-8％，优选B2O3：0-5％，和/或Al2O3：0-5％，和/或La2O3：3-13％，优选La2O3：4-12％，和/或Gd2O3：0-5％，和/或Y2O3：0-5％，和/或Yb2O3：0-5％，和/或ZnO：1-12％，优选ZnO：2-11％，和/或ZrO2：0.5-9％，优选ZrO2：1-8.5％，和/或Li2O：0-5％，优选Li2O：0-4％，和/或Na2O：0-5％，和/或K2O：0-5％，和/或MgO：0-5％，和/或CaO：0-10％，优选CaO：0-5％，和/或SrO：0-5％，优选SrO：0-3.5％，和/或BaO：10-33％，优选BaO：12-30％，和/或Ta2O5：0-10％，优选Ta2O5：0-5％，和/或TiO2：0-5％，优选TiO2：0-2％，和/或Nb2O5：18-40％，和/或WO3：0-5％，和/或Sb2O3：0-0.5％。
5.如权利要求1-3任一所述的光学玻璃，其特征在于，其中：(La2O3+ZnO)/ZrO2为0.5-9，优选(La2O3+ZnO)/ZrO2为1-7，更优选(La2O3+ZnO)/ZrO2为1.5-5，和/或Li2O+Na2O+K2O为0-10％，优选Li2O+Na2O+K2O为0-5％，和/或BaO+SrO+CaO+MgO为15-33％，优选BaO+SrO+CaO+MgO为18-30％，和/或Ba0/(BaO+SrO+CaO+MgO)为0.5-0.95，优选Ba0/(BaO+SrO+CaO+MgO)为0.55-0.9，更优选Ba0/
(BaO+SrO+CaO+MgO)为0.6-0.85，和/或TiO2/Nb2O5为0-0.3，优选TiO2/Nb2O5为0-0.2，更优选TiO2/Nb2O5为0-0.1。
6.如权利要求1-3任一所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的折射率为1.82-1.88，优选为1.83-1.87；阿贝数为27-33，优选为28-32。
7.如权利要求1-3任一所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的相对部分色散Pg,F为0.5998以下，优选为0.5980以下，更优选为0.5960以下；λ70小于或等于420nm，优选λ70小于或等于410nm。
8.玻璃预制件，采用权利要求1-7任一所述的光学玻璃形成。
9.光学元件，采用权利要求1-7任一所述的光学玻璃形成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311230962.1A CN117105524A (zh) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | 光学玻璃 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311230962.1A CN117105524A (zh) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | 光学玻璃 |
| CN201810259289.7A CN108249755A (zh) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | 光学玻璃 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810259289.7A Division CN108249755A (zh) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | 光学玻璃 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117105524A true CN117105524A (zh) | 2023-11-24 |
Family
ID=62747471
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311230962.1A Pending CN117105524A (zh) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | 光学玻璃 |
| CN201810259289.7A Pending CN108249755A (zh) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | 光学玻璃 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810259289.7A Pending CN108249755A (zh) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | 光学玻璃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (2) | CN117105524A (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109205616B (zh) * | 2018-11-21 | 2021-06-25 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器 |
| CN109437556B (zh) * | 2018-12-07 | 2022-05-03 | 成都光明光电股份有限公司 | 重镧火石玻璃及其预制件、光学元件和光学仪器 |
| CN109502964B (zh) * | 2018-12-07 | 2023-03-28 | 成都光明光电股份有限公司 | 重镧火石玻璃及其预制件、光学元件和光学仪器 |
| CN109650717B (zh) * | 2019-02-28 | 2021-10-26 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃 |
| CN115448591B (zh) * | 2022-10-18 | 2023-07-25 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、光学元件和光学仪器 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5950048A (ja) * | 1982-09-16 | 1984-03-22 | Ohara Inc | 光学ガラス |
| JP4466955B2 (ja) * | 2005-07-15 | 2010-05-26 | Ｈｏｙａ株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブおよび光学素子 |
| JP5767179B2 (ja) * | 2012-08-30 | 2015-08-19 | 株式会社オハラ | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 |
| CN104129918B (zh) * | 2013-04-30 | 2021-10-22 | 株式会社小原 | 光学玻璃、预成型坯以及光学元件 |
| CN107140824B (zh) * | 2017-07-03 | 2019-07-30 | 成都光明光电股份有限公司 | 重镧火石光学玻璃 |
| CN107663011B (zh) * | 2017-10-25 | 2021-03-23 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃 |
-
2018
- 2018-03-27 CN CN202311230962.1A patent/CN117105524A/zh active Pending
- 2018-03-27 CN CN201810259289.7A patent/CN108249755A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108249755A (zh) | 2018-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10259738B2 (en) | Optical glass | |
| US10343947B2 (en) | Optical glass, glass preform and optical element | |
| CN107445475B (zh) | 光学玻璃、光学预制件和光学元件 | |
| CN117105524A (zh) | 光学玻璃 | |
| CN114085036A (zh) | 光学玻璃 | |
| CN107879620B (zh) | 光学玻璃、玻璃预制件和光学元件 | |
| CN109970338B (zh) | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器 | |
| CN106517767B (zh) | 光学玻璃 | |
| CN109775981B (zh) | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器 | |
| CN109650717B (zh) | 光学玻璃 | |
| CN117105523A (zh) | 光学玻璃、玻璃预制件和光学元件 | |
| CN107663011B (zh) | 光学玻璃 | |
| CN111960665B (zh) | 光学玻璃 | |
| CN114772924A (zh) | 光学玻璃 | |
| CN108341593B (zh) | 光学玻璃 | |
| TW201711973A (zh) | 光學玻璃 | |
| CN110963706A (zh) | 氟磷酸盐光学玻璃、光学预制件、元件及仪器 | |
| TWI651288B (zh) | 光學玻璃及光學元件 | |
| JP7226927B2 (ja) | ガラス、光学ガラスおよび光学素子 | |
| JP2023017903A (ja) | 光学ガラスおよび光学素子 | |
| TWI836510B (zh) | 光學玻璃和光學元件 | |
| TWI783603B (zh) | 光學玻璃、玻璃預製件、光學元件及光學儀器 | |
| JP2021534062A (ja) | 光学ガラス、光学ガラスで製造されるガラスプリフォーム又は光学素子及び光学機器 | |
| CN115974407A (zh) | 光学玻璃 | |
| CN112174517A (zh) | 光学玻璃及光学元件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |