CN100374386C - 光学玻璃，模压预制坯和光学元件 - Google Patents

光学玻璃，模压预制坯和光学元件 Download PDF

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Abstract

一种不含铅和氟，具有允许使用不锈钢压模进行模压的较低的玻璃转变温度，具有高耐侯性能的光学玻璃包括如下的光学玻璃，该光学玻璃含有，按摩尔百分比，25-44%的P2O5，总量为10-40%的Li2O、Na2O和K2O，5-40%的ZnO，1-35%的BaO以及至少一种组分选自Nb2O5、Bi2O3、WO3，其玻璃转变温度(Tg)为370℃或更低而且不含铅和氟，以及一种不含铅和氟的光学玻璃，当浸入纯水中其质量损失率小于0.25%，其玻璃转变温度为370℃或更低。

Description

光学玻璃，模压预制坯和光学元件
发明背景
发明领域
本发明涉及一种光学玻璃，一种用于模压的预制坯(模压预制坯)，一种制备该预制坯的方法，一种光学元件以及制造该光学元件的方法。更准确地说，本发明涉及一种不含铅和氟的光学玻璃，它具有较低的、适合于用不锈钢模进行成型的转变温度，并且具有高耐候性，本发明还涉及一种用上述光学玻璃制成的模压预制坯，一种制备该预制坯的方法，一种由上述光学玻璃制成的光学元件，以及通过对上述预制坯进行模压而制备光学元件的方法。
现有技术
一般来说，精密压模玻璃的方法就是通过模压制造非球面透镜等的光学功能面的方法，根据这种方法，能够以低成本高产率生产出一种由光学玻璃制成的光学元件，该光学玻璃具有一个难以制备或需要很长时间磨光和抛光的光学功能面。通过上述精密模压方法得到的模压产品，具有较低玻璃转变温度(Tg)的玻璃有利于降低模压温度，因而可以避免压模的损坏或变质。
为达到上述目的，在多种光学玻璃中，具有相对较低玻璃离转变温度(500-600℃)的玻璃用于精密模压。实践中一般按下述方法实施模压。使用该种玻璃转变温度低的玻璃，模压用的压模采用耐高温模具材料(如陶瓷)，压模的造型表面有一层脱模膜以防止压模和玻璃的熔合，模压在非氧化性气氛中进行，以避免压模由于氧化而损坏。
同时，考虑到一些光学元件的造型中包括一个光学功能面，这些用精密模压制造的光学元件需要有较高的成型精度。例如，移动设备的图像传感光学系统中，为了减小外形尺寸，透镜的数量趋于减少。因此需要校正像差等，最好能减少透镜的数量，而且开始需要具有特殊形状的透镜，或者需要进一步改善透镜的成型精度。而且，随着图像传感装置的像素数量的增加，光学系统需要具有更高水平的性能。
为了通过精密模压生产这种光学元件，需要更高精度的压模，为制备这样的压模，适合使用切削加工和电火花加工。然而，尽管传统的陶瓷模具材料是优良的压模材料，但问题是陶瓷模具材料难以切割。
另一方面，作为允许进行切割和高精度加工的材料，有些金属材料(如不锈钢)已作为压模材料应用于通过注射成型生产塑料透镜中。但是，不锈钢不能承受500℃或更高的温度，而这样的温度是模压玻璃所需的。而且，当不锈钢制成的压模在400℃或更高的温度下反复使用时，压模的表面就会变粗糙并且变脆，因此，不锈钢不适于用作精密模压用压模材料。
为了使用不锈钢压模，就需要能在低于400℃的温度下进行模压的玻璃。
为了大幅降低玻璃转变温度，曾尝试在玻璃中加入铅，为了形成一种玻璃转变温度较低的玻璃，也曾尝试加入氟，尽管这些尝试并不是为了能使用不锈钢压模。然而，虽然铅是有效降低玻璃转变温度的成分，但是由于铅对环境的有害影响，其使用应当受到控制。而且，氟存在以下问题。由于氟在高温下具有强挥发性，当用熔融的玻璃制造模压预制坯时，它会挥发而造成细沟，因此难以稳定地制备预制坯。而且，玻璃挥发出的物质会在模压过程中吸附在压模上，这种物质会减小或降低压模的成型精度。因此，需要提供一种不含铅和氟的玻璃，而且已经有人提出了不含铅和氟的光学玻璃(例如，JP-A-11-139845和JP-A-2000-72474)。
JP-A-11-139845的发明披露了一种玻璃，它具有低温软化性能，同时克服了加入铅和氟所带来的问题。但是，该上述文献披露的玻璃中，作为用于降低玻璃转变温度的组份，碱金属氧化物的含量并不充足，因而难以将软化温度(Ts)降低到400℃或更低。当上述文献所述的玻璃进行压模时，是不可能使用不锈钢压模的。
另一方面，JP-A-2000-72474中披露的玻璃含有48-58wt％的P2O5，因此，玻璃的热稳定性，也就是耐失透性就会降低，其耐候性也会降低。耐失透性是当压模预制坯从熔融玻璃成型时避免玻璃透光度发生恶化所需要的性能。而且，玻璃相对于塑料的优势之一是玻璃具有高耐候性能。但是，如果玻璃的耐候性能像上面所述的那样降低，玻璃相对于塑料的优势就削弱了。
发明概述
在这种情况下，本发明的一个目的是提供一种光学玻璃，它不含铅和氟，具有较低的、允许使用不锈钢压模进行模压的玻璃转变温度，而且具有高耐候性能，还提供一种用上述光学玻璃制成的压模预制坯及其制备方法。本发明的另一目的是提供一种由上述光学玻璃制成的光学元件以及一种制备光学元件的方法，该方法包括对上述预制坯进行模压。
为了达到上述目的，发明人进行了孜孜不倦的研究，结果发现：上述目的可以通过一种具有特定组成、玻璃转变温度达到或低于预定值、而且不含铅和氟的光学玻璃，或者一种无铅无氟、浸入纯水中的质量损失率达到或低于预定值、而且玻璃转变温度达到或低于预定值的光学玻璃来实现。在上述发现的基础上，发明人完成了本发明。
也就是说，本发明的主题如下：
(1)一种光学玻璃，按摩尔百分比含有，25-44％的P2O5，总量为10-40％的Li2O、Na2O和K2O，5-40％的ZnO，1-35％的BaO以及至少一种组分选自Nb2O5、Bi2O3和WO3，该玻璃的玻璃转变温度(Tg)为370℃或更低，而且不含铅和氟(下文称为“光学玻璃I”)。
(2)一种如上述(1)所述的光学玻璃，按摩尔百分比含有，5-30％的Li2O，0-25％的Na2O，0-15％的K2O，总量为0.1-15％的Nb2O5、Bi2O3和WO3，0-10％的B2O3，0-5％的La2O3，0-5％的Gd2O3以及0-5％的Y2O3，其中P2O5、ZnO、BaO和所述组分的总含量至少为96％。
(3)一种不含铅和氟的光学玻璃，当光学玻璃浸入纯水(100℃，60分钟)时，其质量损失率小于0.25％，其玻璃转变温度(Tg)为370℃或更低(下文称为“光学玻璃II”)。
(4)一种如上述(1)至(3)任一项所述的光学玻璃，其折射率(nd)为1.52-1.7，阿贝数(υd)为42-70。
(5)一种模压预制坯，由上述(1)至(4)任一项所述的光学玻璃制成。
(6)一种制备模压预制坯的方法，包括：将预定重量的熔融态的上述(1)至(4)任一项所述的光学玻璃，在软化状态下，成型为预制坯，该预制坯的重量等于上面所述的预定重量。
(7)一种光学元件，由上述(1)至(4)中任一项所述的光学玻璃制成。
(8)一种制造光学元件的方法，包括将上述(5)中所述的模压预制坯或使用上述(6)中所述的方法制备的模压预制坯加热，然后对该预制坯进行模压。
附图简述
图1是实施例中使用的预制坯成型装置的横截面示意图。
图2是实施例中使用的精密模压装置的横截面示意图。
本发明的优选实施方案
<光学玻璃>
首先将介绍本发明所述的光学玻璃。
玻璃转变温度(Tg)决定了玻璃在加热和进行模压时发生软化所需要的温度。通过降低玻璃转变温度，在进行模压的过程中，模压预制坯(用于模压的预制坯)的加热温度和模压用压模的加热温度就会降低。当玻璃转变温度能够进一步降低时，在进行模压的过程中压模所处的温度就能降低到400℃以下，就可以使用具有良好加工性的不锈钢模。当压模所处的温度为400℃或更高时，不锈钢会发生表面粗糙化或者愈加脆化，以至于不能用作压模材料了。
可以用不锈钢压模进行模压的玻璃，其玻璃转变温度为370℃或更低。而且，对于耐久性能够适应大规模生产的压模来说，优选具有玻璃转变温度为360℃或更低的光学玻璃，更优选玻璃转变温度为350℃或更低的光学玻璃，更优选玻璃转变温度为340℃或更低的光学玻璃。
本发明所述的光学玻璃不含铅和氟。也就是说，不使用任何含铅含氟材料。由于铅具有毒性，考虑到它对环境的影响，不应使用铅作为原料。而且，它会导致一个问题：在非氧化性气氛(如氮气)中，当含铅光学玻璃在加热和模压时发生软化，玻璃中的氧化铅被还原，导致玻璃表面变成云状或者粘附在压模上。另一方面，氟具有强挥发性，因此，存在的问题是在熔化的玻璃成型为压模预制坯的过程中，氟发生挥发，导致玻璃中产生细沟或变质层，或者在进行模压的过程中氟挥发而粘附在压模上。通过去除玻璃中的铅和氟就可以克服上述问题。
而且，以防水性为指标，本发明的光学玻璃具有良好的耐久性。
本发明的光学玻璃包括两个实施方案，光学玻璃I和光学玻璃Ⅱ，下面将分别进行介绍。
[光学玻璃I]
光学玻璃I是，按摩尔百分比含有，25-44％的P2O5，总量为10-40％的Li2O、Na2O和K2O，5-40％的ZnO，1-35％的BaO以及至少一种组分选自Nb2O5、Bi2O3和WO3的光学玻璃，该玻璃的玻璃转变温度(Tg)为370℃或更低，优选为360℃或更低，而且不含铅和氟。最好是，P2O5的含量为46wt％或更低，Li2O、Na2O和K2O的总含量为10wt％或更低。除非有特别说明，下文中以％表示的含量均代表摩尔百分含量。
在光学玻璃I中，以含有P2O5RO(R＝Li，Na，K)-ZnO-BaO系统的玻璃作为基体，加入至少一种组分选自Nb2O5、BoiO3和WO3，BaO的含量为一个较宽的范围，而且减少Li2O、Na2O和K2O的含量，从而在降低玻璃转变温度的同时大幅提高该玻璃的稳定性和耐候性。
但光学玻璃不含Bi2O3时，优选将TiO2的含量调整至小于2％，更为优选的是将TiO2的含量调整至1.5％或更低。
光学玻璃I优选含有5-30％的Li2O，0-25％的Na2O，0-15％的K2O，总量为O.1-15％的Nb2O5、Bi2O3和WO3，0-10％的B2O3，0-5％的La2O3，0-5％的Gd2O3以及0-5％的Y2O3的玻璃，其中P2O5、ZnO、BaO和所述组分的总含量至少为96％。
光学玻璃I较优选含有25-38％的P2O5，7-25％的Li2O，0-20％的Na2O，0-10％的K2O，Li2O、Na2O和K2O的总量为20-40％，7-30％的ZnO，5-20％的BaO，少于8％的B2O3，0-3％的La2O3，0-3％的Gd2O3，0-3％的Y2O，O-2％的Al2O3以及0-2％的TiO2的玻璃，其中上述组分的总含量至少为98％。
光学玻璃I更优选含有25-38％的P2O5，7-25％的Li2O，0-20％的Na2O，0-10％的K2O，Li2O、Na2O和K2O的总量为20-40％，7-30％的ZnO，5-20％的BaO，少于8％的B2O3，0-3％的La2O3，0-3％的Gd2O3，0-3％的Y2O3，0-2％的Al2O3以及0-1.5％的TiO2的玻璃，其中上述组分的总含量至少为98％。
而且，一般来说，光学玻璃I含有下列优选玻璃组合物(i)至(iii)。
(i)一种玻璃组合物，其中Nb2O5、Bi2O3和WO3的总含量为1-15％，较为优选的是2-12％，更为优选的是1-8％。
(ii)一种玻璃组合物，其中Li2O、Na2O和K2O的总含量为22-35％。
(i)一种玻璃组合物，它含有Na2O和K2O中的至少一种。
另外，同时满足(i)和(ii)的组合物，同时满足(ii)和(iii)的组合物，同时满足(iii)和(i)的组合物以及同时满足(i)、(ii)和(iii)的组合物则更为优选。
在所有上述的玻璃组合物，有一种组合物较为优选，其P2O5，Li2O，Na2O，K2O，ZnO，BaO，Nb2O5，Bi2O3，WO3，B2O3，La2O3，Gd2O3，Y2O3，Al2O3和TiO2的总含量至少为99％，而上述组分的总含量为100％的组合物则更为优选。而P2O5，Li2O，Na2O，K2O，ZnO，BaO，Nb2O5，Bi2O3，WO3和B2O3的总含量至少为99％的组合物同样也更为优选。但是，可以理解，上述总含量的计算值不包括澄清剂(如Sb2O3)。Sb2O3是优选的澄清剂。最好不加入As2O3，因为它具有毒性并且会对压模产生有害影响。
而且，放射性物质(如铀和钍)和有害物质(如镉)也应排除。
当光学玻璃I具有吸收近红外线的特性时，可以加入少量CuO。为了获得不上色的光学玻璃I，最好不加入包括CuO在内的有色组分。
下面解释光学玻璃I中上述组分的含量限制在上述组分范围内的原因。
P2O5是构成玻璃的网状结构的主要成份，也是进行稳定操作和制成玻璃的必需成份。当其含量小于25％时，玻璃的热稳定性会降低，其耐候性也会降低。当其含量超过44％时，玻璃熔体的粘度高，难以加入Nb2O5、Bi2O3或WO3，因而可能存在无法进行预制坯热成型的情况。因此P2O5的含量应限制在25-44％。较为优选的是25-38％。P2O5的含量最好为46wt％或更低。
为了降低光学玻璃I的玻璃转变温度、熔点以及软化温度，需要加入Li2O、Na2O和K2O中的至少一种碱金属氧化物R2O(R＝Li，Na，K)。加入碱金属氧化物还可以起到降低液相线温度(玻璃处于液相线温度的粘度)的作用，因此，我们可以获得具有将精密压模或压模所用的玻璃成型所必需的加工性能的玻璃。当Li2O、Na2O和K2O的总含量小于10％时，玻璃转变温度较高，在预制坯热成型所需的温度下玻璃熔体的粘度高，使得模压和预制坯成型难以进行。当上述组分的总含量超过40％时，玻璃的耐候性和热稳定性降低。因此在光学玻璃I中，上述组分的总含量应限制在10-40％优选在20-40％范围内，更为优选的是在22-35％。Li2O、Na2O和K2O的总含量最好为10wt％或更高。
在碱金属氧化物中，Li2O对大幅降低玻璃的玻璃转变温度有很大作用，因此最好以Li2O作为碱金属氧化物加入。当加入Li2O时，其含量最好为5％或更高。但是，当Li2O的加入量超过30％，玻璃的失透倾向增加，而且玻璃的液相线温度会升高，因此，Li2O的含量优选在5-30％范围内，特别优选在7-25％范围内。
为了缓和由于仅加入Li2O-种碱金属氧化物R2O(R＝Li，Na，K)而导致的失透倾向，优选加入Na2O和K2O中的至少一种，更为优选的是二者同时加入。
优选地：Na2O的含量为0-25％，K2O的含量为0-15％。原因如下。当Na2O的含量超过25％，玻璃的耐久性和稳定性降低。当K2O的含量超过15％，难以形成低熔点的玻璃。更为优选地，Na2O的含量在0-20％范围内，K2O的含量在0-10％范围内。
ZnO是一种改进玻璃的组分，用来调整玻璃的多种性能。特别是ZnO有利于降低玻璃的熔点。但是，当其含量超过40％时，玻璃的热稳定性降低，或者会导致玻璃的液相粘度提高，因而可能会削弱适于精密模压的玻璃的加工性能。当ZnO的含量小于5％时，有可能使玻璃无法获得低温软化性和强耐久性。因此，ZnO的含量限制在5-40％。最好是在7-30％范围内。
BaO也是一种改进玻璃的组分，用来调整玻璃的多种性能。而且BaO具有增强玻璃耐候性的作用。当其含量超过35％时，玻璃可能无法获得低温软化性，玻璃的液相线温度也会升高。当BaO的含量小于1％，就无法获得预期的耐久性和耐候性，而且玻璃极易发生失透。因此BaO的含量应限制在1-35％。优选含量为5-20％。
此外，光学玻璃I还可以含有总量为0-8％的至少-种MgO、CaO和SrO。
在光学玻璃I中，应加入至少-种组分选自氧化物Nb2O5、Bi2O2和WO3。这些组分会大幅度提高玻璃的耐久性，而且对玻璃的稳定性非常有利。但是，当这些组分加入得过多，玻璃就无法获得低温软化性。而且，玻璃易于被染色，玻璃的耐失透性也会降低。上述三种组分的总含量优选在0.1-15％范围内，较为优选的是在1-12％范围内，更为优选的是在1-8％范围内，而特别优选的是在2-8％范围内。至于Nb2O5、Bi2O3和WO3各自的含量，优选地，Nb2O5的含量在0-10％范围内，Bi2O3的含量为0-10％，WO3在0-10％范围内。在这种情况下，更优选含有Nb2O5和Bi2O3而不含WO3的玻璃和含有Nb2O5或Bi2O3而不含WO3的玻璃。
当加入少量B2O3时，它会增强玻璃的耐候性、降低玻璃光学特性中的色散。但是，当其含量超过10％时，玻璃转变温度会急剧升高，玻璃的耐久性也会下降。因此，其含量优选限制在0-10％。其含量更为优选的是8％或更低。
La2O3、Gd2O3和Y2O3具有增强玻璃耐候性的作用，可以根据需要添加。但是，当上述氧化物中的任何一种的含量超过5％时，就难以获得预期的低温软化性，玻璃的液相粘度也趋于提高。因此，La2O3、GdO3和Y2O3中每一种的含量应限制在0-5％。这些物质的每一含量优选为0-3％。考虑到光学玻璃I中的所有组分，La2O3、Gd2O3和Y2O3的总含量优选为0-5％，较为优选的是0-3％，而更为优选的是0-2％。
至于其它的可选组分，Al2O3的含量为0-2％，TiO2的含量为0-2％。但是，为了提高上述的各种性能，最好不加入Al2O3和TiO2。
而且，为了提供具有近红外吸收功能的玻璃，可以加入适量的CuO。但是，为了避免使玻璃染色，最好不加入CuO。而且为了避免玻璃被染色，Cr、V、Fe等也不应加入。除了这些，最好不加入例如下述组分：Ag，Au，Te，Se，Hf，Tl和Ni。
[光学玻璃II]
光学玻璃II是一种不含铅和氟的光学玻璃，当浸入纯水中时，其质量损失率小于0.25％，其玻璃转变温度(Tg)为370℃或更低。同光学玻璃I一样，光学玻璃II也不含铅和氟，而且其玻璃转变温度(Tg)为370℃或更低。
根据1999年出版的日本光学玻璃工业协会标准，测量当光学玻璃浸入纯水中时的质量损失率(Dw)是基于“测量光学玻璃化学耐久性(粉末方法)06的方法”。在这种方法中，取自断口表面的玻璃在研钵中进行碾磨，将玻璃粉末通过辅助网筛710μm的孔，将通过了标准网筛(JIS Z8801)600μm的孔、而且尺寸仍大于425μm的玻璃粉末从上述玻璃粉末中收集出来。将总量(克)三倍于玻璃比重的玻璃粉末放置在一个50ml烧杯中，加入15ml、99.5vol％的甲醇，用梯度法去除细玻璃粉末。上述清洗重复五次，随后将玻璃粉末在空气干燥器中于120-130℃干燥60分钟，再放置到硅胶干燥器中。
将总量等于玻璃比重的上述备好的样品放置在铂制圆柱标准筛的洗提篮中，该筛具有177-210μm的孔，其直径为15mm、高为60mm。震动洗提篮，随后放入一个有盖子的称量瓶中进行准确称量。这时得到的样品质量记为M1。然后，在一个洁净干燥的圆底烧瓶中放入80ml、pH值为6.5-7.5的纯水，附上冷却管，将烧瓶置于加热装置中加热10分钟。放有样品的洗提篮小心地插入圆底烧瓶中，在加热装置中处理60分钟后取出。然后将80ml、99.5vol％的甲醇置于一个100ml的烧杯中，再放入洗提篮，对样品进行清洗。上述浸入和用甲醇清洗要重复三次，然后将粉末放入一个称量瓶中，在空气干燥器中于120-130℃干燥60分钟。再把干燥的样品移至硅胶干燥器中，冷却60分钟，在加盖状态下进行准确称量。此时得到的样品的质量记作M2。作为加热设备，采用沸水槽，它应能够完全容纳圆底烧瓶的直径为60mm的球形部分。水槽中水的温度应调整到使圆底烧瓶瓶底以上20mm处的水平位置的温度保持在99℃或更高。
上述质量损失率用(M1-M2)/M2表示。为了精确确定损失率，上述过程最好重复两次。
当用％表示时，用上述方法测得该光学玻璃II的损失率为0.25％或更低。在光学玻璃II中，损失率优选为0.10％或更低，较优选为0.05％。上述损失率代表了玻璃在水中洗提的程度和减光电阻。损失率大的玻璃由于清洗步骤中以及空气中的水容易导致减光。当光学元件的表面发生减光，光学元件的透明度会削弱，该光学元件就无法再使用。而且，当压模预制坯成型后，预制坯的表面会暴露在空气中直到该预制坯进行精密模压。如果玻璃不具备减光电阻，用损失率为0.25％或更低表示，预制坯的表面就会发生减光。如果发生减光的预制坯用于精密模压，因减光产生的变质层就会保留在模压产品的表面。精密模压有一个特征，即模压产品的光学功能面(例如非球面透镜的非球面表面)不经磨光或抛光，因此最好避免进行用于去除残存于光学功能面上变质层的抛光。而且，预制坯的减光会在模压过程中对压模的成型表面产生有害影响。因此需要对等于或低于0.25％的损失率进行控制。
光学玻璃II的特征之一是，其玻璃转变温度非常低。如果能够接受较低的耐候性，那么就可以使用低温可压模塑料。当要用于光学元件的光学玻璃具有强耐候性时，该光学玻璃相对塑料有一定优势。具有上述损失率的光学玻璃相对塑料，能获得十分优良的耐候性，这种玻璃非常适合作为玻璃材料而用于在多种情况下充分发挥作用的光学元件。
光学玻璃II的优选成分为，含有P2O5，ZnO，BaO，至少一种组分选自Li2O、Na2O和K2O，至少一种组分选自Nb2O5、Bi2O3和WO3。光学玻璃Ⅱ更为优选的成分为，除上述组分外还含有B2O和Sb2O3，其中P2O5、ZnO、BaO和上述组分的总含量至少为98％。更优选上述总含量至少为99％。特别优选为100％。当光学玻璃II含有Bi2O3时，TiO2的含量优选为0至小于2％，更优选0-1.5％。
而且，具有与上述光学玻璃I相同成份的光学玻璃也为优选。
最好不加入As2O3，因为它具有毒性，而且对压模会产生有害影响。而且，放射性物质(如铀和钍)和有害物质(如镉)也应排除。而且，为了提供一种具有近红外吸收功能的玻璃，可以加入适量的CuO。但是，为了避免玻璃被染色，最好不要加入包括CuO在内的有色组分，如Cr、V等。而且，最好不加入Ag、Au、Te、Se、Hf、Tl、Ni等。
[光学玻璃I和II的共有性质]
下面将介绍光学玻璃I和II的共有性质。
[液相线温度和液相粘度]
本发明光学玻璃的液相线温度优选为900℃或更低，较为优选的是850℃或更低，同样较为优选的是820℃或更低，同样较为优选的是800℃或更低。由于如上所述，本发明的光学玻璃具有较低的液相线温度，因此当熔融玻璃制成玻璃成型材料时，很容易避免玻璃的失透现象。
在热成型中，其中预定量的熔融玻璃料滴从熔融玻璃中取出，当料滴处于软化状态时模压预制坯成型，应当限制玻璃的高温加工粘度。基于上述观点，当玻璃处于液相线温度时的粘度优选为至少4dPa·s，更为优选的是至少5dPa·s。而且，上述的粘度优选为100dPa·s或更低，更为优选的是50dPa·s或更低。当玻璃处于液相线温度的粘度小于4dPa·s时，熔融玻璃从管道或喷管中流出或滴下时，就难以控制其流动速度，具有预定重量的模压预制坯就无法成型。特别是，很难使预定重量的熔融玻璃液滴从喷管中滴下。当上述粘度超过100dPa·s，不使用刀片就难以而从熔融玻璃流中分离出预定量的熔融玻璃料滴。为了从熔融玻璃流中分离出玻璃料滴，如果我们试图通过提高温度来降低玻璃的粘度，在成型过程中玻璃中的组分很容易挥发，因此就导致了一个问题：容易产生表面细沟。
玻璃处于液相线温度时的粘度优选为5-50dPa·s，特别优选的是10-50dPa·s。
[化学耐久性]
下面将介绍本发明光学玻璃的化学耐久性。化学耐久性可以在光散射程度的基础上定量评价，光散射是由放置在预定环境中的光学玻璃的抛光表面上产生的薄雾而导致的。
上述光散射的程度可以通过基于日本光学玻璃工业协会的“测量光学玻璃化学耐久性的方法(表面法)07”为基础的方法测量。首先，提供一个由待测玻璃制成的样品，该样品具有两个相互平行的光学抛光面，如果由于样品取自小型预制坯或光学元件而无法获得尺寸大到足以进行上述测量的样品，也可以制备出相同成分的样品来使用。上述光学抛光是指对该两个表面进行抛光，以使该表面的抛光状态达到光学元件(如透镜)的光学功能面的表面平均粗糙度Ra。准确地说，可以采用的标准是一种抛光状态，其中每个抛光表面的表面平均粗糙度Ra相附于可见光中短波的波长来说要足够小，比如是其1/10。而且要使用洁净的样品。将这样的样品置于例如65℃、相对湿度90％的恒温恒湿的容器中(以空气为气氛)，放置一周。上述的空气最好是洁净的，例如洁净度高于1000级，优选高于100级的。将已放置过一周的样品，用垂直白光(C光源或标准C光)照射其抛光表面，随后在照射过程中测量该白光的入射光强度和光线穿过样品后的光强度。从入射光强度中减去透射光强度，就得到散射光强度值，也得到散射光强度同透射光强度的比值(散射光强度/透射光强度)。如果上述比值较小，则意味着这种玻璃产生薄雾的程度较小，并具有较高的化学耐久性。
用上述方法测得的散射光强度同透射光强度的比值(散射光强度/透射光强度)优选为0.08或更小，更为优选的是0.03或更小。这些值用％表示时称为雾度。因此，该雾度优选为8％或更低，更为优选的是3％或更低。
散射光强度同透射光强度的比值较大的玻璃是所谓的化学耐久性玻璃，这种玻璃被附着在其上的水滴或水蒸汽以及使用环境中的化学组分(如气体)腐蚀的速度很高，或者是在玻璃表面形成反应产物的速度很高。如果这种玻璃被用作光学玻璃，由于玻璃被腐蚀或者在玻璃表面形成的物质，会在光学玻璃元件表面形成外来物质，光学性能(如透射比)等就会降低，因此这样的玻璃最好不要用作光学玻璃的组分。相反地，具有上述范围内的化学耐久性的玻璃可以用来制造实用而且可靠性高的光学元件。
在用于读取光盘(如加密盘或DVD)上的信息或者用于读写信息的拾取透镜中，光线穿过拾取透镜进入光盘，随后同一个拾取透镜再从盘片上拾取反射的光线，将其引入光检测器。因此，光线要穿过拾取透镜两次。如果上述的外来物质或者薄雾即使是轻微地存在于透镜表面，光信号都会有巨大损失。使用波长较短的光有助于增加记录密度，这种光源的输出水平依然较低，因此非常需要将光学系统中的损失控制到尽可能小。上述说明对于用于读写光盘的准直透镜也同样适用。
具有如上所述的优良耐久性和耐候性的本发明的光学玻璃，特别适合用作如上述的拾取透镜一样置于光线通过和返回的光路上的透镜材料。
[折射率(nd)和阿贝数(υd)]
下面将介绍该光学玻璃的光学特性。
为了提供一种具有优良耐候性、优良低温成型性和模压加工性，同时实现了上述非常低的玻璃转变温度的玻璃，光学玻璃I和光学玻璃II的折射率(nd)最好为1.52-1.7，阿贝数(υd)最好为42-70。
而且，折射率(nd)范围1.52-1.7和阿贝数(υd)范围42-70是处在常用光学玻璃的折射率和阿贝数范围内的。随着光学设备、机器和移动设备的尺寸缩小化，人们希望有一种包含透镜数量尽可能少的光学系统。在这种情况下，具有在上述范围内光学常数的光学玻璃就特别适用。
[光学玻璃的用途]
本发明的光学玻璃可用来制造非球面透镜、光学元件如显微透镜、拾取透镜和准直透镜、衍射光栅、带光栅的透镜、棱镜等，而且还可用作多种下面将详细提到的光学元件，它还特别适合作为模压预制坯的材料，它更加特别适用于精密模压预制坯的材料。
模压预制坯是指一种在软化状态下加热时进行模压的玻璃成型材料。它由重量等于模压产品(制品)的玻璃制成，具有适于进行模压的外形(例如球形、回转椭球、将回转椭球在回转轴方向压扁产生的形状等)。
精密模压指的是一种方法，其中处于软化状态的玻璃在加热时用压模进行模压，使得压模的模压表面的形状(图案)传递到玻璃上。用上述方法经模压制成的光学元件具有一个高精度模压的光学功能面，该光学功能面不需要再进行任何机加工。光学功能面指的是一个用来发挥光学元件作用的表面，该光学元件能进行光折射、光反射或光衍射，例如非球面透镜的非球面表面或者形成衍射光棚的光栅的表面。
<模压预制坯及其制备方法>
本发明提供的模压预制坯(用于模压的预制坯)由上述光学玻璃I或II制成。因此该预制坯具有本发明光学玻璃的性能，用该预制坯制成的光学元件最终也具有上述光学玻璃的性能。
模压预制坯是由本发明的光学玻璃制成，因此该预制坯不会产生失透和细沟，并具有良好的耐候性和化学耐久性。而且，其玻璃转变温度为370℃或更低，优选为360℃或更低，该预制坯特别适合作为精密模压预制坯。作为用于精密模压的玻璃，该玻璃具有非常低的玻璃转变温度，以至于该预制坯能够在等于或低于400℃的温度范围内进行模压。而且，不但可以使用常用于精密模压的压模(如SiC或超硬合金所制的压模)，而且还可以使用不锈钢压模。当使用SiC或超硬合金制成的压模时，模压温度可以设定在较低的温度，因此，施加在压模上的载荷也减小。结果就能延长压模的使用寿命。
从加压方向看，当模压预制坯置于压模中、当预制坯的半径Rp(预制坯为球形时等于球的半径)大于压模模压表面的曲率半径Rm(当模压表面为非球面时等于大曲率部分的近似球形表面的曲率半径)时，在预制坯和压模的模压表面之间将形成一个封闭空间。如果在上述状态下进行模压，进入上述封闭空间的气体就无法释放，模压产品的表面就会产生凹痕，因而模压产品的外形就会形成缺陷。上述问题称作由气阱导致的缺陷。依照本发明的模压预制坯，不需要在压模上施加任何高热负荷，在模压过程中玻璃的粘度就会下降，因而不容易形成气阱。因此，不仅在Rp≤Rm下的模压、而且在Rp＞Rm下的模压也都能够顺利进行。
由于本发明的模压预制坯是由具有良好耐候性和化学耐久性的光学玻璃制成的，因此在预制坯进行模压之前不容易在预制坯表面形成(如减光)的变质层，因而在模压之前不需要去除变质层。
因此能够进行良好的模压，而且模压产品不存在由上述变质层导致的缺陷。本发明的预制坯因而特别适合作为精密模压预制坯。
已经介绍过，模压预制坯是一种玻璃成型材料，它具有同模压产品相同的重量。根据需要得到的模压产品的形状，预制坯被成型为适当的形状，而后预制坯被加热以使它在进行模压前具有可模压的粘度。
模压预制坯、特别是精密模压预制坯的表面，可以附上一层膜，该膜具有防粘功能以防止压模的模压表面与玻璃熔合，也可以附上一层具有润滑功能的膜，以使玻璃在压模中能够轻易地延伸，或者是附上一层具有上述两种功能的膜。
预制坯最好具有光滑洁净的表面。因此，预制坯最好用下述方法制成：将预定量的熔融玻璃料滴从熔融玻璃流中分离出来，对处于流动状态的熔融玻璃料滴施加气压。而且，该预制坯的表面最好由自由表面制成。而且，该预制坯表面最好没有切割的痕迹，称为切痕。切痕是用刀片切割流动的熔融玻璃时产生的。当切痕保留在精密模压产品上时，该切痕部分就构成了缺陷部分。因此预制坯不含这样的切痕。
本发明提供的制备预制坯的方法即所谓的热成型法。在热成型法中，预定重量的熔融玻璃成型为具有上述预定重量的预制坯。例如，从流出流管的熔融玻璃中分离出预定量的玻璃，当这些分离出的熔融玻璃料滴处于软化状态时将形成预制坯。
为了分离出预定量的熔融玻璃，最好不使用刀片，这样也就不会产生切痕。不使用刀片的分离方法包括，一种是使熔融玻璃从流管中滴下，一种是使熔融玻璃从流管中流出的末端部分保持在一个支撑物上，当分离出了预定量的熔融玻璃料滴后，迅速移开支撑物，还有一种方法是熔融玻璃流的流出端用一个容纳模接收，同时，容纳模以高于熔融玻璃向下流动速率的速度向下移动。用这种方式，玻璃可以在熔融玻璃流出端一侧和流管一侧之间被分离成直径很小的部分。
随后，当获得的熔融玻璃料滴处于软化状态时，将其成型为适于进行模压的形状。上述熔融玻璃料滴成型最好是在熔融玻璃料滴或成型玻璃料滴在施加气压时能够流动的状态下进行。当处于流动状态的玻璃成型后，就可以制成表面光滑洁净的预制坯。
<光学元件及其制备方法>
下面将介绍光学元件及其制备方法。本发明的光学元件是由光学玻璃I或II制成的。在本发明中，制成该光学元件的玻璃是光学玻璃I或II，因此该光学元件就具有上述光学玻璃的性能，而且基于上述光学常数(折射率(nd)为1.52-1.7，阿贝数(υd)为42-70)，它能长时间的保持高可靠性、以及该光学玻璃的优良的耐候性和化学耐久性。
本发明光学元件的实例包括多种透镜，如：球面透镜、非球面透镜、显微透镜、棒形透镜、衍射光栅、带衍射光栅的透镜、透镜阵列、棱镜、滤光片等。上述光学元件最好是用加热、软化预制坯而后对其精密模压的方法制成。
上述光学元件可以根据需要而具备一个光学薄膜，例如增透膜、全反射膜、半反射膜或具有光谱性能的膜。
在本发明制备该光学元件的方法中，对由上述制备精密模压预制坯的方法制备的预制坯或模压预制坯进行加热、软化、模压成该光学元件。在本发明中，最好将上述预制坯加热、软化、精密模压成光学元件。
根据本发明，该预制坯具有良好的可模压性，特别是良好的可精密模压性，因此能够以高生产率制备具有预定光学常数(折射率(nd)为1.52-1.7，阿贝数(υd)为42-70)的光学元件。而且，使用了具有良好耐候性的预制坯，因而可以生产出能长时间保持高可靠性的光学元件。
用本发明所述的制备方法所制的光学元件与上述光学元件相同。
在精密模压中，在加热中软化的预制坯用压模进行模压，该压模的模压面具有预定表面，从而将上述模压表面的形状准确地传递到构成预制坯的玻璃上。模压产品的形状与最终产品相同、或是非常相近。而且，传递了模压表面形状的表面，其表面精度也等于最终产品。因此，模压表面的形状同形成非球面透镜的非球面表面或形成衍射光栅的光栅的表面的形状相比是倒置的，进行精密模压后，因而不须经过磨光或抛光就可以形成上述非球面或光栅的表面。而且，除了形成了产生非球面表面或光栅，压模的模压表面也精确地传递到光学元件的光学功能面上，因而可以不经机加工而且以高生产率制备该光学功能面。在精密模压中，光学元件可以不经机加工而只经过模压制成。作为另一种选择，部分或全部光学功能面经模压制成，而允许部分进行机加工，如透镜定心加工的部分可以使用机加工。
在精密模压中，模压最好是在非氧化性气氛中进行，如氮气或氮气和氢气的混合气氛，以减小因被氧化而可能对压模产生的损害。
在本发明提供的制备光学元件的方法中，由于模压预制坯具有非常低的玻璃转变温度，因此在模压过程中压模的加热温度可以设定在低于400℃以下。因此，在超过400℃的高温下会发生表面粗糙和脆化的不锈钢也可以用作压模材料。不锈钢这种材料不仅能进行磨光也可以进行切割，还可以进行电火花加工，因此能够以高精度生产具有复杂形状的模压表面、或是形成非球面透镜的非球面的模压表面。本发明提出，在制备光学元件的工艺中可使用不锈钢制成的压模来进行模压，因此，形状复杂的光学元件或厚度大于有效直径的透镜都可以容易地用精密模压方法生产。例如，可以容易地生产全息摄影光学元件、显微菲涅尔透镜、入射光表面非平整而是球面或非球面的棱镜、变形透镜、显微透镜阵列等光学元件。特别是，用于生产以前难以用磨光方法制备，厚度大于有效直径的透镜的压模，现在可以经切割或电火花加工而高精度地制成。在通过模压方法制造这种透镜所使用的压模，至于其表面，需要在压模材料上以大角度雕刻造型。磨光不仅涉及技术难题，而且需要一定的时间和成本，是不实用的。
因此，本发明所述的模压预制坯、光学元件及其制备方法优选用于有效直径为1.0-4.0mm、厚度为0.8-3.0mm的透镜，较为优选的是有效直径为1.3-3.8mm、厚度为1.0-2.8mm的透镜，而更为优选的是有效直径为13-3.5mm、厚度为1.0-2.5mm的透镜。他们也特别优选用于非球面透镜。
而且，本发明的模压预制坯、光学元件及其制备方法优选用于孔径数(NA)为0.6或更高的透镜，较为优选的是孔径数(NA)为0.65或更高的透镜，更为优选的是孔径数(NA)为0.75或更高的透镜，同样更为优选的是孔径数(NA)为0.80或更高的透镜，特别优选的是孔径数(NA)为0.85或更高的透镜。
具有上述有效直径和厚度的透镜、或具有上述孔径数的透镜适于作拾取透镜，用于读写光存储介质如光存储媒介(光盘)、磁光存储盘等中的信息。而且，由于用本发明光学玻璃制成，本发明的光学元件在可见光至近红外的波长范围内都具有高透射率，因而适于用作拾取透镜，用波长为400-850nm的光读写信息。本发明的光学元件在波长为400-455nm和770-840nm的范围内特别有效。本发明的光学元件适合于作拾取透镜或准直仪，与发出光线波长在上述范围内的发光装置或半导体激光一同使用。而且，由于本发明的光学元件是由具有优良耐久性和耐候性的光学玻璃制成，因此它特别适合作为放置在光线通过和返回的光路上的透镜，如拾取透镜。
用于压模材料的不锈钢的实例包括，含有至少12wt％铬的、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢及其它用于塑料用模子的不锈钢。
压模、模具防粘薄膜和模压条件可以从已知情况中按需要选取。光学元件可以根据需要进行退火处理，或者可以根据实际需要制备光学薄膜如增透膜、具有波长选择功能的反射膜、全反射膜等。
实施例
下面将参照下文的实施例阐述本发明，但本发明不受这些实施例的限制。
实施例1
作为玻璃元件的原材料相应的氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、氢氧化物等，按表1、3和5中的重量配比称量250-300g，充分混合，以制备配制的批料。将该批料置于铂坩埚中，在空气中于1100-1300℃的温度搅拌，熔化2-4小时。当玻璃熔化后，将玻璃熔体(熔融玻璃)倒入40×70×15mm的碳制模子中，冷却至玻璃转变温度。此后，立即将玻璃移至退火炉中，在玻璃转变温度周围退火约1小时左右，然后使其在退火炉中冷却至室温。所得的玻璃通过显微镜观察，没有晶体析出。
每一种光学玻璃使用下述方法测量折射率(nd)、阿贝数(υd)、玻璃转变温度(Tg)、液相线温度(LT)和化学耐久性。表2、4和6所示为测量结果和Dw。
(1)折射率(nd)和阿贝数(υd)
以-30℃/h的降温速度逐渐冷却而获得的玻璃。
(2)玻璃转变温度(Tg)
以4℃/分钟的升温速率，使用RigakudenkiK.K.提供的热机械分析仪来测量样品。
(3)液相线温度(LT)
将玻璃置于50ml的铂坩埚中，将坩埚放入温度梯度为400-1100℃的失透测试炉中保持2小时。当玻璃冷却后，通过放大倍数为100的显微镜观察玻璃内部，看是否存在晶体，在此基础上确定液相线温度。
(4)化学耐久性(散射光强度/透射光强度)
使用Tokyo Denshoku提供的薄膜混浊度自动测量仪进行测量。考虑到光学条件，使用JIS K7105累计球方法的标准光线C，光源使用12V、50W、2000H的卤素灯。
上述测量所得的结果用％表示时称作雾度。
实施例2
将实施例1中获得的光学玻璃使用图1中所示的热预制坯浮法成型装置制成直径为2-30mm的球型预制坯。该预制坯的重量应等于要制备的模压产品的重量。图1是预制坯成型装置的横截面示意图，其中数字21表示熔融玻璃，22表示玻璃滴，23表示预制坯成型压模，24表示温度控制部分。
然后，上述预制坯使用图2所示的精密模压装置以下述方法进行模压。预制坯4放置于精密模压装置中的具有球形或非球形表面的不锈钢下模部件2和不锈钢制的上模部件1之间。将石英管11内部充满氮气，用电启动加热器12以加热石英管11内部。设定加热器的温度以使压模内部温度为395℃，保持该温度，向下移动压杆13以压制上模部件1，以此对压模中的预制坯4进行模压。模压压力设定为8Mpa，模压时间设定为30秒。模压后，降低模压压力，模压制成的玻璃模压产品在同下模部件2和上模部件1接触的状态下，逐渐冷却到低于玻璃转变温度30℃。然后将玻璃模压产品迅速冷却至室温以制成非球面透镜。随后将非球面透镜从模中取出。所得的非球面透镜为高精度的光学透镜。图2中，数字3表示导模部件(套筒)，9表示支撑杆，10表示基座，14表示热电偶。
实施例3
通过切割，在不锈钢压模的模压表面上形成相对于衍射光栅图案的倒置图案，制备一个由下模部件和上模部件构成的压模。
将与实施例2中相同的预制坯在与实施例2相同的条件下进行模压，以此形成衍射光栅。用这种方式获得优良的衍射光栅。
实施例4
通过切割，在不锈钢压模的模压表面上形成相对于菲涅尔透镜图案的倒置图案，制备一个由下模部件和上模部件构成的压模用以制备菲涅尔透镜。
将与实施例2中相同的预制坯在与实施例2相同的条件下进行模压，以此形成菲涅尔透镜。用这种方式获得优良的菲涅尔透镜。
实施例5
通过切割，在不锈钢压模的模压表面上形成相对于衍射光栅图案的倒置图案，制备一个由下模部件和上模部件构成的压模。
将与实施例2中相同的预制坯在与实施例2相同的条件下进行模压，以此制成一个带有衍射光栅的透镜。顺便说一句，该透镜可以是球面透镜或非球面透镜。用这种方式以获得优良的带有衍射光栅的各种透镜。
本发明的效果
根据本发明，能够提供一种不含铅和氟的光学玻璃，它具有较低的玻璃转变温度，在该温度下允许使用不锈钢压模进行模压，它还具有高耐候性能。
根据本发明，能够提供一种模压预制坯，它由上述玻璃制成，具有较低的玻璃转变温度，在该温度下允许使用不锈钢压模进行模压，它用于以模压法制造具有高耐候性的光学元件。和一种制备该预制坯的方法。
根据本发明，还提供一种由上述玻璃制成的光学元件，在其玻璃转变温度下允许使用不锈钢压模进行模压，它具有高耐候性，和一种对上述预制坯进行模压而制备光学元件的方法。
表1
序号 Unit b P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> Li<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O K<sub>2</sub>O ZnO BaO Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 总含量
1-1 摩尔 36.03 10.48 11.49 4.38 13.97 20.17 2.79 0.70 0.00 100.00
重量 43.20 2.64 6.01 3.48 9.60 26.05 6.26 2.75 0.00 100.00
1-2 摩尔 36.03 11.87 13.58 4.38 10.48 20.17 2.79 0.70 0.00 100.00
重量 43.61 3.02 7.18 3.52 7.27 26.31 6.32 2.78 0.00 100.00
1-3 摩尔 33.49 14.36 12.57 4.50 10.77 20.73 2.87 0.72 0.00 100.00
重量 41.23 3.71 6.76 3.68 7.60 27.50 6.61 2.91 0.00 100.00
1-4 摩尔 36.04 10.49 10.51 4.34 13.86 22.68 0.00 0.69 1.39 100.00
重量 44 47 2.72 5.66 3.55 9.80 30.16 0.00 2.79 0.84 100.00
(为百分比数值)
表2
序号 Dw(％) Tg(℃) nd νd LT<sup>*</sup> 雾度(％) 比重
1-1 0.05 336 1.60199 5.189 低于750℃ 1.1 3.425
1-2 0.03 332 1.59768 5.192 低于750℃ 2.7 3.385
1-3 0.03 338 1.60551 50.79 低于750℃ 0.3 3.435
1-4 0.01 327 1.58235 59.42 低于750℃ 5.8 3.433
LT＝液相线温度
 表3
  序号  Unit b  P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>  Li<sub>2</sub>O  Na<sub>2</sub>O  K<sub>2</sub>O  ZnO  BaO  Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>  Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub>  B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 总含量
 1-5  摩尔  36.03  10.48  11.49  4.38  13.97  20.17  1.40  0.70  1.40  100.00
 重量  44.20  2.70  6.16  3.56  9.83  26.67  3.22  2.82  0.84  100.00
 1-6  摩尔  31.72  16.09  11.87  4.58  10.97  21.12  2.93  0.73  0.00  100.00
 重量  39.52  4.21  6.46  3.78  7.84  28.36  6.84  2.99  0.00  100.00
 1-7  摩尔  36.00  10.40  10.40  4.00  14.00  23.00  0.00  0.70  1.50  100.00
 重量  44.32  2.69  5.59  3.26  9.88  30.52  0.00  2.83  0.91  100.00
 1-8  摩尔  36.00  14.40  10.40  0.00  14.00  23.00  0.00  0.70  1.50  100.00
 重量  45.33  3.81  5.72  0.00  10.11  31.21  0.00  2.89  0.93  100.00
(为百分比数值)
表4
序号 Dw(％) Tg(℃) nd νd LT<sup>*</sup> 雾度(％) 比重
1-5 0.02 327 1.59059 55.50 低于800℃ 4.6 3.395
1-6 0.05 339 1.61130 49.82 低于700℃ 0.4 3.473
1-7 0.03 331 1.58397 59.28 低于750℃ 5.2 3.445
1-8 0.03 333 1.59167 59.34 低于800℃ 2.9 3.478
LT＝液相线温度
表5
序号  Unit b    P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>   Li<sub>2</sub>O   Na<sub>2</sub>O   K<sub>2</sub>O   ZnO     BaO   Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>   Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub>   B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>   其它   总含量
1-9  摩尔    36.0   10.4   10.4   4.0   12.0   23.0   0.0   0.7   1.5   CaO＝2.0   100.00
 重量    44.5   2.7   5.6   3.3   8.5   30.6   0.0   2.8   0.9   CaO＝1.0   100.00
1-10  摩尔    36.0   10.4   10.4   4.0   12.0   23.0   0.0   0.7   1.5   MgO＝2.0   100.00
 重量    44.6   2.7   5.6   3.3   8.5   30.7   0.0   2.8   0.9   MgO＝0.7   100.00
1-11  摩尔    36.0   10.4   10.4   4.0   12.0   23.0   0.0   0.7   0.5   CaO＝3.0   100.00
 重量    44.6   2.7   5.6   3.3   8.5   30.7   0.0   2.8   0.3   CaO＝15   100.00
1-12  摩尔    32.5   l7.8   13.0   4.5   9.5   17.0   1.9   1.8   0.0   WO<sub>3</sub>＝2.0   100.00
 重量    39.8   4.6   7.0   3.7   6.7   22.5   4.4   7.3   0.0   WO<sub>3</sub>＝4.0   100.00
1-13  摩尔    34.5   13.8   13.0   4.5   9.5   20.0   3.5   1.2   0.0   0.0   100.00
 重量    41.3   3.5   6.8   3.6   6.5   25.8   7.8   4.7   0.0   0.0   100.00
1-14  摩尔    32.5   15.8   15.0   4.5   9.5   18.0   3.5   1.2   0.0   0.0   100.00
 重量    40.4   4.1   8.1   3.7   6.7   24.0   8.1   4.9   0.0   0.0   100.00
1-15  摩尔    32.5   15.8   15.0   4.5   9.5   17.0   2.5   1.2   0.0   WO<sub>3</sub>＝2.0   100.00
 重量    40.1   4.1   8.1   3.7   6.7   22.6   5.8   4.9   0.0   WO<sub>3</sub>＝4.0   100.00
(为百分比数值)
表6
序号  Dw(％)  Tg(℃)  Nd  νd     LT<sup>*</sup>  雾度(％)  比重
1-9  0.035  328  1.58366  59.67  低于750℃  3.3  3.431
1-10  0.031  334  1.58272  59.76  低于750℃  2.8  -
1-11  0.033  326  1.58359  59.67  低于770℃  2.5  3.442
1-12  0.021  325  1.61402  47.63  低于700℃  0.7  3.495
1-13  0.027  331  1.61292  48.56  低于700℃  0.3  3.448
1-14  0.019  329  1.61116  47.85  低于700℃  0.8  3.407
1-15  0.026  325  1.60866  48.07  低于670℃  4.6  3.438
LT＝液相线温度

Claims (7)

1.一种光学玻璃，按摩尔百分比含有，25-44％的P2O5，总量为10-40％的Li2O、Na2O和K2O，5-40％的ZnO，1-35％的BaO，Nb2O5与Bi2O3两者，5-30％的Li2O，0-25％的Na2O，0-15％的K2O，总量为0.1-15％的Nb2O5、Bi2O3和WO3，0-10％的B2O3，0-5％的La2O3，0-5％的Gd2O3以及0-5％的Y2O3，该玻璃的玻璃转变温度(Tg)为370℃或更低，而且不含铅和氟，P2O5，Li2O，Na2O，K2O，ZnO，BaO，Nb2O5，Bi2O3，WO3，B2O3，La2O3，Gd2O3，Y2O3，Al2O3和TiO2的总含量至少为99摩尔％并且P2O5，ZnO，BaO，Li2O，Na2O，K2O，Nb2O5，Bi2O3，WO3，B2O3，La2O3，Gd2O3和Y2O3的总含量至少为96摩尔％。
2.一种如权利要求1所述的光学玻璃，当该光学玻璃在100℃下浸入纯水60分钟时，其质量损失率小于0.25％。
3.一种如权利要求1或2所述的光学玻璃，它的折射率(nd)为1.52-1.7，阿贝数(υd)为42-70。
4.一种用上述权利要求1-3中任一项所述的光学玻璃制成的模压预制坯。
5.一种制备模压预制坯的方法，包括将预定重量的、处于软化状态的权利要求1-3任一项所述的光学玻璃，成型为具有所述预定重量的预制坯。
6.一种由权利要求1-3中任一项所述光学玻璃制成的光学元件。
7.一种制备光学元件的方法，包括将权利要求4所述的预制坯或以权利要求5所述方法制备的预制坯加热，然后对该预制坯进行模压。
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