CN101333073A - 无砷、无铅镧冕光学玻璃NLaK40及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无砷、无铅镧冕光学玻璃NLaK40及其制造方法，以基于氧化物的重量百分比计，该玻璃具有下列组成：SiO₂ 25～30 B₂O₃ 13～18 La₂O₃ 13～20 Gd₂O₃ 0～0.5 TiO₂ 1～3 ZrO₂0.5～1.5 CaO 0.5～1.5 BaO 30～35 Nb₂O₅ 0～0.2 K₂O 0.5～2.0 WO₃ 0～0.5 Na₂O 0.5～1.5。本发明用TiO₂、少量的Nb₂O₅、Gd₂O₃、WO₃取代PbO，并加入少量的CaO、Na₂O、K₂O、ZrO₂调整熔化性能以及所要求的光学常数要求，以及加入澄清剂。达到了所需求的光学性能要求；具有良好的熔化及操作性能并且可以廉价地生产出优质的产品。

Description

无砷、无铅镧冕光学玻璃NLaK40及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种无砷、无铅镧冕光学玻璃及其制造方法。

背景技术

目前的镧冕光学玻璃，由于含有氧化铅和氧化砷，对环境造成污染，仅仅采用一种或多种成分代替氧化铅通常不能达到氧化铅在玻璃系统中所起到的作用而形成所需光学性能要求的玻璃。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学常数(n_d，v _d)，气泡，条纹符合标准要求，析晶性能、成型性能良好的无砷、无铅镧冕光学玻璃。

本发明在SiO₂、B₂O₃、La₂O₃、BaO基础系统上，用TiO₂、少量的Nb₂O₅、Gd₂O₃、WO₃取代PbO，并加入少量的CaO、Na₂O、K₂O、ZrO₂调整熔化性能以及所要求的光学常数要求，以及加入澄清剂。达到了无铅镧冕光学玻璃NLaK40所需求的光学性能要求。具有良好的熔化及操作性能并且可以廉价地生产出优质的产品。

本发明以基于氧化物的重量百分比计，该玻璃具有下列组成：

SiO₂ 25～30 B₂O₃ 13～18 La₂O₃ 13～20 Gd₂O₃ 0～0.5 TiO₂1～3 ZrO₂ 0.5～1.5 CaO 0.5～1.5 BaO 30～35 Nb₂O₅ 0～0.2K₂O 0.5～2.0 WO₃ 0～0.5 Na₂O 0.5～1.5。

该玻璃的折射率n_d为1.6600～1.6700，阿贝值v_d为50.8～52.3，

该玻璃不含氧化铅并且也不含有氧化砷。

该玻璃含有1.9％～3.0％的TiO₂和0～1.5％的ZrO₂，在这些含量下，这两成分不仅改善了玻璃的化学稳定性，且有助于调整达到所需求的n_d和v_d要求。

该玻璃含有0～1％的CaO，0.5～1.5％K₂O，0.5～1.5％Na₂O，有效改善了玻璃的熔化性能，即使在含有25～30％SiO₂的情况下也能较好地熔制出高质量的均质玻璃，而此含量不至于降低玻璃的化学稳定性。

为了改善玻璃的质量，可以向配合料中加入常规的澄清剂，以澄清玻璃，也可以通过调整碳酸盐和硝酸盐的比例，同样也能达到澄清的效果，因此该玻璃具有特别好的内部玻璃质量，没有气泡和条纹。

该玻璃不含PbO并且优先地实施方案中也不含As₂O₃，与传统的含PbO并且具有相同的光学品级的玻璃相比，该玻璃可以操作的温度范围更大。

具体实施方式

下面表1是用常规光学玻璃原料制造玻璃的6个例子

表1

玻璃组成(以重量百分比计，基于氧化物)以及该玻璃的光学性能

        1       2       3       4       5       6

SiO₂    30      28.0    28.1    28.3    27.0    26.0

B₂O₃    13.5    15.0    14.5    16.4    14.1    18.0

La₂O₃   13.0    17.2    18.4    18.3    20      18.7

Gd₂O₃   0.3     0.3     0.3     0.2     0.5     0.3

TiO₂    2.9     2.4     1.2     2.3     2.5     2.3

ZrO₂    1.4     0.9     0.9     0.9     0.5     0.8

CaO     1.4     0.8     0.8     0.7     0.8     0.5

BaO     35      32.4    33      30      31.8    30.5

Nb₂O₅   0.2

K₂O     0.5     1.3     1.3     1.2     1.4     1.3

WO₃     0.3     0.3     0.1     0.4     0.5     0.4

Na₂O    1.5     1.4     1.4     1.3     0.9     1.2

n_d      1.6612  1.6643  1.6624  1.6701  1.6699  1.6697

v_d      51.46   51.38   52.24   50.96   51.37   51.40

上述的这些玻璃按如下方式生产：将上述要求的各组分均匀混合后分批加入2L铂金坩埚内，在硅钼棒电炉内加热熔炼，熔制温度：1350℃～1380℃，浇注温度：1150℃～1180℃，浇入预热的铸铁模中，成型后脱模放入马弗炉中进行退火，退火温度：610℃～640℃，退火后即得到本发明所述的产品。目前本产品可以在58L进行批量生产。

Claims (4)

1.  无砷、无铅镧冕光学玻璃NLaK40，其特征在于：以基于氧化物的重量百分比计，该玻璃具有下列组成：

SiO₂    25～30

B₂O₃    13～18

La₂O₃   13～20

Gd₂O₃   0～0.5

TiO₂    1～3

ZrO₂    0.5～1.5

CaO     0.5～1.5

BaO     30～35

Nb₂O₅   0～0.2

K₂O     0.5～2.0

WO₃     0～0.5

Na₂O    0.5～1.5

2.根据权利要求1所述的无砷、无铅镧冕光学玻璃NLaK40，其特征在于：

SiO₂    27～30

B₂O₃    13～15

La₂O₃   17～20

Gd₂O₃   0～0.5

TiO₂    1～3

ZrO₂    0.5～1.5

CaO     0.5～1.5

BaO     30～35

K₂O     0.5～2.0

WO₃     0～0.5

Na₂O    0.5～1.5

3.根据权利要求1或2所述的无砷、无铅镧冕光学玻璃NLaK40，其特征在于该玻璃含有Sb₂O₃ 0～0.2％。

4.制备权利要求1或2所述的镧冕光学玻璃的生产工艺，其特征是：将上述要求的各组分均匀混合后分批加入2L铂金坩埚内，在硅钼棒电炉内加热熔炼，熔制温度：1380℃，熔制过程中进行搅拌，保温4～5小时，然后降至1180℃浇入预热的铸铁模中，成型后脱模放入马弗炉中进行退火，退火后即得到产品。