CN101973704A - 高折射率，低色散环保镧系光学玻璃，TZLaF5 - Google Patents

高折射率，低色散环保镧系光学玻璃，TZLaF5 Download PDF

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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TZLaF5配方及其生产工艺，按重量百分比计算的组份为：二氧化硅SiO2 5-10％，氧化硼B2O3 15-20％，氧化镧La2O3 25-36％，氧化钆Gd2O3 28-40％，氧化锆ZrO2 4-10％，氧化钽Ta2O5 5-10％，氧化锌ZnO 1-5％，氟化钡BaF2 1-5％，氧化铝Al2O3 1-5％。将上述组份混合，经1430℃～1480℃熔制，1200℃成型。再经650℃～700℃精密退火7天左右，TZLaF5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

高折射率，低色散环保镧系光学玻璃，TZLaF5
技术领域：
本发明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TZLaF5。
背景技术
镧系光学玻璃TZLaF8，折射率高，nd＝1.8160，色散率比折射率大于1.80的其他镧系玻璃都低，nt-nc＝0.01751，玻璃成分中含有氧化铅和三氧化二砷会对环境造成污染，现在的光学仪器需要不含有铅和砷，且具有较好光学性能的玻璃。但是仅仅采用一种或多种成分代替氧化铅和氧化砷而产生与含有氧化铅或者氧化砷所带来的性能的玻璃并非易事。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高折射率，低色散环保镧系光学玻璃，TZLaF5，含有按重量百分比计量的组份为：SiO2 5％-9％，B2O3 15％-18％，La2O3 25％-35％，Gd2O3 28％-36％，ZrO2 4％-8％，Ta2O5 5％-8％，ZnO 1％-3％，BaF2 1％-3％，AL2O3 1％-2％。
采用上述配方，制造重镧火石玻璃TZLaF5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650℃～700℃保温15小时再按工艺降温，7天左右到室温。本发明中无AS2O3、PbO、CdO，属环保玻璃。
TZLaF5具有折射率高nd：1.8160，色散低nF-nc：0.01751的特点，它的色散比折射率nd大于1.80的其它镧系玻璃都要低，所以在试制过程中具有一定的难度，在配方的试制过程中要尽量不使用氧化钡BaO及氧化钛TiO2，增加氧化镧La2O3及氧化钽Ta2O5的用量。
氧化钡BaO及氧化钛TiO2的引入，能使玻璃的折射率得到提高，但也同时提高了玻璃的色散，为了研制出TZLaF5这一特高折射率低色散的光学玻璃，更多地引进了氧化镧La2O3及氧化钽Ta2O5的含量，这一方面大大提高了玻璃的折射率，同时玻璃的色散不致于提高太多，氧化镧La2O3及氧化钽Ta2O5的适当量引入，也使玻璃的析晶性能得到提高，便于熔制、生产。氧化硅SiO2及氧化硼B2O3作为玻璃的生成体，本应足够多地引入，但这二个氧化物引入过多会导致玻璃折射率及色散的大幅度地降低，所以要尽可能地减少这二个氧化物的用量，但也不能降低太多，因为降低太多易引起玻璃熔制时析晶性能变差，所以必须通过反复试验才能得到合理的使用量，同时引入氧化铝AL2O3成份，使玻璃的化学稳定性及成玻璃性能得到提高，引入氧化锆ZrO2也提高了玻璃的化学稳定性过多引入易降低玻璃的析晶性能，经过多少次的试验，才能得到既满足光学常数的要求，又具有良好析晶性能及化学稳定性的合格玻璃。
具体实施方式
下面再用实施例，对本发明作进一步的说明：
以下是对各分子式的中文说明：
SiO2--氧化硅、B2O3--氧化硼、La2O3--氧化镧、Gd2O3--氧化钆，ZrO2--氧化锆，Ta2O5--氧化钽，ZnO--氧化锌，BaF2--氟化钡，AL2O3--氧化铝
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   5.50   5.10   6.30   9.00   5.00
  B2O3   18.00   15.01   16.20   15.60   18.00
  La2O3   31.20   33.00   26.00   25.00   35.00
  Gd2O3   31.00   32.00   36.00   28.00   29.00
  ZrO2   5.00   5.30   5.00   8.00   4.00
  Ta2O5   6.00   6.20   7.00   8.00   5.10
  ZnO   2.01   1.01   1.70   1.00   3.00
  BaF2   1.00   1.50   1.00   3.00   1.20
  AL2O3   1.00   1.05   1.80   2.00   1.10
  合计   100.71   100.17   101.00   99.60   101.40
  熔制温度   1460   1450   1450   1460   1460
  加料温度   1430   1420   1420   1430   1430
  出炉温度   1210   1220   1220   1220   1210
  退火温度   670   670   680   680   670
  nd   1.8139   1.8141   1.8170   1.8141   1.8172
  Vd   46.58   46.74   46.80   46.59   46.81
标准nd：1.81600 n F-nc：0.01751 Vd：46.60 比重5.11g/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1430，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，然后粗退火，680℃保温2H，-10℃/H降到500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。

Claims (2)

1.高折射率，低色散环保镧系光学玻璃，TZLaF5，其特征在于含有按重量百分比计量的组份：SiO2 5-9％，B2O3 15-18％，La2O3 25-35％，Gd2O3 28-36％，ZrO2 4-8％，Ta2O5 5-8％，ZnO 1-3％，BaF2 1-3％，AL2O3 1-2％。
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，TZLaF5的方法，其特征在于先将各组份混合均匀，在1450℃～1500℃铂金坩埚中熔制，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650℃～700℃保温15小时再按工艺降温，7天左右到室温。
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CN114031294A (zh) * 2021-12-21 2022-02-11 苏州晶生新材料有限公司 一种高折射率光学材料及其制备方法

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