CN101982434A - 高折射率，低色散环保镧系光学玻璃，TZLaF4 - Google Patents

高折射率，低色散环保镧系光学玻璃，TZLaF4 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

高折射率，低色散环保镧系光学玻璃，TZLaF4 
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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