CN102503121B - 一种光学玻璃及光学元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的光学玻璃包括：6wt％～10wt％的B2O3；10wt％～15wt％的B2O3和SiO2，其中B2O3＞SiO2；27wt％～32wt％的La2O3；0wt％～5wt％的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中，Gd2O3的含量为0wt％～3wt％；大于19wt％且小于25wt％的TiO2；大于8wt％且小于15wt％的Nb2O5；0.5wt％～5wt％的ZnO；0～2wt％的WO3；2wt％～10wt％的ZrO2；大于10wt％且小于15wt％的BaO；0～5wt％的CaO、SrO和MgO，其中，SrO的含量为0～3wt％；0～0.1wt％的Sb2O3。

Description

一种光学玻璃及光学元件
技术领域
本发明属于玻璃技术领域，尤其涉及一种光学玻璃及光学元件。
背景技术
近年来，随着数码相机、数字摄像机、照相手机等设备的流行，光学系统不断向高精度化、轻量化和小型化方向发展。
具有高折射率的玻璃适于用作生产小型透镜的光学玻璃材料，但是，随着折射率的增加，常规的高折射玻璃往往具有极高的粘滞流动温度，如市场上销售的环保高折射率玻璃转变点Tg往往在700℃或更高。Tg温度越高，则玻璃压型以及热处理的温度也越高，这类玻璃在熔炼生产以及光学元件制造中的能源消耗也相对较高；同时，玻璃的Tg温度越高，用于玻璃压型的金属模具寿命越短，研究表明，如果Tg温度高于700℃，则用于玻璃压型的金属模具寿命将缩短30％以上；另外，用于玻璃退火等热处理的窑炉一般用耐热钢制作，通常使用的耐热钢材料的抗氧化温度大约为700℃，因此，若在高于700℃的温度下进行退火时，会使窑炉钢板变形，窑炉难以长时间运行。因此，通过调整玻璃组成获得光学性能良好、Tg温度较低的玻璃是目前的研究热点之一。
现有技术公开了多种光学性能良好或Tg温度较低的光学玻璃，如申请号为200310114721.7的中国专利文献公开了一种光学玻璃，主要含有B2O3、SiO2和La2O3等成分，其中B2O3的含量大于SiO2的含量；该光学玻璃还可以含有TiO2、ZnO、ZrO2、Nb2O5、BaO、SrO、CaO、Gd2O3、y2O3、Ta2O5、WO3、Na2O、K2O、Li2O、GeO2、Bi2O3、Yb2O3、Al2O3、Sb2O3、SnO2等成分，该玻璃具有1.8～2.1的折射率和20～40的阿贝数，光学性能良好，但其Tg温度较高；申请号为200680051694.5的中国专利文献公开了一种光学玻璃，其玻璃化转变温度为400℃以下，Tg温度较低，但是，该光学玻璃的折射率仅为1.50～1.65，阿贝数为50～65，光学性能较差，不能满足光学系统小型化、轻量化和高精度化的要求。虽然现有技术公开了多种光学性能良好或Tg温度低的光学玻璃，但并未公开同时具有良好光学性能和较低Tg温度的光学玻璃。
另外，光学玻璃的密度、透过率对光学元件的成像质量也有重要影响，密度越低、透过率越高，光学元件的成像质量越好。因此，本发明人考虑，通过调整玻璃的组分，获得同时具有较高折射率、较高阿贝数、较低Tg温度、较低密度和较高透射率的光学玻璃。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种光学玻璃及光学元件，本发明提供的光学玻璃同时具有高折射率、较低玻璃化转变温度、较低密度和优异的透过率，其折射率为2.0以上，阿贝数为23～27，玻璃化转变温度685℃以下。
本发明提供了一种光学玻璃，包括：
6wt％～10wt％的B2O3；
10wt％～15wt％的B2O3和SiO2，其中B2O3＞SiO2；
27wt％～32wt％的La2O3；
0wt％～5wt％的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中，Gd2O3的含量为0wt％～3wt％；
大于19wt％且小于25wt％的TiO2；
大于8wt％且小于15wt％的Nb2O5；
0.5wt％～5wt％的ZnO；
0～2wt％的WO3；
2wt％～10wt％的ZrO2；
大于10wt％且小于15wt％的BaO；
0～5wt％的CaO、SrO和MgO，其中，SrO的含量为0～3wt％；
0～0.1wt％的Sb2O3。
优选的，包括0.5wt％～5wt％的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中，Gd2O3的含量为0.5wt％～3wt％。
优选的，包括29wt％～32wt％的La2O3。
优选的，包括19.2wt％～24wt％的TiO2。
优选的，包括19.2wt％～22wt％的TiO2。
优选的，包括8.2wt％～14wt％的Nb2O5。
优选的，包括8.2～12wt％的Nb2O5。
优选的，所述TiO2与TiO2、WO3和Nb2O5的总量的质量比为(0.55～0.75)：1。
优选的，包括11wt％～14.9wt％的BaO。
优选的，包括12wt％～14.9wt％的BaO。
优选的，所述TiO2和BaO的质量比为(1.3～2.4)∶1。
优选的，包括1.5wt％～4wt％的ZnO。
优选的，包括3wt％～9wt％的ZrO2。
优选的，包括0.4wt％～1wt％的WO3。
优选的，包括0.1wt％～2wt％的SrO。
优选的，所述光学玻璃具有以下性能：
折射率为2.0以上；
阿贝数为23～27；
玻璃化转变温度为685℃以下；
密度为4.75g/cm3以下；
透射比达到70％时对应的波长λ70为455nm以下。
与现有技术相比，本发明提供的光学玻璃包括：6wt％～10wt％的B2O3；10wt％～15wt％的B2O3和SiO2，其中B2O3＞SiO2；27wt％～32wt％的La2O3；0wt％～5wt％的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中，Gd2O3的含量为0wt％～3wt％；大于19wt％且小于25wt％的TiO2；大于8wt％且小于15wt％的Nb2O5；0.5wt％～5wt％的ZnO；0～2wt％的WO3；2wt％～10wt％的ZrO2；大于10wt％且小于15wt％的BaO；0～5wt％的CaO、SrO和MgO，其中，SrO的含量为0～3wt％；0～0.1wt％的Sb2O3。本发明在所述光学玻璃中引入0.5wt％～5wt％的ZnO，能够有效降低玻璃的玻璃化转变温度(Tg)，减少熔炼过程中的能源损耗，降低对铂金坩埚及后续退火装置的设备寿命影响；本发明引入大于19wt％且小于25wt％的TiO2，能够在满足所述玻璃光学常数以及保证透过性能优异的同时，有效降低玻璃密度；本发明引入大于10wt％且小于15wt％的BaO，能够有效改善引入TiO2带来的着色度变差等问题，提高光学玻璃透过率，同时，本发明添加0wt％～2wt％的WO3，能够改善玻璃的析晶性能。实验结果表明，本发明提供的光学玻璃的折射率为2.0以上，阿贝数为23～27，玻璃化转变温度685℃以下，密度为4.75g/cm3以下，透射比达到70％时对应的波长λ70为455nm以下。
本发明还提供了一种光学玻璃，包括：
6wt％～10wt％的B2O3；
10wt％～15wt％的B2O3和SiO2，其中B2O3＞SiO2；
27wt％～32wt％的La2O3；
0.5wt％～5wt％的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中，Gd2O3的含量为0.5wt％～3wt％；
大于19wt％且小于25wt％的TiO2；
0～2wt％的WO3；
0.5wt％～5wt％的ZnO；
2wt％～10wt％的ZrO2；
大于10wt％且小于15wt％的BaO；
0～5wt％的CaO、SrO和MgO，其中，SrO的含量为0～3wt％；
0～0.1wt％的Sb2O3；
Nb2O5，所述TiO2与TiO2、WO3和Nb2O5的总量的质量比为(0.55～0.75)：1。
优选的，所述光学玻璃具有以下性能：
折射率为2.0以上；
阿贝数为23～27；
玻璃化转变温度为685℃以下；
密度为4.75g/cm3以下；
透射比达到70％时对应的波长λ70为455nm以下。
与现有技术相比，本发明在所述光学玻璃中引入0.5wt％～5wt％的ZnO，能够有效降低玻璃的玻璃化转变温度(Tg)，减少熔炼过程中的能源损耗，降低对铂金坩埚及后续退火装置的设备寿命影响；本发明引入大于19wt％且小于25wt％的TiO2，能有效降低玻璃密度，特别是所述TiO2与TiO2、WO3和Nb2O5的总量的质量比为(0.55～0.75)∶1时，能够在满足所述玻璃光学常数以及保证透过性能优异的同时，使玻璃密度降低至4.75g/cm3；本发明引入大于10wt％且小于15wt％的BaO，能够有效改善引入TiO2带来的着色度变差等问题，提高所述光学玻璃的透过率，同时，本发明添加0wt％～2wt％的WO3，能够改善玻璃的析晶性能。
本发明还提供了一种光学玻璃，包括：
6wt％～10wt％的B2O3；
10wt％～15wt％的B2O3和SiO2，其中B2O3＞SiO2；
27wt％～32wt％的La2O3；
0wt％～5wt％的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中Gd2O3的含量为0wt％～3wt％；
大于19wt％且小于25wt％的TiO2；
大于8wt％且小于15wt％的Nb2O5；
0～2wt％的WO3；
BaO，所述TiO2与所述BaO的质量比为(1.3～2.4)∶1；
0.5wt％～5wt％的ZnO；
2wt％～10wt％的ZrO2；
0～5wt％的CaO、SrO和MgO，其中，SrO的含量为0～3wt％；
0～0.1wt％的Sb2O3。
优选的，包括0.5wt％～5wt％的Gd2O3、Y2O3和Yb2OX，其中Gd2O3的含量为0.5wt％～3wt％。
优选的，所述光学玻璃具有以下性能：
折射率为2.0以上；
阿贝数为23～27；
玻璃化转变温度685℃以下；
密度为4.75g/cm3以下；
透射比达到70％时对应的波长λ70为455nm以下。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的光学玻璃形成的光学元件。
与现有技术相比，本发明在所述光学玻璃中引入0.5wt％～5wt％的ZnO，能够有效降低玻璃的玻璃化转变温度(Tg)，减少熔炼过程中的能源损耗，降低对铂金坩埚及后续退火装置的设备寿命影响；本发明引入大于19wt％且小于25wt％的TiO2，能够在满足所述玻璃光学常数以及保证透过性能优异的同时，有效降低玻璃密度；本发明引入大于10wt％且小于15wt％的BaO，能够有效改善引入TiO2带来的着色度变差等问题，特别是所述TiO2和BaO的质量比为(1.3～2.4)∶1时，可以使本发明的光学玻璃透过率达到455nm以下，同时，本发明添加0wt％～2wt％的WO3，能够改善玻璃的析晶性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种光学玻璃，包括：
6wt％～10wt％的B2O3；
10wt％～15wt％的B2O3和SiO2，其中B2O3＞SiO2；
27wt％～32wt％的La2O3；
0wt％～5wt％的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中，Gd2O3的含量为0wt％～3wt％；
大于19wt％且小于25wt％的TiO2；
大于8wt％且小于15wt％的Nb2O5；
0.5wt％～5wt％的ZnO；
0～2wt％的WO3；
2wt％～10wt％的ZrO2；
大于10wt％且小于15wt％的BaO；
0～5wt％的CaO、SrO和MgO，其中，SrO的含量为0～3wt％；
0～0.1wt％的Sb2O3。
B2O3是玻璃的重要形成体氧化物，能够有效地提高玻璃的热稳定性和化学稳定性，增加玻璃的抗失透性，增大玻璃对高折射率氧化物的溶解率，提高玻璃的机械性能。在本发明中，当B2O3含量少于6wt％时，上述作用不明显，当其含量超过10wt％时，玻璃折射率降低，因此B2O3的含量限于6wt％～10wt％，优选7wt％～9wt％，更优选为7.5wt％～8.5wt％。
SiO2可以调整玻璃的光学常数，维持玻璃的抗失透性的作用。在本发明中，SiO2含量过多的话，玻璃的玻璃化转变温度升高，熔融能力恶化；另外，当B2O3的含量小于SiO2的含量时，不仅玻璃不易着色，而且玻璃的成玻璃性与抗失透性恶化，因此本发明中，B2O3的含量大于SiO2的含量；所述B2O3和SiO2的合计含量为10wt％～15wt％，优选为12wt％～15wt％，更优选为13wt％～15wt％。最优选为13.5wt％～14.5wt％。
La2O3是获得高折射率玻璃的必要组分，本发明由于引入了适量的TiO2、Nb2O5、WO3等提高玻璃折射率的组分，因此可以减少La2O3的组成含量，不仅不会降低折射率，而且能够提高玻璃的化学稳定性以及透光性能；但是，当La2O3含量低于27wt％时，玻璃的折射率不足，化学稳定性也会恶化；当其含量高于32wt％时，玻璃透光性能恶化，而且抗失透性下降；因此，本发明将La2O3的含量限定为27wt％～32wt％，优选为29wt％～32wt％，更优选为30wt％～31.5wt％。
Yb2O3、Y2O3和Gd2O3均具有提高玻璃折射率和降低色散的作用，本发明中，Gd2O3、Yb2O3与Y2O3的合计含量为0～5wt％，优选为0.5wt％～5wt％，更优选为1wt％～4.5wt％；在本发明中，Gd2O3不仅能够提高玻璃的折射率、降低玻璃的色散，而且能够与La2O3等高折射率氧化物混熔，提高玻璃的生产稳定性。在本发明中，所述Gd2O3的含量为0wt％～3wt％，优选为0.5wt％～3wt％，更优选为0.5wt％～2.5wt％，最优选为1wt％～2wt％。当Gd2O3含量低于0.5wt％时，虽然能够提高折射率和降低色散，但作用不明显；当Gd2O3含量高于3wt％时，玻璃的抗透失性降低，玻璃不易稳定生产。在本发明中，所述Yb2O3的含量优选为0wt％～2wt％，更优选为0.1wt％～0.8wt％；Y2O3的含量优选为0wt％～2wt％，更优选为0.1wt％～1wt％。
TiO2在本发明中可以显著提高玻璃的折射率，增强玻璃的化学稳定性，同时适量引入还可以有效降低玻璃密度，但是TiO2含量在19wt％以下时，玻璃的低密度性能不明显，而其含量达到25wt％以上时，其玻璃化转变温度急剧上升，玻璃着色增大，因此，本发明将TiO2的含量限定为大于19wt％小于25wt％，优选为19.2wt％～24wt％，更优选为19.2wt％～22wt％，最优选为19.5wt％～21.5wt％。
Nb2O5能够提高玻璃的折射率，并且能够提高玻璃的抗失透性，其含量在8wt％以下时，上述作用不明显，但是Nb2O5含量在15wt％以上时，玻璃的透射率恶化，尤其是短波长侧的透射率急剧恶化；因此，本发明将Nb2O5的含量限定为大于8wt％小于15wt％，优选为8.2wt％～14wt％，更优选为8.2wt％～12wt％。
WO3可以提高光学玻璃的折射率，当其少量加入时，也可以改善玻璃的抗失透性，在发明中，适量引入还可以有效提高玻璃的析晶性能。但是，当其含量大于2wt％且与TiO2、Nb2O5共存时，玻璃的透射率恶化，尤其是短波长侧的透射率急剧恶化，玻璃极易显色。因此，本发明将WO3的含量限定为0wt％～2wt％，优选为0.4wt％～1wt％，更优选为0.5wt％～0.8wt％。
在本发明中，TiO2、Nb2O5和WO3均是提高玻璃折射率高色散组份，适量引入可以有效调整玻璃光学常数，但是发明人发现，相对于Nb2O5、WO3而言，TiO2在本发明中可以更好地降低玻璃密度，使其轻量化；尤其是所述TiO2与TiO2、WO3和Nb2O5的总量的质量比为(0.55～0.75)∶1时，即TiO2/(TiO2+Nb2O5+WO3)为(0.55～0.75)∶1，优选为(0.58～0.72)∶1，更优选为(0.60～0.70)∶1时，在保证玻璃透过率优良的前提下能够有效地降低玻璃密度，使玻璃密度降低至4.75g/cm3。
ZnO能够降低玻璃的玻璃化转变温度，还可以改良玻璃的抗失透性、降低玻璃粘滞流动温度。在本发明中，ZnO的含量为0.5wt％～5wt％，优选为1.5wt％～4wt％，更优选为1.5wt％～2.5wt％，最优选为1.8wt％～2.2wt％。当ZnO含量低于0.5wt％时，玻璃的玻璃化转变温度降低不明显；ZnO的含量高于5wt％时，玻璃的折射率降低。
ZrO2可以提高玻璃的折射率和热稳定性，当其少量加入时，能够改善玻璃的抗失透性，但其加入量过多的话，玻璃的抗失透性急剧下降，因此，本发明将ZrO2的含量限定为2wt％～10wt％，优选为3wt％～9wt％，更优选为5wt％～7wt％。
BaO能够有效调节玻璃的光学常数，提高玻璃的折射率，降低色散，还能调节玻璃的转变温度、光泽和化学稳定性，BaO以碳酸盐或硝酸盐的形式作为原料使用时还具有促进玻璃消泡的效果。在本发明中，BaO的含量为大于10wt％小于15wt％，优选为11wt％～14.9wt％，更优选为12wt％～14.9wt％，最优选为12.5wt％～14.5wt％。当BaO的含量在10wt％以下时，上述作用不明显，而含量在15wt％以上时，玻璃的抗透失性削弱，而且难以获得可以稳定生产的玻璃。
在本发明中，为了削减引入TiO2而带来的透过率降低等问题，优选将TiO2与BaO的质量比调整为(1.3～2.4)∶1，即TiO2/BaO为(1.3～2.4)∶1，优选为(1.3～2.0)∶1，最优选为(1.4～1.8)∶1时，能够达到低密度同时透过率优异的效果。
CaO、SrO和MgO在本发明中可以适量引入，CaO的含量优选为0wt％～2wt％，更优选为0.5wt％～1wt％；SrO的含量优选为0wt％～3wt％，更优选为0.1wt％～1.4wt％；MgO的含量优选为0wt％～2wt％，更优选为0.5wt％～1wt％。
Sb2O3不仅可以用于消泡，还可以调整玻璃的熔炼气氛。本发明将Sb2O3的含量限定为0wt％～0.05wt％。
本发明通过对玻璃配方进行优化，得到的光学玻璃同时具有高折射率、较低玻璃化转变温度、较低密度和优异的透过率等性能。在本发明中，所述光学玻璃的折射率优选为2.0以上，更优选为2.0～2.1，最优选为2.0～2.05；阿贝数优选为23～27，更优选为23.2～26.8，最优选为23.5～26.5；玻璃化转变温度优选为685℃以下，更优选为680℃以下；密度优选为4.75g/cm3以下，更优选为4.72g/cm3以下，最优选为4.70g/cm3以下；透射比达到70％时对应的波长λ70优选为455nm以下，更优选为450nm以下。
在本发明中，所述光学玻璃优选按照以下步骤制备：
以上述各组分的氧化物、氢氧化物、碳酸盐或硝酸盐为原料，充分混合后置于铂金坩埚内，于1200℃～1400℃，优选1280℃～1350℃下熔化、澄清、均化后，得到熔融玻璃；
将所述熔融玻璃降至1200℃以下，优选为1160℃以下后浇注入预热的金属模内，徐冷得到光学玻璃。
对所述光学玻璃进行性能测试，方法如下：
折射率(nd)值为(-2℃/h)-(-6℃/h)的退火值，折射率和阿贝数按照《GB/T 7962.1-1987》中提供的对无色光学玻璃的折射率和色散系数的测试方法进行测试；
按照《GB/T7962.16-1987》提供的对无色光学玻璃的线膨胀系数、转变温度和弛垂温度的测试方法对所述光学玻璃进行玻璃化转变温度(Tg)的测试，即：被测样品在一定的温度范围内，温度每升高1℃，在被测样品的膨胀曲线上，将低温区域和高温区域直线部分延伸相交，其交点所对应的温度即为Tg温度；
密度按照按《GB/T 7962.20-1987无色光学玻璃测试方法密度测试方法》测试。
将玻璃制作成10mm±0.1mm厚度的样品，测试玻璃在透射比达到70％对应的波长λ70。
经过测试，本发明提供的光学玻璃具有以下性能：
折射率为2.0以上；
阿贝数为23～27；
玻璃化转变温度685℃以下；
密度为4.75g/cm3以下；
透射比达到70％时对应的波长λ70为455nm以下。
本发明还提供了第二种光学玻璃，包括：
6wt％～10wt％的B2O3；
10wt％～15wt％的B2O3和SiO2，其中B2O3＞SiO2；
27wt％～32wt％的La2O3；
0.5wt％～5wt％的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中，Gd2O3的含量为0.5wt％～3wt％；
大于19wt％且小于25wt％的TiO2；
0～2wt％的WO3；
0.5wt％～5wt％的ZnO；
2wt％～10wt％的ZrO2；
大于10wt％且小于15wt％的BaO；
0～5wt％的CaO、SrO和MgO，其中，SrO的含量为0～3wt％；
0～0.1wt％的Sb2O3；
Nb2O5，所述TiO2与TiO2、WO3和Nb2O5的总量的质量比为(0.55～0.75)∶1。
该第二种光学玻璃与上述技术方案提供的第一种光学玻璃相比，区别在于，Nb2O5的含量没有特殊限制，在所述玻璃含有大于19wt％且小于25wt％的TiO2和0～2wt％的WO3的条件下，能够满足TiO2与TiO2、WO3和Nb2O5的总量的质量比为(0.55～0.75)∶1，即TiO2/(TiO2+Nb2O5+WO3)为(0.55～0.75)∶1，优选为(0.58～0.72)∶1，更优选为(0.60～0.70)∶1即可。上述范围含量的TiO2、WO3和Nb2O5可以在保证玻璃透过率优良的前提下能够有效地降低玻璃密度，使玻璃密度降低至4.75g/cm3。
在该第二种光学玻璃中，除Nb2O5外，各组分的作用与上述技术方案提供的光学玻璃中的组分作用相同，含量范围也相同，含量的优选范围也可以相同，发明人可以根据需要在上述范围内进行调整。
该第二种光学玻璃同时具有高折射率、较低玻璃化转变温度、较低密度和优异的透过率等性能。在本发明中，该第二种光学玻璃的折射率优选为2.0以上，更优选为2.0～2.1，最优选为2.0～2.05；阿贝数优选为23～27，更优选为23.2～26.8，最优选为23.5～26.5；玻璃化转变温度优选为685℃以下，更优选为680℃以下；密度优选为4.75g/cm3以下，更优选为4.72g/cm3以下，最优选为4.70g/cm3以下；透射比达到70％时对应的波长λ70优选为455nm以下，更优选为450nm以下。
本发明还提供了第三种光学玻璃，包括：
6wt％～10wt％的B2O3；
10wt％～15wt％的B2O3和SiO2，其中B2O3＞SiO2；
27wt％～32wt％的La2O3；
0wt％～5wt％的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中Gd2O3的含量为0wt％～3wt％；
大于19wt％且小于25wt％的TiO2；
大于8wt％且小于15wt％的Nb2O5；
0～2wt％的WO3；
BaO，所述TiO2与所述BaO的质量比为(1.3～2.4)∶1；
0.5wt％～5wt％的ZnO；
2wt％～10wt％的ZrO2；
0～5wt％的CaO、SrO和MgO，其中，SrO的含量为0～3wt％；
0～0.1wt％的Sb2O3。
该第三种光学玻璃与上述技术方案提供的第一种光学玻璃相比，区别在于，BaO的含量没有特殊限制，在所述玻璃含有大于19wt％且小于25wt％的TiO2的条件下，能够满足所述TiO2与所述BaO的质量比为(1.3～2.4)∶1，即TiO2/BaO为(1.3～2.4)∶1，优选为(1.3～2.0)∶1，最优选为(1.4～1.8)∶1即可。上述范围含量的TiO2和BaO能够有效改善引入TiO2带来的着色度变差等问题，提高光学玻璃的透过率，使本发明的光学玻璃透过率达到455nm以下。
在该第三种光学玻璃中，除BaO外，各组分的作用与上述技术方案提供的光学玻璃中的组分作用相同，含量范围也相同，含量的优选范围也可以相同，发明人可以根据需要在上述范围内进行调整。如，Gd2O3、Y2O3和Yb2O3的合计含量优选为0.5wt％～5wt％，其中Gd2O3的含量优选为0.5wt％～3wt％等。
该第三种光学玻璃同时具有高折射率、较低玻璃化转变温度、较低密度和优异的透过率等性能。在本发明中，该第三种光学玻璃的折射率优选为2.0以上，更优选为2.0～2.1，最优选为2.0～2.05；阿贝数优选为23～27，更优选为23.2～26.8，最优选为23.5～26.5；玻璃化转变温度优选为685℃以下，更优选为680℃以下；密度优选为4.75g/cm3以下，更优选为4.72g/cm3以下，最优选为4.70g/cm3以下；透射比达到70％时对应的波长λ70优选为455nm以下，更优选为450nm以下。
本发明还提供了一种光学元件，由上述技术方案所述的光学玻璃按照本领域技术人员熟知的方法形成。由于所述光学玻璃具有高折射率和较低的玻璃转变温度，所述光学元件也具有高折射率和较低的玻璃转变温度，可以应用于数码相机、数字摄像机、照相手机等设备。
为了进一步了解本发明的技术方案，下面结合具体的实施例，对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1～40
按照以下步骤，按照表1、表2、表3和表4所示的原料配比制作光学玻璃：
将各原料充分混合后置于铂金坩埚内，熔化、澄清、均化后，得到熔融玻璃；
将所述熔融玻璃降至1200℃以下后浇注入预热的金属模内，徐冷得到光学玻璃。
对所述光学玻璃进行性能测试，结果参见表1、表2、表3和表4，表1、表2、表3和表4均为本发明实施例制备的光学玻璃的原料配比及性能参数。
表1 本发明实施例1～10制备的光学玻璃的原料配比及性能参数
表2 本发明实施例11～20制备的光学玻璃的原料配比及性能参数
Figure BDA0000096405210000141
表3 本发明实施例21～30制备的光学玻璃的原料配比及性能参数
Figure BDA0000096405210000151
表4 本发明实施例31～40制备的光学玻璃的原料配比及性能参数
Figure BDA0000096405210000161
比较例1～2
按照以下步骤，按照表5所示的原料配比制作光学玻璃：
将各原料充分混合后置于铂金坩埚内，熔化、澄清、均化后，得到熔融玻璃；
将所述熔融玻璃降至1200℃以下后浇注入预热的金属模内，徐冷得到光学玻璃。
对所述光学玻璃进行性能测试，结果参见表5，表5为本发明比较例制备的光学玻璃的原料配比及性能参数。
表5 本发明比较例制备的光学玻璃的原料配比及性能参数
Figure BDA0000096405210000171
由表1、表2、表3和表4可知，本发明提供的光学玻璃具有高折射率、较低的玻璃化转变温度、较低的密度和优异的透过率性能；由表5中的比较例1可知，TiO2/BaO的比值小于1.3时，玻璃的透过率较差，而且其配方组成中引入了大量的Nb2O5，玻璃密度增大，不利于玻璃的轻量化；而表5中的比较例2中，TiO2/(TiO2+WO3+Nb2O5)的比值范围小于0.55时，玻璃透过率只能达到477nm，而且密度也较高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种光学玻璃，包括：
6wt%～10wt%的B2O3；
10wt%～15wt%的B2O3和SiO2，其中B2O3＞SiO2；
27wt%～32wt%的La2O3；
0wt%～5wt%的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中，Gd2O3的含量为0wt%～3wt%；
大于19wt%且小于25wt%的TiO2；
大于8wt%且小于15wt%的Nb2O5；
0.5wt%～5wt%的ZnO；
0～2wt%的WO3；
2wt%～10wt%的ZrO2；
大于10wt%且小于15wt%的BaO；
0～5wt%的CaO、SrO和MgO，其中，SrO的含量为0～3wt%；
0～0.1wt%的Sb2O3；
TiO2与TiO2、WO3和Nb2O5的总量的质量比为（0.55～0.75）：1。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，包括0.5wt%～5wt%的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中，Gd2O3的含量为0.5wt%～3wt%。
3.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，包括29wt%～32wt%的La2O3。
4.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，包括19.2wt%～24wt%的TiO2。
5.根据权利要求4所述的光学玻璃，其特征在于，包括19.2wt%～22wt%的TiO2。
6.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，包括8.2wt%～14wt%的Nb2O5。
7.根据权利要求6所述的光学玻璃，其特征在于，包括8.2wt%～12wt%的Nb2O5。
8.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，包括11wt%～14.9wt%的BaO。
9.根据权利要求8所述的光学玻璃，其特征在于，包括12wt%～14.9wt%的BaO。
10.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述TiO2和BaO的质量比为（1.3～2.4）：1。
11.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，包括1.5wt%～4wt%的ZnO。
12.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，包括3wt%～9wt%的ZrO2。
13.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，包括0.4wt%～1wt%的WO3。
14.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，包括0.1wt%～2wt%的SrO。
15.根据权利要求1～14任意一项所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃具有以下性能：
折射率为2.0以上；
阿贝数为23～27；
玻璃化转变温度为685℃以下；
密度为4.75g/cm3以下；
透射比达到70%时对应的波长λ70为455nm以下。
16.一种光学玻璃，包括：
6wt%～10wt%的B2O3；
10wt%～15wt%的B2O3和SiO2，其中B2O3＞SiO2；
27wt%～32wt%的La2O3；
0.5wt%～5wt%的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中，Gd2O3的含量为0.5wt%～3wt%；
大于19wt%且小于25wt%的TiO2；
0～2wt%的WO3；
0.5wt%～5wt%的ZnO；
2wt%～10wt%的ZrO2；
大于10wt%且小于15wt%的BaO；
0～5wt%的CaO、SrO和MgO，其中，SrO的含量为0～3wt%；
0～0.1wt%的Sb2O3；
Nb2O5，所述TiO2与TiO2、WO3和Nb2O5的总量的质量比为（0.55～0.75）：1。
17.根据权利要求16所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃具有以下性能：
折射率为2.0以上；
阿贝数为23～27；
玻璃化转变温度为685℃以下；
密度为4.75g/cm3以下；
透射比达到70%时对应的波长λ70为455nm以下。
18.一种光学玻璃，包括：
6wt%～10wt%的B2O3；
10wt%～15wt%的B2O3和SiO2，其中B2O3＞SiO2；
27wt%～32wt%的La2O3；
0wt%～5wt%的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中Gd2O3的含量为0wt%～3wt%；
大于19wt%且小于25wt%的TiO2；
大于8wt%且小于15wt%的Nb2O5；
0～2wt%的WO3；
BaO，所述TiO2与所述BaO的质量比为（1.3～2.4）：1；
0.5wt%～5wt%的ZnO；
2wt%～10wt%的ZrO2；
0～5wt%的CaO、SrO和MgO，其中，SrO的含量为0～3wt%；
0～0.1wt%的Sb2O3。
19.根据权利要求18所述的光学玻璃，其特征在于，包括0.5wt%～5wt%的Gd2O3、Y2O3和Yb2O3，其中Gd2O3的含量为0.5wt%～3wt%。
20.根据权利要求18～19任意一项所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃具有以下性能：
折射率为2.0以上；
阿贝数为23～27；
玻璃化转变温度为685℃以下；
密度为4.75g/cm3以下；
透射比达到70%时对应的波长λ70为455nm以下。
21.一种权利要求1～20任意一项所述的光学玻璃形成的光学元件。
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