CN103502165A - 高折射率的光学玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高折射率的光学氧化铋玻璃，并且还涉及这样的玻璃的生产和用途。描述了一种高透射光学玻璃，其具有如下组成（单位为以氧化物计的摩尔%）：Bi₂O₃至少40，ΣSiO₂+B₂O₃+Al₂O₃20–59，R₂O0–10，RO0–30，其它组分0.01–20。所述玻璃的折射率（n_d）为1.9≤n_d≤2.2，阿贝数为10≤ν_d≤21，并且转变温度（T_g）不高于480℃。

Description

高折射率的光学玻璃

技术领域

本发明涉及高折射光学氧化铋玻璃，并且还涉及这样的玻璃的生产和用途。

背景技术

近年来，在光学和光电子技术中的市场趋势（在成像、投影、远程通信、光学信息技术、移动硬盘和激光技术中的应用）都日益朝小型化方向发展。这可以从越来越小的终端产品看出，并且自然要求这样的终端产品的各个部件和组件越来越小型化。对光学玻璃的生产商来说，尽管终端产品的数量不断增加，但这种发展伴有对原料玻璃的需求量的显著降低。同时，对玻璃生产商来说，存在着来自于其它加工商的越来越大的价格压力，这是因为在从玻璃块和/或锭生产这样的较小组件中，以产品的百分率计存在明显更大量的废料，并且与较大组件的情况下相比，这些非常小的部件的制造需要更高费用。

除了通过例如热轧生产预制物和从玻璃块或锭常规分离用于光学组件的玻璃部分之外，还存在如下的生产方法，其中，在玻璃熔化后，能够直接获得理想的近净形或近终形的预制物，例如凝块或球体。近终形预制物适合于再压制。

这样的预制物也可通过精确压制或精确模制被有利地转变成光学元件例如透镜、非球面组件等。这种方法能够通过短的装备时间灵活地处理较小的玻璃熔体量（分布在大量较小材料块中）。然而，由于相对小的运行尺寸和通常小的几何形状，由所述方法产生的附加值不可能单独来自于材料价值。产品必须以不需要复杂的修正、冷却和/或冷后加工的状态离开压机。由于需要高的几何精度，对于这样的压制方法必须利用使用高品质并因此昂贵的模具材料的精密仪器。因此，这样的模具的使用寿命对产品和/或生产的材料的收益性具有巨大影响。对模具的高使用寿命极为重要的因素是非常低的工作温度，但是这只能降低到使待压制材料的粘度仍足以用于压制过程的程度。因此，在待加工玻璃的加工温度和因此转变温度T_g与这种压制过程的收益性之间存在着直接的因果关联：玻璃的转变温度越低，模具的使用寿命越长，并且利润越高。这种关系导致对“低T_g玻璃”的需求，“低T_g玻璃”即具有低熔点和转变点的玻璃，即具有适合于在非常低温度下加工的粘度的玻璃。

从熔体加工的观点来看，另一个需求是最近日益增加的对“短性”玻璃的需求，“短性”玻璃即随着温度相对小的变化其粘度在特定粘度范围内表现出大的变化的玻璃。在熔化过程中，这种特性具有可缩短热成形时间、即模具关闭时间的优点。这首先增大了生产能力，即循环时间缩短。其次，它对模具材料的影响温和，如上所述，这同样对总生产成本具有正面影响。这样的“短性”玻璃还具有下述优点，即，与在相应的“长性”玻璃的情况下相比更快的冷却，还使具有相对高结晶倾向性的玻璃也能够被加工。由此避免了前晶核形成，即在随后的二次热成形步骤中可能引起问题的结晶核的形成。这开启了还能够拉制这样的玻璃以形成纤维的可能性。

此外，还希望玻璃具有足够的耐化学性并具有非常小的膨胀系数。

尽管在现有技术中已描述了具有相似光学位置和/或相当的化学组成的玻璃，但这些玻璃具有相当大的缺点。

DE112006001070描述了氧化铋玻璃。仅公开了具有相对低Bi₂O₃含量（30和35摩尔%）的两个实例的吸收曲线。所述公开内容没有描述在具有高氧化铋含量的玻璃的情形中透射率可能降低的问题。

在现有技术中（参见例如DE102007050172），公开了Cr可以作为常见杂质存在于玻璃中。

发明内容

本发明的目的是提供一种如下的光学玻璃，利用所述光学玻璃可以实现所需光学位置（n_d/ν_d）与低转变温度和优异纯透射率的组合。所述玻璃还应该具有在厚度为10mm的玻璃样本上测得的小于或等于440nm的吸收限或UV边位置或吸收限λ₅（即纯透射率为5%处的波长），并且还应该能够通过精确压制进行加工并适合于成像、投影、远程通信、光学信息技术、移动硬盘和激光技术的应用。它们还应该容易熔化并易于加工，并且具有令人满意的结晶稳定性，使在连续装置中制造成为可能。在10^7.6至10¹³dPas的粘度范围内非常“短性”的玻璃是理想的。

上述目的通过权利要求书中所描述的本发明实施方式来实现。

特别地，提供了一种如下的高折射光学玻璃，其包含下列组成（单位为以氧化物计的摩尔%）：

特别地，本发明的玻璃的折射率n_d是至少1.9、优选地至少2.0、最优选地至少2.08，和/或优选地小于2.2、更优选地小于2.15。所述玻璃的阿贝数满足10≤ν_d≤21、优选地至少15和/或不大于18。

在本发明的实施方式中，本发明的玻璃的转变温度T_g≤480℃，优选地T_g≤450℃，更优选地T_g≤420℃，并且最优选地T_g≤400℃。根据本发明，“低T_g玻璃”是具有低转变温度T_g，即优选地不高于480℃的T_g的玻璃。

一般地，“短性”玻璃是在10²至10¹³dPas的粘度范围内具有非常陡的粘度曲线的玻璃，即在该粘度范围内，即使温度变化相对小，它的粘度也变化极大。在本发明的玻璃的情况下，术语“短性”适用于优选地从10^7.6至10¹³dPas的粘度范围。这种玻璃的粘度从10^7.6降低到10¹³dPas时的温度间隔ΔT优选地不超过80K，优选地不超过70K，特别优选地不超过60K。

为了本发明的目的，玻璃的“内部品质”是指玻璃含有非常低比例的气泡和/或条痕（即条纹）和/或类似缺陷，或优选不含它们。在一种实施方式中，本发明的玻璃在至少一个方向上、优选地在两个正交方向上不含通过阴影方法能够辨别的条痕。在阴影方法中，将玻璃样本保持在光源与观察者的眼睛之间，并通过移动和倾斜玻璃样本来确定投射阴影的条痕（MIL-G-174A和类似的标准），或者使光透过玻璃样本照射并将玻璃样本中存在的条痕作为阴影投射在投影屏上（ISO10110-4）。此外，所述玻璃优选地具有按照ISO10110-3为B1、更优选地B0的气泡等级。

在下文中，除非另外指明，否则表述“不含X”或“不含组分X”是指玻璃基本上不含这种组分X，即这样的组分最多作为杂质存在于玻璃中，而不是作为单独组分添加到玻璃组合物中。X是任何组分，例如F或Li₂O。

附图说明

图1示出了根据实施例1的玻璃的内透射率曲线，其中实线示出了Cr含量为6ppm的玻璃变体的内透射率（Reintransmission），虚线示出了Cr含量低于2ppm的玻璃变体的内透射率。

图2示出了根据被描述为玻璃2的本发明玻璃的粘度曲线。在图1中，竖直线示出了其中该玻璃的粘度从10^7.6降低到10¹³dPas的温度间隔ΔT。在该情形中，ΔT为从440至386℃，即它具有54K的值。

发明详述

在下文中，除非另有指明，否则所有玻璃组分的比例以摩尔%为单位并且以氧化物计。

本发明玻璃的基础玻璃体系是具有高氧化铋含量的玻璃。

本发明的玻璃具有至少40摩尔%、优选地至少45摩尔%、特别优选地高于48摩尔%的Bi₂O₃比例。Bi₂O₃的比例优选地不高于70摩尔%，更优选地不高于60摩尔%，特别优选地不高于55摩尔%。Bi₂O₃有助于10^7.6至10¹³dPas的粘度范围内的所需粘度温度特性（“短性”玻璃）。此外，它降低T_g并提高玻璃的密度。后者确保高折射率。由于Bi₂O₃的固有颜色对玻璃的透射率具有不利影响，并且UV边λ₅将过远地位移到较长波长范围内，即超过440nm，因此不应该超过70摩尔%的最大比例。该比例同样地不应低于40摩尔%的最小值，以便确保玻璃的低T_g与高折射率的组合。

除了Bi₂O₃之外，本发明的玻璃还含有SiO₂、B₂O₃和/或Al₂O₃作为其它玻璃形成材料，其总量为20至59摩尔%，优选地不高于55摩尔%，并且最优选地不高于50摩尔%。

本发明的玻璃优选地含有至少8摩尔%、更优选地至少10摩尔%，和/或不高于25摩尔%、更优选地不高于20摩尔%的SiO₂。由于SiO₂导致玻璃的玻璃化转变温度和粘度增加，并且还导致折射率降低，因此SiO₂不应该超过25摩尔%的最高比例。

此外，本发明的玻璃优选地含有B₂O₃，其量优选地为至少18摩尔%、更优选地至少19摩尔%，和/或优选地不高于34摩尔%、更优选地不高于30摩尔%、最优选地不高于25摩尔%。B₂O₃的强的网络形成性质提高了玻璃对结晶的稳定性和耐化学性。

氧化物B₂O₃和SiO₂的总含量（B₂O₃+SiO₂）优选地为至少20摩尔%、特别优选地至少25摩尔%、更优选地至少30摩尔%、甚至更优选地至少35摩尔%。这两种组分的添加是优选的，以便不发生玻璃的分层。此外，氧化物B₂O₃和SiO₂的总含量优选地不高于60摩尔%、更优选地不高于55摩尔%、甚至更优选地不高于50摩尔%并且最优选地不高于45摩尔%。如果总含量超过60摩尔%，不再能够获得所需的高折射率。

B₂O₃含量与B₂O₃和SiO₂的含量总和之比（B₂O₃/B₂O₃+SiO₂）优选地为至少0.5，以便在如下所述利用高频加热熔化玻璃期间确保玻璃的最佳传导性。

此外，本发明的玻璃优选地还含有Al₂O₃，其量优选地为至少1摩尔%，更优选地至少3摩尔%，甚至更优选地4摩尔%，和/或优选地不高于11摩尔%，更优选地不高于10摩尔%，最优选地不高于9摩尔%。

SiO₂含量与Al₂O₃含量之比优选地为至少1.5，优选地至少2.0，和/或优选地不高于6.0，更优选地不高于3.5。

SiO₂含量与B₂O₃和Al₂O₃的含量总和之比（SiO₂/Al₂O₃+B₂O₃）优选地不高于2.0，更优选地不高于1.5。

在本发明的一种实施方式中，所述玻璃含有所有三种组分SiO₂、B₂O₃和Al₂O₃。如果存在所有三种组分，特别是以上述比率存在，则该玻璃具有特别高的交联度，并因此具有特别高的对于脱玻化的稳定性，特别是在重新加热时。所有三种组分的添加是有利的，因为它们在玻璃中不同地交联，从而确保了特别高的对于脱玻化的稳定性。

在本发明的玻璃中，选自Li₂O、Na₂O、K₂O、Rb₂O和/或Cs₂O的碱金属氧化物R₂O的总和为0至10摩尔%，优选不高于5摩尔%，更优选地不高于3摩尔%，甚至更优选地不高于2摩尔%，特别优选地不高于1摩尔%。在优选实施方式中不应超过所述不高于5摩尔%的值，否则在重新加热过程后可能发生脱玻化。然而，以至少0.1摩尔%的量添加至少一种碱金属氧化物、特别是Na₂O是优选的，因为碱金属氧化物起到优化熔化特性的作用，即它们起到熔剂的作用。此外，它们有助于降低转变温度T_g并且可用于阿贝数的精细调节。

在本发明的一种实施方式中，所述玻璃不含Li₂O和/或Cs₂O。令人预料不到的是，Cs₂O可能在本发明的玻璃体系中引起脱玻化。Li₂O降低折射率，因此不优选作为该玻璃的组分。所述玻璃优选地不含Li₂O。

为了以灵活的方式调节所述粘度-温度特性，本发明的玻璃可任选地含有一种或多种选自MgO、CaO、SrO和/或BaO的碱土金属氧化物。单种组分的比例应该不超过10摩尔%、优选地不超过7摩尔%、特别优选地不超过6摩尔%。本发明的玻璃可含有MgO、CaO、SrO或BaO，其量为至少0.5摩尔%，优选地至少1摩尔%。碱土金属氧化物有助于陡的粘度曲线。不应该超过10摩尔%的最高比例，因为玻璃中更高的比例引起脱玻化，特别是在重新加热时引起脱玻化。

本发明的玻璃可具有不高于10摩尔%、优选地不高于7摩尔%、特别优选地不高于5摩尔%的比例的ZnO。ZnO有助于在10^7.6至10¹³dPas的粘度范围内的所需的粘度-温度特性（“短性”玻璃）。

然而，在本发明的变体中，所述玻璃具有比例低于5摩尔%的二价氧化物RO（包括碱土金属氧化物和ZnO），或甚至不含RO。组分RO的添加令人预料不到地引起本发明玻璃的折射率降低，因此是不合乎需要的。

在本发明的一种实施方式中，R₂O+RO的总量低于5摩尔%，优选地不高于4摩尔%。

所述玻璃含有一种或多种其它组分，其量为0.01至20摩尔%，优选地为至少0.03摩尔%、更优选地至少0.1摩尔%、最优选地至少0.3摩尔%，和/或优选地不高于10摩尔%、更优选地不高于7摩尔%、甚至更优选地不高于8摩尔%、最优选地不高于4摩尔%。这样的其它组分起到稳定玻璃以防止特别是在重新加热时脱玻化即结晶或分层的作用。此外，利用这样的组分可实现光学位置的精细调节。所述其它组分优选地选自La₂O₃、Nb₂O₅、Gd₂O₃、Ga₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃、TiO₂、ZrO₂、HfO₂、GeO₂、TeO₂、SeO₂、CeO₂、WO₃、As₂O₃和/或Ta₂O₅。除非下文中另外指明，否则这些组分中的每种可单独地以至少0.01摩尔%、优选地至少0.05摩尔%的单独比例存在。本发明的玻璃优选地含有至少3种、更优选地至少4种上述的其它组分。

本发明的玻璃可具有至少0.01和/或不高于6摩尔%、优选地不高于5摩尔%、更优选地不高于4摩尔%的La₂O₃含量。WO₃和/或Nb₂O₅可在每种情况下以至少0.01摩尔%和/或在每种情况下不高于6摩尔%、优选地不高于5摩尔%、特别优选地不高于4摩尔%的量存在于所述玻璃中。利用这些组分可调节光学位置。然而，在更高比例下，它们导致玻璃的粘度更高。

所述玻璃可含有TiO₂。它可以以至少0.01摩尔%、优选地至少0.2摩尔%、更优选地至少0.5摩尔%和/或不高于6摩尔%、优选地不高于3摩尔%、特别优选地不高于2摩尔%的量存在。TiO₂的添加对高折射率具有正面影响，并提高玻璃在重新加热时的稳定性。然而，该组分导致T_g和粘度增加。此外，它可能引起玻璃色散的增加，并且由于在UV范围内的吸收而对玻璃的透射率具有不利影响。因此，超过6摩尔%的含量是不优选的。

ZrO₂优选少量地存在于本发明的玻璃中，例如以至少0.01摩尔%、更优选地至少0.04摩尔%和/或优选地不高于2摩尔%、更优选地不高于1摩尔%、最优选地不高于0.05摩尔%的量存在。当将所述玻璃组合物在ZAC罐中熔化时，，来自于罐材料的ZrO₂可能被少量引入到玻璃熔体中。在特定实施方式中，所述玻璃不含ZrO₂。

在所述玻璃的一种变体中，该玻璃含有组分TiO₂或ZrO₂中的至少一种，优选地含有两种组分。TiO₂+ZrO₂的总含量应该优选地为至少0.04摩尔%、更优选地至少0.1摩尔%、特别优选地至少0.2摩尔%，和/或优选地不高于5摩尔%、更优选地不高于3摩尔%并且最优选地不高于2摩尔%。这些组分可起到成核剂的作用，因此不优选其含量高于所示出的那些含量，因为量增加时它们可能引起玻璃的结晶。然而，如果它们少量存在于玻璃中，结晶只在特定条件下发生，并且可以以定向方式使用在熔化过程中，以便例如在冷却的熔化罐中或在使用HF的熔化期间，在罐或熔炉壁上产生玻璃壳，从而避免玻璃被罐或熔炉材料污染。

所述玻璃可另外含有GeO₂，其量优选地为至少0.01摩尔%、更优选地至少0.5摩尔%，和/或不高于5摩尔%。氧化锗对玻璃在重新加热时的稳定性具有有利影响。然而，添加更大量的氧化锗是不太优选的，因为这种组分非常昂贵。在一种实施方式中，所述玻璃不含GeO₂。

Ta₂O₅可以以至少0.01摩尔%、优选地至少0.05摩尔%、更优选地至少0.1摩尔%，和/或不高于3摩尔%、优选地不高于2摩尔%、最优选地不高于1摩尔%的比例存在于所述玻璃中。所述玻璃优选地不含Ta₂O₅。

Gd₂O₃可以以至少0.04摩尔%、优选地至少0.05摩尔%和/或不高于2摩尔%、优选地不高于1摩尔%的比例存在于所述玻璃中。这种组分在可见区中具有小的吸收带，因此所述玻璃优选地不含Gd₂O₃。

所述玻璃还可含有Ga₂O₃，其量优选地为至少0.01摩尔%和/或不高于5摩尔%。特别是，Al₂O₃+Ga₂O₃的总含量不高于11摩尔%，更优选地不高于10摩尔%。

HfO₂可以以至少0.01摩尔%、优选地至少0.03摩尔%、特别优选地至少0.04摩尔%和/或不高于1摩尔%、优选地不高于0.5摩尔%、特别优选地不高于0.25摩尔%的量存在于所述玻璃中。这种组分的添加可调节折射率和阿贝数，并且与其它组分一起使玻璃稳定，以使得玻璃在重新加热过程例如再压中不分层。

此外，所述玻璃可含有TeO₂，其比例优选地为至少0.5摩尔%，更优选地至少1摩尔%，甚至更优选地至少2摩尔%，和/或优选地不高于10摩尔%，更优选地不高于6摩尔%。

氧化铈可存在于所述玻璃中以调节氧化态。CeO₂可优选地以不高于1摩尔%、更优选地不高于0.5摩尔%、甚至更优选地不高于0.25摩尔%的比例存在。然而，由于这种组分引起玻璃的轻微变色（淡黄色着色），因此所述玻璃优选地不含CeO₂。

在一种实施方式中，所述玻璃可含有As₂O₃，其量优选地不高于0.2摩尔%，更优选地不高于0.1摩尔%，和/或优选地至少0.05摩尔%，更优选地至少0.02摩尔%，甚至更优选地至少0.01摩尔%。这种组分单独地或与下文所提及精炼剂一起起到精炼剂的作用，而且还起到维持Bi₂O₃的恰当氧化还原状态的作用。

本发明的玻璃可包含少量的常规精炼剂。所添加精炼剂的总量优选地不高于1.0摩尔%，更优选地不高于0.5摩尔%。在本发明的玻璃中可存在至少一种下述组分（单位为摩尔%）作为精炼剂：

关于无机过氧化物，可以使用例如过氧化锌、过氧化锂和/或碱土金属过氧化物。

在一种实施方式中，所述玻璃包含组分Bi₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、B₂O₃和R₂O特别是Na₂O，达到91摩尔%、优选地95摩尔%的程度。

在本发明的另外的实施方式中，本发明的玻璃包含组分Bi₂O₃、Al₂O₃、SiO₂、B₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅、TiO₂、ZrO₂、HfO₂、GeO₂和R₂O特别是Na₂O，优选地达到至少95摩尔%、更优选地至少98摩尔%的程度。

在本发明的一种实施方式中，本发明的玻璃包含上述组分，优选地达到至少90摩尔%、更优选地至少95摩尔%、最优选地至少99摩尔%的程度。

在本发明的一种实施方式中，本发明的玻璃还优选地不含在权利要求书中没有提到的其它组分，即在这样的实施方式中，所述玻璃基本上由所提到的组分构成。表述“基本上由……构成”是指，其它组分最多作为杂质存在，而不是作为单独的组分故意添加到所述玻璃组合物中。

所述玻璃优选地不含上文没有提到的组分。

作为光学玻璃，本发明的玻璃优选地不含赋色组分例如V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni和/或Cu，和/或光学活性例如激光活性组分例如Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er和/或Tm。此外，所述玻璃优选地不含对健康有害的组分，例如Pb、Cd、Tl和Se的氧化物。

本发明还涉及特别是在从λ(τ_ip)至λ(τ_ip+400nm)范围内和/或特别是在重新加热后内透射率τ_i提高的高折射玻璃。τ_ip是在通过范围中的内透射率或通过范围的内透射度，并且λ(τ_ip)是高于其时玻璃的通过或透射范围开始的波长，例如其中内透射度不低于τ_ip时的范围。在λ(τ_ip)至λ(τ_ip+400nm)的波长范围内，所述玻璃的内透射率τ_i的变化优选地不高于2%、优选地不高于1%、更优选地不高于0.9%。

本发明玻璃在600nm和/或700nm处优选地具有至少95%、更优选地至少98%的内透射度τ_ip。

本发明人发现，在玻璃具有高含量、即至少40摩尔%含量的Bi₂O₃的情形中，在λ(τ_ip)至λ(τ_ip+400nm)范围内所述玻璃的透射率略微劣化，即在波长λ(τ_ip)处达到内透射度τ_ip后，在直到λ(τ_ip+400nm)的更长波长的方向上内透射率再次略微降低。在将玻璃重新加热至高于转变温度的温度后，内透射率曲线的这种“下垂”增大。即使内透射率的劣化仅仅非常小，特别是3%或更小，但它对于玻璃的使用来说是不理想的并应该避免。

在光学玻璃的情形中，除非玻璃是有色玻璃，否则不向玻璃添加作为赋色物质的Cr作为组分。然而，Cr少量存在于某些玻璃原材料中。在现有技术中，到目前为止宣称作为杂质的正常量的Cr在氧化铋玻璃中不引起问题。然而，本发明人已发现，玻璃的正常Cr污染令人吃惊地对内透射率有影响，并且如果玻璃具有低的Cr含量，则可避免透射率的劣化。

尽管Cr在提到的区域中具有吸收带，但该吸收带不能解释在重新加热后，在大波长范围内的“下垂”的宽度或透射率的劣化。不希望受到理论的限制，推测多价Cr与玻璃的Bi离子发生相互作用，而且Cr参与Bi的氧化还原机制并导致透射率的进一步劣化。这种效应似乎特别是发生在具有高氧化铋含量的玻璃中。

因此，本发明玻璃的Cr含量优选地不高于4ppm、优选地不高于3ppm、更优选地不高于2ppm。

图1示出了根据实施例1的本发明玻璃，在使用常规原材料并且Cr含量是6ppm的变体（实线）和Cr含量低于2ppm的变体（虚线）中的内透射率曲线。

此外，本发明玻璃优选地含有不高于3ppm的铂组分，其含量更优选地不高于2ppm并且最优选地低于或不高于1ppm。为了能够实现这些优选的铂含量值，优选地将本发明玻璃在不含Pt的熔化装置中，例如在熔融石英罐或ZAC罐中熔化。优选低的铂组分含量使得可以获得小于或等于(τ_c)440nm的UV边位置，这对于具有所描述高折射率的玻璃来说是不常见的。

氟和含氟化合物在熔化或熔融过程中还易于气化，因此使难以精确构建所述玻璃组合物。因此，本发明的玻璃优选地也不含氟。

本发明还提供了吸收限τ₅是最高440nm、优选地最高430nm、更优选地最高425nm的玻璃。

本发明的玻璃具有良好的耐化学性。特别地，可实现根据ISO8424低于52.3等级的耐酸性AR和/或根据ISO10629低于4.3的耐碱性。

本发明玻璃在测量样本以约20K/小时的冷却速率冷却时，具有0至60×10^-4的反常相对部分色散ΔP_g,F。

本发明玻璃的热膨胀系数α_20-300不高于11×10^-6/K、更优选地不高于10×10^-6/K。这避免了在重新加工中和接合技术中与热应力有关的问题。

此外，本发明玻璃的结晶稳定性和粘度-温度分布的组合，可允许所述玻璃基本上无问题的热（重新）处理（压制或再压和热轧）。

特别是，这些玻璃适合于近净形加工，例如精确凝块的生产，并且也适合于精确压制以生产具有准确的最终形状的光学组件。在这种情况下，本发明玻璃的粘度-温度分布和加工温度优选地被设定成也可使用灵敏的精密机器来进行这样的近终形或近净形热成形。

本发明还提供了本发明玻璃在成像、投影、远程通信、光学信息技术、移动硬盘和激光技术应用中的用途。

本发明还提供了从所描述的玻璃压制的光学元件，特别是通过精确压制生产的光学元件，并且还提供了通过精确压制所述玻璃来生产光学元件的方法。

本发明还提供了包含本发明玻璃的光学元件。在此处，光学元件可特别是透镜、非球面组件、棱镜和小型组件。根据本发明，术语“光学元件”还包括这样的光学元件的预制物，例如球体、凝块、精确凝块等。

本发明还提供了用于生产本发明玻璃的方法，所述方法包括使用交变电磁场直接感应加热混合物和/或氧化熔化玻璃的步骤。

为了本发明的目的，熔化与交变电磁场、特别是采取高频场形式的交变电磁场的结合，是指通过电感耦合输入到熔体中的能量大于利用热量移除从熔体输出的能量。只有采取这种方式才能通过高频（HF）加热来加热或维持熔体。

B₂O₃与SiO₂和B₂O₃的总和的摩尔比优选地为至少0.5。在低碱或无碱玻璃的情形中，为了确保能够实现与高频率的结合，该比率是特别必要的。此外，具有高氧化铋含量的玻璃的低粘度对于使用HF加热的熔化来说是有利的。

所述方法优选地还包括下列步骤：

·将上述组合物的碎片或混合物引入到凝壳炉中。

熔炉优选地由铝制成。凝壳炉使得可以在相同材料中熔化，以便可获得特别纯的玻璃。混合物可在装置中分批或连续熔化。

所述方法优选地还包括下列步骤：

·利用燃烧器或铬铝钴耐热钢加热器（Kanthalheizer）将部分混合物或玻璃碎片液化，

·将高频场连接至熔融材料，以便利用热量输入熔化残余的混合物或碎片。

然后对玻璃进行连续或分批的进一步加工。

进一步加工可按照常规进行（在铂中），或者在特别具有侵蚀性的玻璃的情形中，在使用HF加热的用于精制的第二装置中进行。

被优选地使用的方法描述在DE10257049A中。

具体实施方式

下文将通过一系列实施例对本发明进行示例。然而，本发明不限于所提到的实施例。

实施例

下面的实施例示例了本发明的优选玻璃，并且不旨在将保护范围限于这些玻璃。

将氧化物原料称重，加入一种或多种精炼剂例如Sb₂O₃，然后将所述组分充分混合。将该玻璃混合物在连续熔化装置中在约900℃下熔化，并将氧气鼓泡通过它，也就是说将氧气引入到熔体中，然后将熔体精炼（920℃）并均化。在约890℃的浇铸温度下，可以将玻璃浇铸并加工成所需尺寸。在大容积连续装置中，根据经验，温度可降低至少约100K，并且可通过近终形压制方法来加工材料。

表1：100kg计算的玻璃的熔化实施例（根据实施例1）

通过这种方式获得的玻璃的性质示出在实施例1下的表2中。

在表2至4中，对玻璃给出的所有含量的单位为以氧化物计的摩尔%。

表2：示例性玻璃1至8

表3：示例性玻璃9至15

表4：示例性玻璃16至21

本发明的所有玻璃都具有低于2ppm的Cr含量，低于或等于420℃的玻璃化转变温度T_g，至少2.05的折射率n_d，至少10至最多21范围内的阿贝数υ_d，不高于430nm的吸收限λ₅，能够容易地加工、重新加热至高于T_g的温度，并且非常耐酸和碱。此外，本发明玻璃在λ(τ_ip)至λ(τ_ip+400nm)的波长范围内都未显示出超过0.9%的玻璃透射率劣化，并且都具有至少95%的内透射率。

所有透射率都在厚度为10mm的玻璃样本上测量。

在表中，RHT(T₁)是指其中将玻璃重新加热至如下温度至少20分钟、优选地2小时的试验，在该温度下该玻璃的粘度是10⁹dPas，RHT(T₂)是指其中将玻璃重新加热至如下温度的试验，在该温度下该玻璃的粘度是10⁵dPas。缩写“p.”是指通过该试验，即在试验后玻璃既不表现出脱玻化也不表现出混浊。缩写“n.p.”是指未通过该试验，即玻璃在重新加热时脱玻化或在试验后表现出混浊。重新加热试验不是在非氧化条件下而是在标准大气压（空气）中进行。

Claims (10)

1.一种光学玻璃，其包含下列组成（单位为以氧化物计的摩尔%）：

2.根据权利要求1所述的玻璃，其中所述玻璃的Cr含量不高于4ppm、优选地不高于3ppm、更优选地不高于2ppm。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃，其中在所述玻璃中存在8至25摩尔%的SiO₂、18至34摩尔%的B₂O₃和/或1至11摩尔%的Al₂O₃。

4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的玻璃，其中所述玻璃含有一种或多种选自La₂O₃、Nb₂O₅、Gd₂O₃、Ga₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃、TiO₂、ZrO₂、HfO₂、GeO₂、TeO₂、SeO₂、CeO₂、WO₃、As₂O₃和/或Ta₂O₅的其它组分，其量优选地为0.03至10摩尔%，更优选地为0.1至7摩尔%。

5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的玻璃，其含有量为0.01至0.20摩尔%的As₂O₃和/或量为0.02至0.50摩尔%的Sb₂O₃。

6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的玻璃，其吸收限τ₅（（纯）透射率为5%处的波长）为最多440nm、优选地最多430nm、更优选地最多425nm。

7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的玻璃，其中所述玻璃在λ(τ_ip)至λ(τ_ip+400nm)波长范围内的内透射率的降低不超过2%，优选地不超过1%，更优选地不超过0.9%。

8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的玻璃，其具有至少1.9至最多2.2范围内的折射率n_d和/或至少10至最多21的阿贝数υ_d和/或具有不高于420℃的玻璃化转变温度T_g。

9.根据权利要求1至8中的一项或多项所述的玻璃的用途，其应用于成像、投影、远程通信、光学信息技术、移动硬盘和/或激光技术领域和/或用于生产光学元件。

10.根据权利要求1至8中的一项或多项所述的光学玻璃的生产方法，所述方法包括利用交变电磁场直接感应加热所述混合物和/或氧化熔化所述玻璃的步骤。

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