CN106536436B - 光学玻璃、使用有光学玻璃的光学元件、光学装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适合模压成型的光学玻璃。本发明的光学玻璃的特征在于，其以重量百分比计，含有B2O3：10～25％、P2O5：30～60％、Al2O3：0～5％、Li2O：0.1～10％、SrO：0～15％、BaO：10～50％、ZnO：0～12％、Y2O3：0～5％、Gd2O3：0～5％等各成分，且不含有La2O3。
Description
技术领域
本发明涉及一种适合模压成型的光学玻璃。本发明要求2014年9月5日申请的申请号2014-181697的日本专利申请的优先权，对于认可基于文献参照方式的编入的指定国，通过参照方式将该申请记载的内容编入本申请中。
背景技术
近年来，开发了各种摄像设备，同时对于构成与其相对应的透镜的光学玻璃也进行了研究。其中，在以数码相机为首的光学设备的小型/轻量化、低成本化的发展进程中，能够以更少的枚数进行像差校正的非球面透镜的重要性提高。
但是，由于其复杂的形状，非球面透镜存在难以进行以往那样的研磨加工的问题。因此，采用了被称为模压成型的加工方法，在模具中加入玻璃材料(预制件)并进行加热，使其软化后进行压制。
但是，在模压成型中，使预制件软化后进行处理，因此原料的玻璃化转变温度(Tg)越高，其品质管理、制造越难。具体而言，可以举出模具的劣化、加工时间的延长等。此外，近年来，还采用了预制件的热成型(通过用模具盛接熔融的玻璃而直接成型的技术)。在这样的热成型中，玻璃的液相温度(Tl)高时，成型中容易发生失透，难以制造预制件。因此，作为这样的模压成型用的光学玻璃，大多使用玻璃化转变温度、液相温度较低的玻璃。
例如专利文献1中记载了一种模压成型用的光学玻璃。但是，在以往的光学玻璃中，为了降低玻璃化转变温度而含有大量的ZnO，因此在对于色像差校正重要的低分散性并不能说是充分的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-072474号公报
发明内容
发明所要解决的课题
因此，本发明提供一种适合模压成型的光学玻璃。
用于解决课题的手段
本发明的第一方式为一种光学玻璃，其以重量百分比计，含有下述各成分，B2O3：10～25％、P2O5：30～60％、Al2O3：0～5％、Li2O：0.1～10％、SrO：0～15％、BaO：10～50％、ZnO：0～12％、Y2O3：0～5％、Gd2O3：0～5％，且不含有La2O3。
本发明的第二方式为一种使用有第一方式的光学玻璃的光学元件。
本发明的第三方式为一种具备第二方式的光学元件的光学装置。
具体实施方式
本实施方式为一种光学玻璃，其是磷酸盐系玻璃，具有中等折射率/低分散的光学常数、适合模压成型的玻璃化转变温度(Tg)和液相温度(Tl)，且耐失透性优异。
本实施方式中的玻璃的各成分的组成范围和特性范围如下所述。需要说明的是，在本说明书中，没有特别声明的情况下，各成分的含量均为氧化物换算组成相对于玻璃总重量的重量％。需要说明的是，对于此处所说的氧化物换算组成假设作为本发明的玻璃构成成分的原料使用的氧化物、复合盐等熔融时全部分解变化为氧化物，并将这些氧化物的总重量设为100重量％，氧化物换算组成是表示这种情况下的玻璃中含有的各成分的组成。
B2O3作为玻璃形成氧化物是必须成分，其具有赋予低分散性、提高玻璃的熔融性的效果。B2O3为10％以下时，无法得到所期望的低分散性，玻璃的熔融性也差。另一方面，超过25％时，玻璃化转变温度上升，分散反而也会增大，因此优选的范围为10～25％。进一步优选为10～20％，最优选为10～15％。
P2O5作为玻璃形成氧化物是必须成分，其具有降低玻璃化转变温度、液相温度、提供低分散性的效果。但是，P2O5小于30％时，难以得到稳定的玻璃，P2O5为60％以上时，难以得到目标折射率。因此，优选的范围为30～60％。进一步优选为35～50％，最优选为40～47％。
Al2O3是对提高化学耐久性有效的成分。但是，过量导入Al2O3时，不仅熔解性、耐失透性下降，而且低分散性也受损。因此，优选的范围为0～5％。进一步优选为0～4％，最优选为0～3％。
Li2O是本实施方式的必须成分，对提高玻璃的熔解性、降低玻璃化转变温度和液相温度特别有效。但是，Li2O超过10％时，耐失透性下降，难以得到稳定的玻璃，因此其导入量为0.1～10％。进一步优选为1～8％，最优选为2～6％。
MgO和CaO是对折射率的调整有用的成分，其导入量多时，玻璃化转变温度上升，因此期望各自为0～4％且其总量也为0～4％。
SrO是用于提高玻璃的折射率的有效成分，但由于过量的导入会使液相温度上升，因此其导入量设定为0～15％。进一步优选为1～12％，最优选为3～9％。
BaO是本实施方式的必须成分，其是用于提高玻璃的折射率、降低液相温度、提高耐失透性的重要成分。BaO为10％以下时，上述效果不充分，超过50％时，低分散性受损，此外玻璃化转变温度也有可能上升，因此适当的范围为10～50％。进一步优选为15～40％，最优选为20～35％。
Na2O、K2O也赋予与Li2O同样的效果，但由于使折射率下降，因此过量导入时，难以得到目标折射率。因此，对于Na2O、K2O，导入量分别设定为0～8％。进一步优选为0～4％，最优选为0～3％。
ZnO具有提高折射率、降低玻璃化转变温度的效果，但同时是会增大分散的成分，因此其添加量设定为0～12％。进一步优选为0～5％，最优选为0～3％。
与SrO、BaO相比，Y2O3和Gd2O3提高折射率的效果高，但导入量多时，液相温度急剧上升，玻璃容易发生失透，因此其导入量分别设定为0～5％，且其总量也设定为0～5％。分别或其总量进一步优选为0～4％，特别优选为0～3％。
此外，La2O3具有与Y2O3、Gd2O3同样地提高折射率的效果，但使液相温度上升的效果特别大，因此期望不导入La2O3。
需要说明的是，为了进行玻璃的脱泡，可以添加Sb2O3作为脱泡剂。其量可以为0～1％的范围。此外，不限于上述成分，在能够得到本实施方式的光学玻璃的效果的范围，也可以添加其他成分。
接着，对本实施方式的光学玻璃的物性值进行说明。
从透镜的薄型化的观点出发，作为本实施方式的玻璃，期望具有高折射率(折射率(nd)大)。但是，通常若提高折射率，则阿贝数存在下降的趋势。因此，在本实施方式的玻璃中，以1.56作为下限、1.61作为上限，折射率(nd)设定在1.56～1.61的范围。
从透镜的色像差校正的观点出发，作为本实施方式的玻璃，期望具有低分散性(阿贝数(νd)大)。但是，通常若阿贝数大，则折射率存在下降的趋势。此外，为了得到具有超过70的阿贝数的玻璃，有时添加氟，但添加挥发性高的氟时，由于其挥发，组成容易产生变动，难以维持玻璃的品质。因此，在本实施方式的玻璃中，以63作为下限、70作为上限，阿贝数(νd)设定在63～70的范围。
从模压成型的观点出发，作为本实施方式的玻璃，期望玻璃化转变温度(Tg)低。低的玻璃化转变温度(Tg)带来玻璃成型的容易性、模具的劣化抑制等效果。因此，在本实施方式的玻璃中，玻璃化转变温度(Tg)为530℃以下。
另一方面，从热预制件成型的观点出发，作为本实施方式的玻璃，期望液相温度(Tl)低。低的液相温度(Tl)在从熔融玻璃直接成型出预制件时，不易产生玻璃的失透，提高成型性。因此，在本实施方式的玻璃中，液相温度(Tl)为1000℃以下。
从透镜的轻量化的观点出发，作为本实施方式的玻璃，期望比重小。因此，在本实施方式的玻璃中，比重设定为3.5以下。
这样的本实施方式中的玻璃适合作为照相机、显微镜等光学装置具备的透镜等光学元件。
实施例
接着，对本发明的实施例和比较例进行说明。表1～表5中将本发明的实施例的光学玻璃的组成与折射率(nd)、阿贝数(νd)、玻璃化转变温度(Tg)、液相温度(Tl)、比重(Sg)的测定结果以及耐失透性的评价一起列出，表6～8中将本发明的比较例的光学玻璃的组成与折射率(nd)、阿贝数(νd)、玻璃化转变温度(Tg)、液相温度(Tl)、比重(Sg)的测定结果以及耐失透性的评价一起列出。需要说明的是，本发明并不限于这些实施例。
<光学玻璃的制作>
本发明的实施例和比较例的光学玻璃以下述顺序进行制作。首先，称量氧化物、氢氧化物、磷酸化合物(磷酸盐、正磷酸等)、碳酸盐和硝酸盐等玻璃原料，使其成为表1～8记载的化学组成(重量％)。接着，将称量的原料混合，投入铂坩埚中，在1150～1250℃的温度进行1小时左右的熔融，并进行搅拌均质化。之后，降低至适当的温度后，浇铸至模具等中，进行逐渐冷却，由此得到各样品。
<光学玻璃的测定>
(1)折射率(nd)和阿贝数(νd)
表1～8记载的各样品的折射率(nd)和阿贝数(νd)使用折射率测定器(Kalnew光学工业社制、“KPR-200”)进行测定和计算。需要说明的是，折射率的值保留至小数点后第5位。
(2)玻璃化转变温度(Tg)
表1～8记载的各样品的玻璃化转变温度(Tg)使用差示热、热重量同时测定装置(Bruker社制、“TG-DTA2000SA”)测定，根据以每分钟10℃的升温速度进行测定的DTA曲线进行确定。
(3)液相温度(Tl)
将玻璃在具有700～1100℃的温度梯度的失透试验炉内保持18分钟后，用倍率100倍的显微镜观察有无结晶，从高温侧观察，表1～8记载的各样品的液相温度(Tl)是未产生失透的最低温度。
(4)比重(Sg)
表1～8记载的各样品的比重(Sg)以样品的质量与压力101.325kPa(标准气压)下的与其同体积的4℃纯水的质量之比的形式进行表示，利用依据JIS Z 8807(1976)“在液中称量的测定方法”的方法进行测定。
对于表1～8记载的各样品的耐失透性评价，将约20g玻璃在液相温度以上的温度(1150℃以上)保持一定时间使其熔融后，以每小时200℃的降温速度冷却至玻璃化转变温度以下的温度(300℃以下)，目视确认有无失透。
需要说明的是，“不可测定”的记载表示：在制造玻璃时，由于玻璃的一部分失透、泡的混入等而不能进行测定(即作为光学玻璃的使用)。此外，“不实施”的记载表示：在制造玻璃时，由于玻璃完全失透而没有产生测定和评价的必要性。
[表1]
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |
| B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 12.17 | 11.00 | 12.26 | 12.68 | 12.25 | 12.01 | 18.03 |
| P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 42.23 | 45.53 | 44.72 | 44.36 | 44.68 | 41.68 | 41.14 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 1.79 | 1.93 | 1.76 | 1.88 | 1.76 | 1.77 | 2.20 |
| Li<sub>2</sub>O | 3.40 | 4.39 | 4.48 | 4.27 | 4.47 | 3.36 | 4.21 |
| MgO | 3.28 | 2.51 | 2.56 | 2.45 | 2.56 | 3.24 | 3.20 |
| CaO | 1.43 | 1.19 | 1.39 | 1.19 | |||
| SrO | 7.54 | 4.97 | 1.98 | 1.92 | 1.99 | 7.44 | 7.45 |
| BaO | 25.68 | 28.25 | 29.63 | 29.69 | 29.60 | 25.34 | 23.77 |
| Na<sub>2</sub>O | |||||||
| K<sub>2</sub>O | 0.98 | ||||||
| ZnO | 2.27 | ||||||
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 1.51 | ||||||
| Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 2.93 | 1.41 | 1.36 | 2.90 | |||
| La<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| SiO<sub>2</sub> | |||||||
| Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| Total | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
| MgO+CaO | 3.28 | 3.94 | 3.75 | 3.84 | 3.74 | 3.24 | 3.20 |
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 2.93 | 0.00 | 1.41 | 1.36 | 1.51 | 2.90 | 0.00 |
| nd | 1.59354 | 1.58980 | 1.59167 | 1.59189 | 1.59229 | 1.59843 | 1.58536 |
| vd | 66.76 | 67.48 | 67.16 | 67.26 | 67.00 | 66.42 | 67.52 |
| Tg(℃) | 510 | 491 | 496 | 497 | 495 | 509 | 492 |
| T1(℃) | 980 | 880 | 850 | 840 | 950 | 980 | 950 |
| Sg | 3.34 | 3.25 | 3.27 | 3.27 | 3.26 | 3.38 | 3.17 |
| 耐失透性 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 |
[表2]
| 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | |
| B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 11.88 | 14.71 | 11.03 | 11.04 | 11.13 | 18.93 | 11.73 |
| P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 43.32 | 49.27 | 45.66 | 45.70 | 46.08 | 36.29 | 40.73 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 1.71 | 1.67 | 1.93 | 1.93 | 0.66 | 0.80 | |
| Li<sub>2</sub>O | 4.34 | 5.54 | 1.51 | 1.51 | 5.17 | 6.16 | 4.45 |
| MgO | 3.06 | 3.55 | 3.55 | 2.54 | 3.18 | ||
| CaO | 3.91 | 1.45 | 3.93 | ||||
| SrO | 1.93 | 1.80 | 4.98 | 4.99 | 5.03 | 1.87 | |
| BaO | 31.54 | 23.95 | 28.34 | 28.36 | 28.60 | 32.91 | 35.52 |
| Na<sub>2</sub>O | 3.00 | ||||||
| K<sub>2</sub>O | 2.92 | ||||||
| ZnO | |||||||
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 1.38 | 2.84 | |||||
| La<sub>2</sub>O<sub>2</sub> | |||||||
| SiO<sub>2</sub> | |||||||
| Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| Total | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
| MgO+CaO | 3.91 | 3.06 | 3.55 | 3.55 | 3.99 | 3.18 | 3.93 |
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 1.38 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 2.84 |
| nd | 1.59632 | 1.57785 | 1.58365 | 1.58044 | 1.58996 | 1.59246 | 1.60286 |
| vd | 66.84 | 68.44 | 67.60 | 67.95 | 67.31 | 66.22 | 66.07 |
| Tg(℃) | 490 | 479 | 511 | 529 | 471 | 481 | 489 |
| T1(℃) | 860 | 780 | 880 | 840 | 880 | 940 | 940 |
| Sg | 3.32 | 3.07 | 3.29 | 3.26 | 3.26 | 3.23 | 3.42 |
| 耐失透性 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 |
[表3]
| 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 | 实施例18 | 实施例19 | 实施例20 | 实施例21 | |
| B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 17.57 | 12.65 | 11.16 | 11.18 | 17.40 | 11.26 | 12.15 |
| P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 47.49 | 44.27 | 46.23 | 46.28 | 47.01 | 42.38 | 44.29 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.90 | 1.74 | |||||
| Li<sub>2</sub>O | 5.34 | 4.27 | 2.30 | 2.24 | 5.28 | 4.56 | 4.44 |
| MgO | 2.95 | 1.29 | 3.59 | 3.59 | 2.92 | 2.54 | |
| CaO | 1.39 | 1.14 | 1.18 | ||||
| SrO | 1.73 | 1.91 | 5.04 | 5.06 | 1.71 | 1.97 | |
| BaO | 23.08 | 29.64 | 28.70 | 28.71 | 22.85 | 34.11 | 29.34 |
| Na<sub>2</sub>O | 2.97 | ||||||
| K<sub>2</sub>O | 1.83 | 2.95 | 1.82 | 0.45 | |||
| ZnO | 2.33 | 3.82 | |||||
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 1.35 | 2.73 | 1.41 | ||||
| La<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| SiO<sub>2</sub> | 1.00 | 0.50 | |||||
| Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| Total | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
| MgO+CaO | 2.95 | 2.67 | 3.59 | 3.59 | 2.92 | 1.14 | 3.71 |
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.00 | 1.35 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 2.73 | 1.41 |
| nd | 1.57313 | 1.59375 | 1.58278 | 1.58008 | 1.57173 | 1.58804 | 1.58942 |
| vd | 68.61 | 66.91 | 67.60 | 67.88 | 68.58 | 64.18 | 67.32 |
| Tg(℃) | 471 | 483 | 482 | 498 | 476 | 462 | 489 |
| T1(℃) | 760 | 870 | 870 | 830 | 910 | 920 | 890 |
| Sg | 3.02 | 3.30 | 3.28 | 3.25 | 3.01 | 3.44 | 3.25 |
| 耐失透性 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 |
[表4]
| 实施例22 | 实施例23 | 实施例24 | 实施例25 | 实施例26 | 实施例27 | 实施例28 | |
| B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 15.07 | 15.73 | 15.60 | 19.33 | 13.65 | 14.69 | 15.37 |
| P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 46.61 | 48.62 | 48.24 | 46.02 | 45.09 | 45.43 | 47.53 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 2.80 | 2.92 | 2.90 | 2.81 | 2.96 | 2.73 | 2.85 |
| Li<sub>2</sub>O | 2.05 | 2.14 | 2.12 | 2.06 | 2.17 | 2.00 | 2.09 |
| MgO | 3.54 | 3.69 | 3.66 | 3.56 | 3.45 | 3.61 | |
| CaO | 3.53 | ||||||
| SrO | 9.01 | 8.94 | 8.07 | 8.81 | |||
| BaO | 27.53 | 15.38 | 15.26 | 15.75 | 29.14 | 26.83 | 15.04 |
| Na<sub>2</sub>O | 2.40 | 2.50 | 0.95 | 2.41 | 0.78 | 2.34 | 0.94 |
| K<sub>2</sub>O | 2.32 | 2.67 | 2.29 | ||||
| ZnO | |||||||
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 2.53 | ||||||
| La<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| SiO<sub>2</sub> | 1.46 | ||||||
| Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| Total | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
| MgO+CaO | 3.54 | 3.69 | 3.66 | 3.56 | 3.53 | 3.45 | 3.61 |
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 2.53 | 0.00 |
| nd | 1.57569 | 1.57070 | 1.56813 | 1.56870 | 1.57948 | 1.57905 | 1.56589 |
| vd | 68.27 | 68.78 | 68.93 | 68.52 | 67.93 | 67.87 | 68.78 |
| Tg(℃) | 513 | 510 | 511 | 506 | 509 | 518 | 509 |
| T1(℃) | 930 | 980 | 920 | 920 | 930 | 920 | 920 |
| sg | 3.14 | 3.05 | 3.03 | 3.01 | 3.19 | 3.19 | 3.01 |
| 耐失透性 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 |
[表5]
| 实施例29 | 实施例30 | 实施例31 | 实施例32 | 实施例33 | 实施例34 | |
| B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 10.80 | 14.74 | 12.15 | 11.93 | 10.49 | 10.23 |
| P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 46.06 | 45.58 | 42.17 | 44.91 | 48.82 | 51.60 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 2.77 | 2.74 | 1.79 | 2.69 | 2.44 | |
| Li<sub>2</sub>O | 7.30 | 7.23 | 3.39 | 4.55 | 1.97 | 1.79 |
| MgO | 3.50 | 3.46 | 3.28 | 3.40 | 3.08 | |
| CaO | 1.21 | |||||
| SrO | 7.84 | 7.53 | ||||
| BaO | 27.20 | 15.31 | 25.64 | 22.81 | 26.44 | 23.96 |
| Na<sub>2</sub>O | 2.37 | 0.90 | 0.60 | 6.91 | ||
| K<sub>2</sub>O | 2.19 | 0.98 | 6.19 | |||
| ZnO | 11.10 | |||||
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | ||||||
| Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 2.93 | 2.90 | ||||
| La<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | ||||||
| SiO<sub>2</sub> | ||||||
| Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.15 | |||||
| Total | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
| MgO+CaO | 3.50 | 3.46 | 3.28 | 1.21 | 3.40 | 3.08 |
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.00 | 0.00 | 2.93 | 2.90 | 0.00 | 0.00 |
| nd | 1.58000 | 1.57255 | 1.59366 | 1.59497 | 1.56488 | 1.56322 |
| vd | 67.22 | 67.85 | 66.75 | 65.18 | 68.45 | 68.14 |
| Tg(℃) | 450 | 452 | 510 | 437 | 497 | 478 |
| T1(℃) | 880 | 880 | 980 | 1000 | 910 | 860 |
| Sg | 3.12 | 2.99 | 3.34 | 3.31 | 3.08 | 3.07 |
| 耐失透性 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 | 无失透 |
[表6]
| 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | 比较例4 | 比较例5 | 比较例6 | 比较例7 | |
| B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 8.80 | 18.75 | 18.89 | 28.40 | 11.84 | 17.89 | |
| P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 45.20 | 52.63 | 44.64 | 43.11 | 34.22 | 41.10 | 34.29 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 2.60 | 2.02 | 5.71 | 2.30 | 3.03 | 1.74 | 0.63 |
| Li<sub>2</sub>O | 1.50 | 1.01 | 2.00 | 4.41 | 2.22 | 3.31 | 11.17 |
| MgO | 1.70 | 3.45 | 3.35 | 3.84 | 3.19 | 2.60 | |
| CaO | 2.40 | 5.06 | 0.56 | ||||
| SrO | 4.50 | 1.01 | 7.83 | 17.75 | 8.70 | 7.34 | 1.76 |
| BaO | 29.70 | 3.34 | 15.28 | 10.20 | 16.99 | 25.00 | 31.10 |
| Na<sub>2</sub>O | 2.53 | 2.34 | 2.60 | ||||
| K<sub>2</sub>O | 0.95 | ||||||
| ZnO | 1.20 | 30.36 | |||||
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 2.02 | 5.53 | |||||
| La<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 2.40 | ||||||
| SiO<sub>2</sub> | |||||||
| Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| Total | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
| MgO+CaO | 4.10 | 5.06 | 3.45 | 3.35 | 3.84 | 3.19 | 3.16 |
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.00 | 2.02 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 5.53 | 0.00 |
| nd | 1.59779 | 1.58984 | 不可测定 | 1.58049 | 1.56810 | 1.59681 | - |
| vd | 66.51 | 61.15 | 不可测定 | 68.12 | 66.80 | 66.50 | - |
| Tg(℃) | 539 | 392 | 507 | 507 | 505 | 511 | - |
| T1(℃) | 1020 | 890 | 1190 | 1050 | 990 | 1090 | - |
| Sg | 3.41 | 3.31 | 2.98 | 3.06 | 2.96 | 3.38 | - |
| 耐失透性 | 有失透 | 有失透 | 有失透 | 有失透 | 有失透 | 无失透 | 不实施 |
[表7]
| 比较例8 | 比较例9 | 比较例10 | 比较例11 | 比较例12 | 比较例13 | 比较例14 | |
| B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 11.51 | 12.04 | 10.88 | 8.90 | 8.92 | 23.79 | 8.22 |
| P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 39.97 | 41.77 | 33.33 | 60.49 | 45.70 | 27.44 | 49.44 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 1.77 | 1.40 | 2.48 | 2.63 | 3.46 | 3.02 | |
| Li<sub>2</sub>O | 4.67 | 3.36 | 3.30 | 1.67 | 1.52 | 3.24 | 2.22 |
| MgO | 3.24 | 2.10 | 2.43 | 1.80 | 2.01 | ||
| CaO | 3.86 | 1.45 | |||||
| SrO | 7.46 | 4.56 | 12.66 | 8.67 | |||
| BaO | 34.87 | 25.40 | 51.09 | 22.41 | 30.09 | 24.71 | 23.82 |
| Na<sub>2</sub>O | 1.95 | 2.91 | 2.59 | ||||
| K<sub>2</sub>O | 0.97 | ||||||
| ZnO | |||||||
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 5.12 | ||||||
| Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 2.90 | ||||||
| La<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 1.09 | 2.71 | |||||
| SiO<sub>2</sub> | |||||||
| Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | |||||||
| Total | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
| MgO+CaO | 3.86 | 3.24 | 0.00 | 2.10 | 3.88 | 1.80 | 2.01 |
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 5.12 | 2.90 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| nd | - | 1.59546 | - | 不可测定 | 1.59537 | 1.58839 | 1.57979 |
| vd | - | 66.70 | - | 不可测定 | 66.93 | 64.75 | 67.78 |
| Tg(℃) | - | 511 | - | 463 | 542 | 485 | 490 |
| T1(℃) | - | 1060 | - | 1090 | 1040 | 970 | 1000 |
| Sg | - | 3.36 | - | 2.95 | 3.39 | 3.23 | 3.24 |
| 耐失透性 | 不实施 | 有失透 | 不实施 | 有失透 | 有失透 | 有失透 | 有失透 |
[表8]
| 比较例15 | 比较例16 | 比较例17 | 比较例18 | 比较例19 | 比较例20 | |
| B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 19.73 | 20.86 | 23.06 | 8.51 | 11.85 | 24.78 |
| P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 46.98 | 49.66 | 28.50 | 49.43 | 49.69 | 48.51 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 2.87 | 3.04 | 2.95 | 2.97 | 2.98 | 3.92 |
| Li<sub>2</sub>O | 2.23 | 2.76 | 2.18 | 4.40 | ||
| MgO | 3.63 | 3.84 | 2.50 | 3.24 | 3.77 | 3.98 |
| CaO | ||||||
| SrO | 8.24 | 8.71 | ||||
| BaO | 16.08 | 9.07 | 37.02 | 31.13 | 29.35 | 9.69 |
| Na<sub>2</sub>O | 2.46 | 2.60 | 3.23 | 2.54 | 2.56 | 4.75 |
| K<sub>2</sub>O | ||||||
| ZnO | ||||||
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | ||||||
| Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | ||||||
| La<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | ||||||
| SiO<sub>2</sub> | ||||||
| Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | ||||||
| Total | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
| MgO+CaO | 3.63 | 3.84 | 2.50 | 3.24 | 3.77 | 3.98 |
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
| nd | 1.56205 | 1.55909 | 1.58816 | 1.57860 | 1.56985 | 1.54709 |
| vd | 68.60 | 69.10 | 64.90 | 67.68 | 68.04 | 68.63 |
| Tg(℃) | 565 | 503 | 492 | 497 | 565 | 469 |
| T1(℃) | 1000 | 930 | 970 | 1010 | 1000 | 1030 |
| Sg | 2.99 | 2.87 | 3.27 | 3.24 | 3.17 | 2.70 |
| 耐失透性 | 有失透 | 有失透 | 有失透 | 有失透 | 有失透 | 有失透 |
由表1～5可知，本发明的实施例均具有1.56～1.61的折射率(nd)、63～70的阿贝数(vd)、530℃以下的玻璃化转变温度(Tg)、1000℃以下的液相温度(T1)。进一步耐失透性评价的结果在任一组成中均未发现失透。
(1)比较例1
在含有La2O3的比较例1的玻璃中，玻璃化转变温度(Tg)为539℃、液相温度(T1)高达1020℃，此外在耐失透性评价中发现失透。
(2)比较例2
在含有超过4％的CaO、小于10％的BaO、超过12％的ZnO的比较例2中，阿贝数(νd)低至61.15，此外在耐失透性评价中发现失透。
(3)比较例3
在含有超过5％的Al2O3的比较例3中，在所得到的玻璃中发现一部分失透，不能进行测定(作为光学玻璃的使用)。
(4)比较例4
在含有超过15％的SrO的比较例4中，液相温度(Tl)高达1050℃，此外在耐失透性评价中发现失透。
(5)比较例5
在含有超过25％的B2O3的比较例5中，在耐失透性评价中发现失透。
(6)比较例6
在含有超过5％的Gd2O3的比较例6中，液相温度(Tl)高达1090℃。
(7)比较例7
在含有超过10％的Li2O的比较例7中，所得到的玻璃完全失透。
(8)比较例8
在含有超过5％的Y2O3的比较例8中，所得到的玻璃完全失透。
(9)比较例9
在含有La2O3的比较例9中，液相温度(Tl)高达1060℃，此外在耐失透性评价中发现失透。
(10)比较例10
在含有超过50％的BaO的比较例10中，所得到的玻璃完全失透。
(11)比较例11
在含有超过60％的P2O5的比较例11中，在耐失透性评价中发现失透。此外，在玻璃中混入气泡，不能进行作为光学玻璃的使用。
(12)比较例12
在含有La2O3的比较例12中，玻璃化转变温度(Tg)为542℃，液相温度(Tl)高达1040℃，此外在耐失透性评价中发现失透。
(13)比较例13
在P2O5小于30％的比较例13中，在耐失透性评价中发现失透。
(14)比较例14
在B2O3小于10％的比较例14中，在耐失透性评价中发现失透。
(15)比较例15
在不含有Li2O的比较例15中，玻璃化转变温度(Tg)高达565℃，此外在耐失透性评价中发现失透。
(16)比较例16
在BaO小于10％的比较例16中，在耐失透性评价中发现失透。
(17)比较例17
在P2O5小于30％的比较例17中，在耐失透性评价中发现失透。
(18)比较例18
在B2O3小于10％的比较例18中，液相温度(Tl)高达1010℃，此外在耐失透性评价中发现失透。
(19)比较例19
在不含有Li2O的比较例19中，在耐失透性评价中发现失透。
(20)比较例20
在BaO小于10％的比较例20中，液相温度(Tl)高达1030℃，此外在耐失透性评价中发现失透。
综上，本实施例的磷酸盐系玻璃的折射率(nd)为1.56～1.61、阿贝数(νd)为63～70的范围的光学常数，此外，其还具有适合模压成型的低玻璃化转变温度(Tg)，并且液相温度(Tl)低、耐失透性也优异。这表示其适合色像差校正，在模压成型、热预制件成型中极其有用。另一方面，在各比较例中，在得到样品时或在耐失透性评价时发现失透，此外，液相温度(Tl)高的情况较多。这即表示在模压成型、热预制件成型中欠缺稳定性，不适合模压成型、热预制件成型。
Claims (7)
1.一种光学玻璃，其特征在于，
其以重量百分比计，含有下述各成分：
B2O3：10～25％、
P2O5：30～60％、
Al2O3：0～5％、
Li2O：0.1～10％、
SrO：0～15％、
BaO：10～50％、
ZnO：0～12％、
Y2O3：0～5％、
Gd2O3：0～5％，
MgO：0～4％、
CaO：0～4％、
且不含有La2O3，
MgO与CaO的总量为4％以下，
Y2O3与Gd2O3的总量为1.35％以上且为5％以下，
折射率(nd)在1.56～1.61的范围，且阿贝数(νd)在63～70的范围。
2.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，
其以重量百分比计，含有下述各成分：
Na2O：0～8％、
K2O：0～8％。
3.如权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，玻璃化转变温度(Tg)为530℃以下。
4.如权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，液相温度(Tl)为1000℃以下。
5.如权利要求1或2所述的光学玻璃，其中，以每小时200℃的降温速度从液相温度以上的温度冷却至玻璃化转变温度以下的温度时，不发生失透。
6.一种光学元件，其使用有权利要求1～5中任一项所述的光学玻璃。
7.一种光学装置，其具备权利要求6所述的光学元件。
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| GR01 | Patent grant | ||
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