CN106698924A - 光学玻璃、玻璃预制件及光学元件 - Google Patents

光学玻璃、玻璃预制件及光学元件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光学透过率优异、适于精密模压、化学稳定性和内部质量较好的光学玻璃。光学玻璃，其组成按重量百分比表示，含有：P2O5：12‑40％；Nb2O5：20‑45％；BaO：10‑30％；ZnO：大于0但小于或等于15％；TiO2：大于5但小于或等于23％；Na2O：0‑10％；K2O：0‑10％；其中，BaO/Nb2O5为：0.24‑1.25。本发明通过合理的组分设计，使本发明光学玻璃在实现所需的光学常数的同时有利于精密模压，折射率为1.82‑1.89、阿贝数为20‑26，以及由所述光学玻璃形成的玻璃预制件和光学元件。

Description

光学玻璃、玻璃预制件及光学元件
技术领域
本发明涉及一种光学玻璃，尤其是涉及一种高折射、高色散光学玻璃、玻璃预制件及光学元件。
背景技术
在光学设计中，由高折射、高色散光学玻璃制成的透镜与由低折射、低色散光学玻璃制成的透镜结合使用，以修正光学系统的色差。玻璃的折射率和色散越高，通常加入赋予玻璃高折射、高色散性能的成分的含量也就越大。然而，由于这些成分主要在短波长区域吸收光，所以玻璃在短波长区域的透射率就会变差。同时，随着玻璃的折射率增加，玻璃表面的反射率也增加，因此，造成玻璃的透射率下降。
在短波区域具有良好透射率的高折射、高色散光学玻璃领域中已知的是含大量铅的硅酸盐玻璃，如JP特开57-34042，其中含有大量的氧化铅，导致化学稳定性较差，同时玻璃比重大，不适应目前轻量化的需要，同时氧化铅对环境也有害。因此，如何在不含氧化铅的前提下提高高折射、高色散光学玻璃的光学透过率成了广大科研工作者研究的目标。
CN102172557A中含有大量的氧化铋，氧化铋对提高玻璃的折射率、降低玻璃的转变温度有利，但其含量过大会导致玻璃的耐失透性和稳定性降低，从而导致玻璃易析晶，难以获得合格的产品。同时氧化铋价格昂贵，大量引入也不利于生产成本的降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光学透过率优异、适于精密模压、化学稳定性和内部质量较好的光学玻璃。
本发明还要提供一种由上述光学玻璃形成的玻璃预制件和光学元件。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：光学玻璃，其组成按重量百分比表示，含有：P2O5：12-40％；Nb2O5：20-45％；BaO：10-30％；ZnO：大于0但小于或等于15％；TiO2：大于5但小于或等于23％；Na2O：0-10％；K2O：0-10％；其中，BaO/Nb2O5为：0.24-1.25。
进一步的，还含有：SiO2：0-8％；B2O3：0-8％；Li2O：0-8％；Al2O3：0-10％；WO3：0-10％；ZrO2：0-10％。
进一步的，还含有：La2O3：0-10％；Gd2O3：0-10％；Y2O3：0-10％；Yb2O3：0-10％。
光学玻璃，含有P2O5、Nb2O5、BaO、ZnO、TiO2和碱金属氧化物，其组成按重量百分比表示，BaO/Nb2O5为0.24-1.25；玻璃折射率为1.82-1.89；阿贝数为20-26。
光学玻璃，其组成按重量百分比表示为：12-40％的P2O5；20-45％的Nb2O5；10-30％的BaO；大于0但小于或等于15％的ZnO；大于5但小于或等于23％的TiO2；0-10％的Na2O；0-10％的K2O；0-8％的SiO2；0-8％的B2O3；0-8％的Li2O；0-10％的Al2O3；0-10％的WO3；0-10％的ZrO2。
进一步的，其中：ZnO/P2O5为0.08-0.8。
进一步的，其中：BaO/Nb2O5为0.25-1。
进一步的，其中：TiO2/ZnO为1以上。
进一步的，其中：TiO2/BaO为0.25-1。
进一步的，其中：Na2O+K2O为3-18％，Na2O/(Na2O+K2O)大于0.5但小于1。
进一步的，其中：P2O5+Nb2O5为70％以下。
进一步的，其中：P2O5：15-35％；和/或Nb2O5：23-45％；和/或BaO：12-27％；和/或ZnO：2-13％；和/或TiO2：6-20％；和/或Na2O：1-8％；和/或K2O：1-8％；和/或SiO2：0-5％；和/或B2O3：0-5％；和/或Li2O：0-5％；和/或Al2O3：0-5％；和/或WO3：0-5％；和/或ZrO2：0-5％。
进一步的，其组成满足以下6种条件中的一种或一种以上：
1)ZnO/P2O5为0.1-0.5；
2)BaO/Nb2O5为0.3-0.8；
3)TiO2/ZnO为1.2以上；
4)TiO2/BaO为0.3-0.8；
5)Na2O+K2O为5-18％；
6)Na2O/(Na2O+K2O)为大于0.5但小于或等于0.8。
进一步的，其中：P2O5：18-30％；和/或Nb2O5：28-40％；和/或BaO：14-25％；和/或ZnO：3-10％；和/或TiO2：6-15％；和/或Na2O：3-8％；和/或K2O：2-7％；和/或SiO2：0-3％；和/或B2O3：0-3％；和/或Li2O：0-3％；和/或Al2O3：0-3％；和/或WO3：0-3％；和/或ZrO2：0-3％。
进一步的，其组成满足以下5种条件中的一种或一种以上：
1)ZnO/P2O5为0.15-0.45；
2)BaO/Nb2O5为0.35-0.6；
3)TiO2/ZnO为1.4-5；
4)TiO2/BaO为0.35-0.7；
5)Na2O+K2O为6-15％。
进一步的，其中：P2O5+Nb2O5为65％以下。
进一步的，其中：Nb2O5+TiO2+WO3+ZrO2为55％以下。
进一步的，其中：P2O5+Nb2O5为62％以下。
进一步的，其中：Nb2O5+TiO2+WO3+ZrO2为50％以下。
进一步的，还含有：MgO：0-5％；CaO：0-5％；SrO：0-5％。
进一步的，还含有：Ta2O5：0-8％；TeO2：0-10％；Ga2O3：0-10％；Lu2O3：0-10％；GeO2：0-8％；Ln2O3：0-10％，其中，Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3中的一种或一种以上。
进一步的，还含有0-1％的澄清剂，所述澄清剂为Sb2O3、SnO、SnO2、CeO2、含Cl-的化合物、含Br-的化合物和含I-的化合物中的一种或多种。
进一步的，不含有SiO2和Bi2O3。
进一步的，玻璃折射率为1.82-1.89；阿贝数为20-26；转变温度为620℃以下，透射比达到70％时对应的波长λ70小于或等于430nm，透射比达到5％时对应的波长λ5小于或等于390nm。
进一步的，采用GB/T7962.8-2010规定的测试方法测得玻璃的气泡度为A级或A级以上。
进一步的，玻璃折射率为1.84-1.87；阿贝数为21-24；转变温度为610℃以下，透射比达到70％时对应的波长λ70小于或等于420nm，透射比达到5％时对应的波长λ5小于或等于375nm。
玻璃预制件，采用上述的光学玻璃制成。
光学元件，采用上述的光学玻璃制成。
本发明的有益效果是：通过合理的组分设计，使本发明光学玻璃在实现所需的光学常数的同时有利于精密模压，且具有优异的化学稳定性、内部质量和光学透过率，以及由所述光学玻璃形成的玻璃预制件和光学元件。
具体实施方式
Ⅰ、光学玻璃
下面对本发明光学玻璃的组成进行详细说明，各组分的含量、总含量如没有特别说明，则都采用重量百分比表示。另外，在以下的说明中，提到规定值以下或规定值以上时，也包括该规定值。
[必要组分和任选组分]
P2O5是本发明玻璃的主要形成成分，对提高玻璃的机械性能和化学稳定性有利，当其含量低于12％时，玻璃的稳定性和耐候性下降；当其含量超过40％时，玻璃的折射率和色散降低，不能满足本发明光学玻璃的光学性能要求。因此，本发明中P2O5含量为12-40％，优选为15-35％，更优选为18-30％。
Nb2O5是提高玻璃折射率和色散的必要组分，本发明中通过引入20％以上的Nb2O5，不仅可以得到高折射高色散的性能，同时优化了玻璃的抗析晶性能和耐失透性；但当其含量超过45％时，玻璃的化学稳定性恶化。因此，本发明玻璃中Nb2O5含量为20-45％，优选为23-45％，进一步优选为28-40％。
本发明中，为获得高折射高色散的性能，同时又使玻璃具有优异的抗析晶性能和化学稳定性，P2O5与Nb2O5的合计量不宜过高，需使玻璃中拥有足够的中间体氧化物和网络外体氧化物，以优化玻璃网络结构。经发明人研究发现，优选控制P2O5与Nb2O5的合计量(P2O5+Nb2O5)在70％以下，更优选在65％以下，进一步优选在62％以下，可同时达到上述效果。
TiO2也是对提高玻璃折射率和色散有利的组分，通过引入超过5％以上的TiO2，可以有效提高玻璃的耐失透性；但当其含量超过23％时，玻璃的透过率显示降低，同时玻璃的耐失透性反而恶化。因此，TiO2含量为大于5％但小于或等于23％，优选为6-20％，进一步优选为6-15％。
Li2O加入到玻璃组分中，可以降低玻璃的Tg温度。但是光学玻璃通常使用铂或铂合金器皿熔炼，在高温熔炼过程中，玻璃组分中的Li+容易腐蚀铂或铂合金器皿，造成成品玻璃中产生较多的含铂异物，导致玻璃的品质下降。另外，如果本发明玻璃中含有超过8％的Li2O，会使玻璃的析晶性能急剧下降，因此，Li2O含量限定为0-8％，优选为0-5％，进一步优选为0-3。
Na2O和K2O都具有促进玻璃的熔融、使玻璃的转变温度降低的效果，但当其含量过多时，玻璃的抗析晶性能恶化。本发明中优选其含量都分别控制在10％以下，进一步优选其含量都分别为1-8％，更进一步优选Na2O含量为3-8％，K2O含量为2-7％。
通过本发明人大量实验研究发现，在高温熔炼时，Na2O的含量高于K2O含量时，有利于澄清气泡的排除和成型粘度的平衡，因此本发明光学玻璃中，优选Na2O与Na2O、K2O的合计量(Na2O+K2O)的比值Na2O/(Na2O+K2O)大于0.5但小于1，尤其是当其比值大于0.5但小于或等于0.8时，可以有效降低对玻璃再加热时失透的风险，并使玻璃的气泡度提升，因此优选Na2O/(Na2O+K2O)大于0.5但小于或等于0.8。
本发明中加入适量的碱金属氧化物Na2O和K2O，可以在玻璃中提供更多的自由氧，从而提高玻璃的透过率。因此，本发明玻璃中优选引入Na2O与K2O的合计量(Na2O+K2O)为3-18％，进一步优选Na2O与K2O的合计量(Na2O+K2O)为5-18％，更进一步优选Na2O+K2O为6-15％。
本发明引入适量的BaO、SrO、CaO和MgO，可调节玻璃的熔融性和耐失透性，但由于其各自的作用不同，其各自的引入量有较大差异。
BaO是得到均质玻璃的重要成分，同时也是获得高折射的必要组分。本发明中通过引入10％以上的BaO，可以提高玻璃的化学耐久性和热稳定性。但当其含量超过30％时，玻璃的液相线温度会升高。因此BaO含量限定为10-30％，优选为12-27％，更优选为14-25％。
BaO作为本发明中最重要的网络外体氧化物，其含量与Nb2O5的含量对玻璃的热稳定性和耐失透性影响较大。通过发明人研究发现，BaO含量与Nb2O5含量的比值BaO/Nb2O5为0.24-1.25时，玻璃的热稳定性优异，尤其是BaO/Nb2O5为0.25-1时，玻璃的耐失透性和热稳定性都有明显的提升，在二次加热及精密模压时，不易出现失透，进一步的，当BaO/Nb2O5为0.3-0.8时，本发明光学玻璃在获得上述优异性能的同时，玻璃的气泡度得以优化，更进一步优选BaO/Nb2O5为0.35-0.6。
本发明光学玻璃中，为了维持高折射高色散性能且不使着色度和耐失透性恶化，优选将TiO2含量与BaO含量的比值TiO2/BaO控制在0.25-1范围内，更优选为0.3-0.8，进一步优选为0.35-0.7。
MgO、CaO、SrO加入过多时玻璃的熔融稳定性易降低，尤其是当其含量分别为5％以上时，玻璃的化学稳定性下降且耐失透性恶化，因此MgO、CaO、SrO各自的含量上限为5％，优选为3％，进一步优选为1％。另外，当CaO引入量超过0.9％，容易导致失透，因此更进一步优选CaO含量为0.9％以下。
ZnO具有降低玻璃的转变温度、改善化学耐久性和抗析晶性能的效果，是本发明光学玻璃的必要组分。通过引入ZnO，可以提高玻璃的稳定性、降低着色，但当其含量高于15％时，玻璃的耐失透性变差。因此，ZnO含量限定为大于0但小于或等于15％，优选为2-13％，更优选为3-10％。
在具有高折射高色散的光学常数下，通过调节ZnO含量与P2O5含量的比值ZnO/P2O5为0.08-0.8，能够改善玻璃的耐候性和条纹度，优选ZnO/P2O5为0.1-0.5，可进一步改善玻璃的抗析晶性能，更优选ZnO/P2O5为0.15-0.45。
经发明人大量实验研究发现，通过控制TiO2含量与ZnO含量的比值TiO2/ZnO为1以上，可使玻璃在具有合适的转变温度的同时，具有优异的光透过率，并且玻璃的化学稳定性得以提升，优选TiO2/ZnO为1.2以上，进一步优选TiO2/ZnO为1.4-5。
SiO2是促进形成稳定玻璃且提高玻璃的耐失透性的成分，是本发明玻璃的任选成分，通过引入8％以下的SiO2，可以抑制SiO2成分导致的折射率降低，并在一定程度上提高对短波长可见光的透过率，优选其含量为5％以下，更优选为3％以下，进一步优选为不加入。
B2O3可以提高玻璃原料的熔融性和稳定性，但当其含量超过8％时，玻璃的耐失透性下降，因此，本发明中优选引入8％以下的B2O3，进一步优选5％以下的B2O3，更进一步优选3％以下的B2O3。
少量引入Al2O3能改善形成玻璃的稳定性和化学稳定性，但其含量超过10％时，显示玻璃有熔融性变差、耐失透性降低的倾向。因此，本发明Al2O3的含量为0-10％，优选为0-5％，更优选为0-3％，进一步优选不引入。
WO3在玻璃中的主要作用是维持光学常数，改善玻璃析晶性能，但其含量过高，会使玻璃透过率降低，着色度增大，且析晶性能变坏。因此，本发明中WO3的优选含量为10％以下，更优选含量为5％以下，进一步优选含量为3％以下。
ZrO2是一种高折射氧化物，加入玻璃中可以提升玻璃的折射率。同时，合适量的ZrO2加入玻璃中，可以提升玻璃的抗析晶性能和成玻稳定性。在本发明中，若其含量高于10％，玻璃会变得难以融化，熔炼温度上升，容易导致玻璃内部出现夹杂物及其透过率下降。因此，ZrO2含量设置为10％以下，优选为0-5％，进一步优选为0-3％。
本发明中优选Nb2O5、TiO2、WO3和ZrO2的合计量(Nb2O5+TiO2+WO3+ZrO2)为55％以下，可使阿贝数在易调节的范围内，同时具有良好的光学透过率，并提高耐失透性，优选其合计量为50％以下。
La2O3是提高玻璃折射率和化学耐久性的成分，是本发明中的任选成分，通过引入10％以下的La2O3，可以容易得到期望的高色散并提高玻璃的耐失透性，优选其含量为5％以下，更优选为3％以下。
Gd2O3可以增加玻璃的折射率且不明显提高玻璃的色散，通过引入10％以下的Gd2O3，可以提高形成玻璃的稳定性，并且使玻璃的化学稳定性增强，优选其含量为5％以下，更优选为3％以下。
Y2O3可改善玻璃的熔融性、耐失透性，还可降低玻璃析晶上限温度和比重，但若其含量超过10％，则玻璃的稳定性降低。因此，Y2O3含量范围为0-10％，优选范围为0-5％，更优选为0-3％。
Yb2O3也是一种赋予高折射的组分，当其引入量超过10％时，玻璃的抗析晶性能会下降，因此其含量限定为0-10％，优选为0-5％，更优选为0-3％。
本发明中优选Ln2O3(Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3中的一种或一种以上)含量为10％以下，可以防止玻璃的耐失透性能恶化，并在提高玻璃的折射率的同时防止阿贝数的升高，从而获得期望的高色散，更优选为5％以下。
Ta2O5可以提高玻璃的折射率、耐失透性和熔融态玻璃的粘度，但其价格昂贵，不利于生产成本的降低，因此其含量限定为8％以下，优选为3％以下，更优选为1％以下，进一步优选为不加入。
本发明中若引入10％以下Lu2O3，可以与其他稀土类组分协同作用，从而进一步提高玻璃的稳定性，但由于其价格昂贵，引入玻璃中不利于降低生产成本，故其含量优选为5％以下，进一步优选为3％以下，更进一步优选为不引入。
作为本发明任选成分，通过控制Ga2O3在10％以下时，可提高玻璃的耐失透性，并且能够增加玻璃的磨耗度，因此其含量优选为10％以下，进一步优选为5％以下，更进一步优选为3％以下，进一步优选不引入。
TeO2是能提高玻璃的折射率并降低玻璃的转变温度的任选成分，当其含量过多时，易于铂金坩埚反应，不利于设备的使用寿命。因此，TeO2含量限定为10％以下，优选为5％以下，更优选为不引入。
GeO2是具有提高玻璃折射率且增加耐失透性效果的成分，是本发明光学玻璃的任选成分，然而其价格高昂，过多引人达不到本发明降低生产成本的目的。因此，其含量限定为8％以下，优选为3％以下，进一步限定为2％以下，更进一步选择不引入。
Bi2O3是可以适量提高玻璃折射率、降低玻璃化温度的任选成分，但其含量过大时，会导致玻璃的耐失透性和稳定性降低，从而导致玻璃易析晶，难以获得合格的产品。因此，其含量限定为5％以下，优选为3％以下，进一步优选不引入。
通过少量添加Sb2O3组分可以提高玻璃的澄清效果，但当Sb2O3含量超过1％时，玻璃有澄清性能降低的倾向，同时由于其强氧化作用促进了熔制玻璃的铂金或铂合金器皿的腐蚀以及成型模具的恶化。因此，本发明优选Sb2O3的添加量为0-1％，更优选为0-0.5％，进一步优选不加入。SnO、SnO2也可以作为澄清剂来添加，但当其含量超过1％时，则玻璃会着色，或者当加热、软化玻璃并进行模压成型等再次成型时，Sn会成为晶核生成的起点，产生失透的倾向。因此本发明的SnO和SnO2的含量分别优选为0-1％，更优选为0-0.5％，进一步优选不添加。CeO2的作用及添加量比例与SnO2一致，其含量优选为0-1％，更优选为0-0.5％，进一步优选不添加。作为阴离子成分的Cl-、Br-、I-也是熔融过程中去除气泡的有效成分，通过引入0-1％的任一含Cl-、Br-、I-的化合物，可以获得期望的澄清效果。
本发明为提高玻璃的澄清效果，优选加入0-1％的澄清剂，所述澄清剂为Sb2O3、SnO、SnO2、CeO2、含Cl-的化合物、含Br-的化合物和含I-的化合物中的一种或多种。
[不应含有的组分]
在不损害本发明的玻璃特性的范围内，根据需要能够添加上述未曾提及的其他成分。但是V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag以及Mo等过渡金属成分，即使单独或复合地少量含有的情况下，玻璃也会被着色，在可见光区域的特定的波长产生吸收，从而减弱本发明的提高可见光透过率效果的性质，因此，特别是对于可见光区域波长的透过率有要求的光学玻璃，优选实际上不包含。
Pb、As、Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se等组分，近年来作为有害的化学物质而有控制使用的倾向，不仅在玻璃的制造工序，直至加工工序以及产品化后的处置上对环境保护的措施是必需的。因此，在重视对环境的影响的情况下，除了不可避免地混入以外，优选实际上不含有它们。由此，光学玻璃实际上不包含污染环境的物质。因此，即使不采取特殊的环境对策上的措施，本发明的光学玻璃也能够进行制造、加工以及废弃。
下面将描述本发明的光学玻璃的性能：
[光学玻璃的光学常数]
本发明的光学玻璃是高折射率高色散玻璃，高折射率高色散玻璃制成的透镜多与低折射率低色散玻璃制成的透镜相组合，用于色差校正。本发明的光学玻璃从赋予适于其用途的光学特性的角度考虑，玻璃折射率(nd)的范围为1.82-1.89，优选的范围为1.83-1.88，更优选的范围为1.84-1.87；本发明玻璃的阿贝数(νd)的范围为20-26，优选范围为21-25，更优选范围为21-24。
[光学玻璃的转变温度]
光学玻璃在某一温度区间会逐渐由固态变成可塑态。转变温度是指玻璃试样从室温升温至驰垂温度，其低温区域和高温区域直线部分延长线相交的交点所对应的温度。
本发明玻璃的转变温度(Tg)在620℃以下，优选615℃以下，更优选610℃以下。
[光学玻璃的着色]
本发明玻璃的短波透射光谱特性用着色度(λ70/λ5)表示。λ70是指玻璃透射比达到70％时对应的波长，λ5是指玻璃透射比达到5％时对应的波长。其中，λ70的测定是使用具有彼此平行且光学抛光的两个相对平面的厚度为10±0.1nm的玻璃，测定从280nm到700nm的波长域内的分光透射率并表现出透射率70％的波长。所谓分光透射率或透射率是在向玻璃的上述表面垂直地入射强度Iin的光，透过玻璃并从一个平面射出强度Iout的光的情况下通过Iout/Iin表示的量，并且也包含了玻璃的上述表面上的表面反射损失的透射率。玻璃的折射率越高，表面反射损失越大。因此，在高折射率玻璃中，λ70的值小意味着玻璃自身的着色极少。
本发明的光学玻璃λ70小于或等于430nm，优选λ70的范围为小于或等于425nm，更优选λ70的范围为小于或等于420nm，进一步优选的λ70的范围为小于或等于415nm。λ5小于或等于390nm，优选λ5的范围为小于或等于385nm，更优选λ5的范围为小于或等于380nm，进一步优选的λ5的范围为小于或等于375nm，更进一步优选λ5的范围为小于或等于370nm。
[气泡度]
本发明玻璃的气泡度是根据100cm3玻璃中所含气泡(直径φ≥0.05mm-2mm)的总截面积来确定的，共分为7级，详见表1。扁长气泡取最长轴和最短轴的算术平均值为直径计算截面积。
表1.气泡度分级表
级别 直径φ≥0.05mm气泡总截面积(mm2/100cm3)
A00 0.003-0.03
A0 0.03-0.10
A 0.10-0.25
B 0.25-0.50
C 0.50-1.00
D 1.00-2.00
E 2.00-4.00
本发明光学玻璃气泡度达A级或A级以上，优选为A0级或A0级以上，更优选为A00级。
Ⅱ、玻璃预制件与光学元件
下面，描述本发明的光学预制件与光学元件。
本发明的玻璃预制件与光学元件均由上述本发明的光学玻璃形成。本发明的玻璃预制件具有高折射率高色散特性；本发明的光学元件具有高折射率高色散特性，能够以低成本提供光学价值高的各种透镜、棱镜等光学元件。
作为透镜的例子，可举出透镜面为球面或非球面的凹弯月形透镜、凸弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等各种透镜。
这种透镜通过与高折射率高色散玻璃制成的透镜组合，可校正色差，适合作为色差校正用的透镜。另外，对于光学体系的紧凑化也是有效的透镜。
对于棱镜来说，由于折射率高，因此通过组合在摄像光学体系中，通过弯曲光路，朝向所需的方向，即可实现紧凑、广角的光学体系。
实施例
采用如下实施例对本发明进行解释，但本发明不应局限于这些实施例。
生产光学玻璃的熔融和成型方法可以采用本领域技术人员公知的技术。将玻璃原料(碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氢氧化物、氧化物、硼酸等)按照玻璃氧化物的配比称重配合并混合均匀后，投入熔炼装置中(如铂金坩埚)，然后在1100～1350℃采取适当的搅拌、澄清、均化后，降温至1250℃以下，浇注或漏注在成型模具中，最后经退火、加工等后期处理，或者通过精密压型技术直接压制成型。
[光学玻璃实施例]
通过以下所示的方法定义本发明的各玻璃的特性，并将测定结果表示在表2～表6中，其中，P2O5+Nb2O5用K1表示，ZnO/P2O5为用K2表示，BaO/Nb2O5为用K3表示，TiO2/ZnO为用K4表示，TiO2/BaO为用K5表示，Na2O/(Na2O+K2O)用K6表示。
(1)折射率(nd)和阿贝数(νd)
折射率与阿贝数按照GB/T7962.1-2010规定的方法进行测试。
(2)玻璃着色度(λ70/λ5)
使用具有彼此相对的两个光学抛光平面的厚度为10±0.1mm的玻璃样品，测定分光透射率，根据其结果而计算得出。
(3)玻璃转变温度(Tg)
按GB/T7962.16-2010规定的方法进行测量。
(4)玻璃的气泡度按GB/T7962.8-2010规定的测试方法进行测量。
(5)玻璃生产成型中的析晶情况
玻璃在熔融、澄清、均化后，通过铂金或铂合金出料管流出到成型模具中成型为块料或型料，玻璃冷却后观察玻璃内部和表面，玻璃内部或表面出现晶体表明玻璃析晶性能不足。玻璃内部和表面没有析晶晶体出现用“A”表示，内部或表面有析晶晶体出现用“O”表示。
表2
表3
表4
表5
表6
注：表中的卤族化合物是指含Cl-的化合物、含Br-的化合物和含I-的化合物中的一种或多种。
[玻璃预制件实施例]
将表2-6中实施例1-50所得到的光学玻璃切割成预定大小，再在表面上均匀地涂布脱模剂，然后将其加热、软化，进行加压成型，制作凹弯月形透镜、凸弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等各种透镜、棱镜的预制件。
[光学元件实施例]
将上述玻璃预制件实施例所得到的这些预制件退火，在降低玻璃内部的变形的同时进行微调，使得折射率等光学特性达到所需值。
接着，对各预制件进行磨削、研磨，制作凹弯月形透镜、凸弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等各种透镜、棱镜。所得光学元件的表面上还可涂布防反射膜。
本发明为低成本且化学稳定性优异的高折射高色散性的光学玻璃，折射率为1.82-1.89、阿贝数为20-26，以及所述玻璃形成的光学元件，能够满足现代新型光电产品的需要。

Claims (28)

1.光学玻璃，其特征在于，其组成按重量百分比表示，含有：P2O5：12-40％；Nb2O5：20-45％；BaO：10-30％；ZnO：大于0但小于或等于15％；TiO2：大于5但小于或等于23％；Na2O：0-10％；K2O：0-10％；其中，BaO/Nb2O5为：0.24-1.25。
2.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，还含有：SiO2：0-8％；B2O3：0-8％；Li2O：0-8％；Al2O3：0-10％；WO3：0-10％；ZrO2：0-10％。
3.如权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，还含有：La2O3：0-10％；Gd2O3：0-10％；Y2O3：0-10％；Yb2O3：0-10％。
4.光学玻璃，含有P2O5、Nb2O5、BaO、ZnO、TiO2和碱金属氧化物，其特征在于，其组成按重量百分比表示，BaO/Nb2O5为0.24-1.25；玻璃折射率为1.82-1.89；阿贝数为20-26。
5.光学玻璃，其特征在于，其组成按重量百分比表示为：12-40％的P2O5；20-45％的Nb2O5；10-30％的BaO；大于0但小于或等于15％的ZnO；大于5但小于或等于23％的TiO2；0-10％的Na2O；0-10％的K2O；0-8％的SiO2；0-8％的B2O3；0-8％的Li2O；0-10％的Al2O3；0-10％的WO3；0-10％的ZrO2。
6.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：ZnO/P2O5为0.08-0.8。
7.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：BaO/Nb2O5为0.25-1。
8.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：TiO2/ZnO为1以上。
9.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：TiO2/BaO为0.25-1。
10.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：Na2O+K2O为3-18％，Na2O/(Na2O+K2O)大于0.5但小于1。
11.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：P2O5+Nb2O5为70％以下。
12.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：P2O5：15-35％；和/或Nb2O5：23-45％；和/或BaO：12-27％；和/或ZnO：2-13％；和/或TiO2：6-20％；和/或Na2O：1-8％；和/或K2O：1-8％；和/或SiO2：0-5％；和/或B2O3：0-5％；和/或Li2O：0-5％；和/或Al2O3：0-5％；和/或WO3：0-5％；和/或ZrO2：0-5％。
13.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组成满足以下6种条件中的一种或一种以上：
1)ZnO/P2O5为0.1-0.5；
2)BaO/Nb2O5为0.3-0.8；
3)TiO2/ZnO为1.2以上；
4)TiO2/BaO为0.3-0.8；
5)Na2O+K2O为5-18％；
6)Na2O/(Na2O+K2O)为大于0.5但小于或等于0.8。
14.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：P2O5：18-30％；和/或Nb2O5：28-40％；和/或BaO：14-25％；和/或ZnO：3-10％；和/或TiO2：6-15％；和/或Na2O：3-8％；和/或K2O：2-7％；和/或SiO2：0-3％；和/或B2O3：0-3％；和/或Li2O：0-3％；和/或Al2O3：0-3％；和/或WO3：0-3％；和/或ZrO2：0-3％。
15.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其组成满足以下5种条件中的一种或一种以上：
1)ZnO/P2O5为0.15-0.45；
2)BaO/Nb2O5为0.35-0.6；
3)TiO2/ZnO为1.4-5；
4)TiO2/BaO为0.35-0.7；
5)Na2O+K2O为6-15％。
16.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：P2O5+Nb2O5为65％以下。
17.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：Nb2O5+TiO2+WO3+ZrO2为55％以下。
18.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：P2O5+Nb2O5为62％以下。
19.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，其中：Nb2O5+TiO2+WO3+ZrO2为50％以下。
20.如权利要求1-4任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，还含有：MgO：0-5％；CaO：0-5％；SrO：0-5％。
21.如权利要求1-4任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，还含有：Ta2O5：0-8％；TeO2：0-10％；Ga2O3：0-10％；Lu2O3：0-10％；GeO2：0-8％；Ln2O3：0-10％，其中，Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3中的一种或一种以上。
22.如权利要求1-4任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，还含有0-1％的澄清剂，所述澄清剂为Sb2O3、SnO、SnO2、CeO2、含Cl-的化合物、含Br-的化合物和含I-的化合物中的一种或多种。
23.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，不含有SiO2和Bi2O3。
24.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，玻璃折射率为1.82-1.89；阿贝数为20-26；转变温度为620℃以下，透射比达到70％时对应的波长λ70小于或等于430nm，透射比达到5％时对应的波长λ5小于或等于390nm。
25.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，采用GB/T7962.8-2010规定的测试方法测得玻璃的气泡度为A级或A级以上。
26.如权利要求1-5任一权利要求所述的光学玻璃，其特征在于，玻璃折射率为1.84-1.87；阿贝数为21-24；转变温度为610℃以下，透射比达到70％时对应的波长λ70小于或等于420nm，透射比达到5％时对应的波长λ5小于或等于375nm。
27.玻璃预制件，采用权利要求1-26任一权利要求所述的光学玻璃制成。
28.光学元件，采用权利要求1-26任一权利要求所述的光学玻璃制成。
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