CN109399917A - 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 - Google Patents
光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109399917A CN109399917A CN201811472326.9A CN201811472326A CN109399917A CN 109399917 A CN109399917 A CN 109399917A CN 201811472326 A CN201811472326 A CN 201811472326A CN 109399917 A CN109399917 A CN 109399917A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical
- optical glass
- glass
- tio
- range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 title claims abstract description 156
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 59
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 17
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 17
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000008395 clarifying agent Substances 0.000 claims description 16
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 11
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 9
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 9
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolanthaniooxy)lanthanum Chemical compound O=[La]O[La]=O KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- FIXNOXLJNSSSLJ-UHFFFAOYSA-N ytterbium(III) oxide Inorganic materials O=[Yb]O[Yb]=O FIXNOXLJNSSSLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N antimony(3+);oxygen(2-) Chemical group [O-2].[O-2].[O-2].[Sb+3].[Sb+3] GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 5
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 24
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 81
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 8
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N arsenic trioxide Inorganic materials O1[As]2O[As]1O2 GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 229910006735 SnO2SnO Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000006025 fining agent Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 125000005341 metaphosphate group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- -1 platinum ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
- C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/16—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
- C03C3/21—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing titanium, zirconium, vanadium, tungsten or molybdenum
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种光学玻璃,其组分按重量百分比表示,所述光学玻璃含有15~35%的P2O5、1~15%的Na2O、10~25%的TiO2和38~52%的Nb2O5。本发明还公开了所述光学玻璃制成的光学预制件、由所述光学玻璃或光学预制件制成的光学元件、以及包含上述光学玻璃或光学元件的光学仪器。本发明的光学玻璃在具有高折射率和高色散的同时,还具有优异的物化性能和工艺性能。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃,更具体地,本发明涉及光学玻璃以及由该光学玻璃制成的光学预制件、光学元件和光学仪器。
背景技术
随着光学与电子信息科学、新材料科学的不断融合,作为光电子基础材料的光学玻璃在光传输、光储存和光电显示等技术领域的应用突飞猛进。近年来,光学元件和光学仪器在数字化、集成化和高精细化方面发展迅速,对用于光学仪器和设备的光学元件的光学玻璃的性能提出了更高的要求。
高折射率高色散光学玻璃在光学设计和光通信领域中对简化光学系统提高成像质量有着十分重要的意义。因而对于具有高折射率高色散的用于光学仪器和设备的光学元件的光学玻璃存在持续需求。除了光学性能之外,玻璃的热膨胀系数和弹性模量也是玻璃加工性能的重要参数。为了获得较小的形变率,改善玻璃的物理性能和加工性能,尽管相关领域的技术人员在提高玻璃的弹性模量和降低玻璃的热膨胀系数方面已经做出了很多努力,然而仍在满足光学玻璃的折射率和阿贝数等光学性能的同时,对还具有抗形变性能的玻璃存在巨大需求。
而且,光学玻璃元件在使用过程中有可能会受到环境及各种化学试剂和药液的侵蚀,因此光学元件对这些侵蚀的抵抗能力,即光学玻璃的化学稳定性对于仪器的使用精度和寿命至关重要。而且,光学玻璃中的残留气泡和异物等缺陷的存在,也会严重影响用于光学玻璃特别是用于光电子系统中光学元件的应用。
在满足光学玻璃的折射率和阿贝数等光学性能的同时,有必要抑制气泡等缺陷的产生并且改善光学玻璃的化学稳定性。
在具备折射率、阿贝数等光学常数的同时,使得光学玻璃能够以更低的温度加工成型,且成品光学玻璃具有优异的成玻稳定性、化学稳定性、低变形率、等特性,以满足光学玻璃在光电子领域的应用。对于具有改进的上述特性的光学玻璃仍存在需求。
发明内容
针对相关技术中的问题,本发明提供了一种在具备高折射、高色散的同时,具有良好物化性能和工艺性能的光学玻璃。本发明的发明人发现,通过调整构成光学玻璃的各组分的重量百分比,能够解决上述技术问题并实现改善光学玻璃光学性能、物化性能和工艺性能的目的。
本发明解决技术问题采用的技术方案是:
(1)光学玻璃,其组分按重量百分比表示,所述光学玻璃含有15~35%的P2O5、1~15%的Na2O、10~25%的TiO2和38~52%的Nb2O5。
(2)根据(1)所述的光学玻璃,其组分按重量百分比表示,所述光学玻璃中还含有0~5%的SiO2、和/或0~5%的K2O、和/或0~5%的ZrO2、和/或0~8%的ZnO、和/或0~5%的B2O3、和/或0~6%的Al2O3、和/或0~8%的WO3、和/或0~5%的Li2O、和/或0~10%的RO、和/或0~10%的Ln2O3、和/或0-1%的澄清剂,其中RO为MgO、CaO、SrO和BaO中的一种或多种,Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3中的一种或多种,澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。
(3)光学玻璃,其组分按重量百分比表示,由15~35%的P2O5、1~15%的Na2O、10~25%的TiO2、38~52%的Nb2O5、0~5%的SiO2、0~5%的K2O、0~5%的ZrO2、0~8%的ZnO、0~5%的B2O3、0~6%的Al2O3、0~8%的WO3、0~5%的Li2O、0~10%的RO、0~10%的Ln2O3、0-1%的澄清剂组成,其中RO为MgO、CaO、SrO和BaO中的一种或多种,Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3中的一种或多种,所述澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。
(4)根据(1)~(3)中任一所述的光学玻璃,其组分按重量百分比表示,所述光学玻璃含有20~30%的P2O5、和/或2~10%的Na2O、和/或12~20%的TiO2、和/或40~50%的Nb2O5、和/或0~4%的SiO2、和/或0~3%的K2O、和/或0~3%的ZrO2、和/或0~5%的ZnO、和/或0~4%的B2O3、和/或0~4%的Al2O3、和/或0~5%的WO3、和/或0~3%的Li2O、和/或0~5%的RO、和/或0~5%的Ln2O3、0-0.5%的澄清剂,其中RO为MgO、CaO、SrO和BaO中的一种或多种,Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3中的一种或多种,澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。
(5)根据(1)~(4)中任一所述的光学玻璃,其组分按重量百分比表示,所述光学玻璃含有23~29%的P2O5、和/或3~9.5%的Na2O、和/或13~19%的TiO2、和/或43~50%的Nb2O5、和/或0~2%的SiO2、和/或0~2%的K2O、和/或0~2%的ZrO2、和/或0~3%的ZnO、和/或0~2%的B2O3、和/或0~3%的Al2O3、和/或0~3%的WO3、和/或0~1%的Li2O、和/或0~3%的RO、和/或0~3%的Ln2O3、0-0.5%的澄清剂,其中RO为MgO、CaO、SrO和BaO中的一种或多种,Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3的一种或多种,澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。
(6)根据(1)~(5)中任一所述的光学玻璃,该光学玻璃的Nb2O5/(K2O+Na2O)的范围为2.0~10.0,优选为4.0~9.0,更优选为5.0~8.0。
(7)根据(1)~(6)中任一所述的光学玻璃,该光学玻璃的Na2O/TiO2的范围为0.2~1.2,优选为0.3~1.0,更优选为0.32~0.8。
(8)根据(1)~(7)中任一所述的光学玻璃,该光学玻璃的Nb2O5/(B2O3+Na2O)的范围为2.5~15,优选为3.5~10,更优选为4.5~9.0。
(9)根据(1)~(8)中任一所述的光学玻璃,该光学玻璃的P2O5/(K2O+Na2O)的范围为1.5~10.0,优选为2.0~9.0,更优选为3.2~6.75。
(10)根据(1)~(9)中任一所述的光学玻璃,该光学玻璃的P2O5/TiO2的范围为0.9~3.0,优选为1.0~2.5,更优选为1.2~1.8。
(11)根据(1)~(10)中任一所述的光学玻璃,该光学玻璃的TiO2/Nb2O5的范围为0.22~0.6,优选为0.25~0.5,更优选为0.25~0.4。
(12)根据(1)~(11)中任一所述的光学玻璃,该光学玻璃的(P2O5+SiO2)/(TiO2+Nb2O5)的范围为0.25~0.75,优选为0.3~0.6,更优选为0.37~0.55。
(13)根据(1)~(12)中任一所述的光学玻璃,该光学玻璃的SiO2/TiO2的范围为大于0但小于等于0.3,优选为0.01~0.25,更优选为0.01~0.1。
(14)根据(1)~(13)中任一所述的光学玻璃,该光学玻璃的折射率(nd)为1.92~1.98,优选为1.93~1.98,更优选为1.94~1.97;阿贝数(vd)为15~20,优选为16~19。
(15)根据(1)~(14)中任一所述的光学玻璃,该光学玻璃的玻璃化转变温度(Tg)为700℃以下,优选为690℃以下,更优选为680℃以下;和/或密度(ρ)为3.7g/cm3以下,优选为3.6g/cm3以下,更优选为3.55g/cm3以下;和/或耐水作用稳定性(DW)为2类以上,优选为1类;和/或耐酸作用稳定性(DA)为2类以上,优选为1类;和/或热膨胀系数(α-30~70℃)为70×10-7/K以下,优选为65×10-7/K以下,更优选为60×10-7/K以下;和/或析晶上限温度为1200℃以下,优选为1180℃以下,更优选为1170℃以下;和/或气泡度为B级以上,优选为A级以上,更优选为A0级以上;和/或弹性模量(E)为9000×107/Pa以上,优选为9500×107/pa以上,更优选为10000×107/Pa以上。
本发明的第二个方面,提供了一种由本发明的光学玻璃制成的光学预制件。
本发明的第三个方面,提供了由本发明的光学玻璃或光学预制件制成的光学元件。
本发明的第四个方面,提供了包含上述光学玻璃或光学元件的光学仪器。
本发明通过合理的组分设计,能够在容易获得期望折射率、阿贝数的前提下,使光学玻璃具有优异物化性能和工艺性能。
具体实施方式
在本说明书中,如果没有特殊说明,各组分(成分)的含量全部采用相对于换算成氧化物的组成的玻璃物质总量的重量百分比表示。在这里,所述“换算成氧化物的组成”是指,作为本发明的光学玻璃组成成分的原料熔融时分解并转变为氧化物的情况下,将该氧化物的物质总量作为100%。
除非在具体情况下另外指出,本文所列出的数值范围包括上限和下限值,“以上”和“以下”包括端点值,在该范围内的所有整数和分数,而不限于所限定范围时所列的具体值。本文所使用的术语“约”指配方、参数和其他数量以及特征不是、且无需是精确的,如有需要,可以近似和/或更大或更低,这反映公差、换算因子和测量误差等。本文所称“和/或”是包含性的,例如“A和/或B”,是指只有A,或者只有B,或者同时有A和B。
[必要组分和任选组分]
在本发明中,P2O5是磷酸盐配方体系的骨架成分,其作用主要是降低玻璃的熔化温度,提高玻璃的热稳定性和光透过率。当P2O5含量大于35%时,难以获得高折射率和高色散性能;而当P2O5含量小于15%时,光学玻璃的融化温度较高且玻璃的透光率差。因此,在本发明的光学玻璃中,P2O5含量范围的下限值为15%,优选为20%,更优选为23%;P2O5含量范围的上限值为35%,优选为30%,更优选为29%。在一些实施方式中,可包含约15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%的P2O5。
Nb2O5是使本发明的光学玻璃具有高折射率和高色散性能的必要组分,同时其还能够改善光学玻璃的化学稳定性和耐失透性。当Nb2O5的含量小于38%时,不能获得高折射率和高色散性能;而当Nb2O5含量超过52%时,玻璃的耐失透性下降,化学稳定性变差。因此,在本发明的光学玻璃中,Nb2O5含量范围的下限值为38%,优选为40%,更优选为43%,含量范围的上限值为52%,优选为50%。在一些实施方式中,可包含约38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%的Nb2O5。
Na2O降低玻璃的转变温度,提高玻璃的熔融性能,当其含量低于1%时,难以达到以上效果,当其含量高于15%时,玻璃折射率下降,难以获得本发明所需的高折射率。因此本申请中Na2O含量为1~15%,优选为2~10%,更优选为3~9.5%。在一些实施方式中,可包含约1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%、11.5%、12%、12.5%、13%、13.5%、14%、14.5%、15%的Na2O。
K2O可以提高玻璃的稳定性和熔融性,但当其含量超过5%时,玻璃的耐失透性下降,折射率下降,因此本申请中K2O含量为0~5%,优选为0~3%,更优选为0~2%。在一些实施方式中,可包含约0%、大于0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%的K2O。
在一些实施方式中,当Nb2O5/(K2O+Na2O)的值超过10.0时,玻璃的化学稳定性下降,当Nb2O5/(K2O+Na2O)的值小于2.0时,玻璃难以获得高折射和高色散性能,因此本发明中Nb2O5/(K2O+Na2O)的值为2.0~10.0,在一些实施方式中,优选当Nb2O5/(K2O+Na2O)的值为4.0~9.0时,还可提高玻璃的气泡度,进一步优选Nb2O5/(K2O+Na2O)的值为5.0~8.0。在一些实施方式中,Nb2O5/(K2O+Na2O)的值可为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0。
在一些实施方式中,当P2O5/(K2O+Na2O)大于10.0,则光学玻璃的熔融性差,转变温度(Tg)高,当P2O5/(K2O+Na2O)小于1.5,则光学玻璃易出现气泡。因此,P2O5/(K2O+Na2O)的范围为1.5~10.0,优选为2.0~9.0,更优选为3.20~6.75时,光学玻璃具有优异的气泡度和较低的转变温度(Tg)。在一些实施方式中,P2O5/(K2O+Na2O)的值可为1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0。
TiO2的作用是提高玻璃的化学稳定性,同时提高玻璃的折射率和色散值。当TiO2的含量超过25%时,光学玻璃的耐失透性能降低,同时引起玻璃着色,导致玻璃在可见光区的透过率降低;而当玻璃中TiO2的含量不足10%时,不能满足光学玻璃在化学稳定性方面的要求。因此,在本发明的光学玻璃中,TiO2含量范围的下限值为10%,优选为12%,更优选为13%,TiO2含量范围的上限值为25%,优选为20%,更优选为19%。在一些实施方式中,可包含约10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%的TiO2。
在一些实施方式中,通过控制Na2O/TiO2的范围为0.2~1.2,玻璃可以获得合适的高温粘度,易于加工生产,且降低光学玻璃的热膨胀系数和转变温度(Tg)。优选Na2O/TiO2的范围为0.3~1.0,更优选Na2O/TiO2的范围为0.32~0.8。Na2O/TiO2在上述范围内时,具有低Tg的光学玻璃在具备高折射率和色散的同时,在加热玻璃时能够以更低的温度使玻璃成型,并且能够缩小精密玻璃模具成型时与模具的反应程度,延长模具的使用寿命。在一些实施方式中,Na2O/TiO2的值可为0.2、0.25、0.3、0.32、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2。
在一些实施方式中,如果P2O5/TiO2大于3.0,则光学玻璃的弹性模量低,抗形变能力差。如果P2O5/TiO2小于0.9,则光学玻璃的热膨胀系数高,在高温下易发生变形。通过控制P2O5/TiO2的范围为0.9~3.0,可提高光学玻璃的弹性模量、降低玻璃的热膨胀系数,优选为1.0~2.5,更优选为1.2~1.8。在一些实施方式中,P2O5/TiO2的值可为0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0。
在一些实施方式中,通过控制TiO2/Nb2O5的范围为0.22~0.60内,可使光学玻璃在获得高折射高色散的同时,实现较低的密度。优选TiO2/Nb2O5的范围为0.25~0.50,更优选为0.25~0.40。在一些实施方式中,TiO2/Nb2O5的值可为0.22、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60。
SiO2是光学玻璃中用于减少玻璃着色,提高对短波长可见光的透射率,同时促进形成稳定玻璃且提高玻璃耐失透性的组分,但当SiO2的含量超过5%时,容易导致玻璃难熔。因此,在本发明的光学玻璃中,SiO2含量范围的上限值为5%,优选为4%,更优选为2%。在一些实施方式中,可包含约0%、大于0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%的SiO2。
在一些实施方式中,当(P2O5+SiO2)/(TiO2+Nb2O5)大于0.75时,光学玻璃的弹性模量下降,当(P2O5+SiO2)/(TiO2+Nb2O5)小于0.25时,光学玻璃的成玻稳定性和化学稳定性降低。因此(P2O5+SiO2)/(TiO2+Nb2O5)的范围为0.25~0.75,优选为0.3~0.6,更优选为0.37~0.55,光学玻璃具有较高的弹性模量,并且光学玻璃的成玻稳定性优异、化学稳定性好。在一些实施方式中,(P2O5+SiO2)/(TiO2+Nb2O5)的值可为0.25、0.30、0.35、0.37、0.40、0.45、0.50、0.55、0.6、0.65、0.70、0.75。
在一些实施方式中,通过使本发明的光学玻璃组分含量SiO2/TiO2在大于0~0.3范围内时,光学玻璃可具有较高的弹性模量和优异的抗析晶性能,优选SiO2/TiO2为0.01~0.25,更优选为0.01~0.1。在一些实施方式中,SiO2/TiO2的值可为大于0、0.01、0.02、0.03、0.05、0.08、0.1、0.12、0.15、0.18、0.2、0.22、0.25、0.28、0.3。
ZrO2是减少着色,提高对短波长可见光透过率,同时促进形成稳定玻璃,提高玻璃耐失透性的成分,是本发明光学玻璃中的任选成分。通过使ZrO2成分的含有率为5%以下,可以抑制ZrO2成分导致的折射率降低,容易得到期望的高折射率。因此,在本发明的光学玻璃中,ZrO2含量范围的上限值为5%、优选为3%、更优选为2%。在一些实施方式中,可包含约0%、大于0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%的ZrO2。
ZnO可以改善玻璃折射率,改善玻璃稳定性、熔融性、加压成形性以及降低玻璃转变温度,是本发明光学玻璃中的任选成分。通过使ZnO成分的含有率为8%以下,容易得到期望的高折射率和高色散值。因此,在本发明的光学玻璃中,ZnO含量范围的上限值为8%,优选为5%,更优选为3%。在一些实施方式中,可包含约0%、大于0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%的ZnO。
B2O3是形成玻璃网络且提高玻璃耐失透性的成分,但含量超过5%时,玻璃的折射率和色散值降低。因此,在本发明的光学玻璃中,B2O3含量范围的上限值为5%,优选为4%,更优选为2%。在一些实施方式中,可包含约0%、大于0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%的B2O3。
在一些实施方式中,如果Nb2O5/(B2O3+Na2O)大于15.0,则光学玻璃的熔融性差,转变温度(Tg)偏高。如果Nb2O5/(B2O3+Na2O)小于2.5,则光学玻璃易出现析晶,且成品玻璃的气泡多。使Nb2O5/(B2O3+Na2O)的范围为2.5~15.0,优选为3.5~10.0,更优选为4.5~9.0,光学玻璃具有良好的熔融性、优异的抗析晶性能和气泡度。在一些实施方式中,Nb2O5/(B2O3+Na2O)的值可为2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0。
Al2O3是改善玻璃的化学稳定性,提高玻璃熔融时粘度的成分,是本发明光学玻璃中的任选成分。通过使Al2O3成分的含有率为6%以下,可以提高玻璃的熔融性,并且减弱玻璃的失透倾向。因此,在本发明的光学玻璃中,Al2O3含量范围的上限值为6%,优选为4%,更优选为3%。在一些实施方式中,可包含约0%、大于0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%的Al2O3。
WO3是提高玻璃折射率并且提高玻璃色散值的成分,是本发明光学玻璃中的任选成分。通过使WO3成分的含有率为8%以下,可以抑制玻璃对短波长可见光的透射率,容易得到期望的高折射率和高色散值。因此,在本发明的光学玻璃中,WO3含量范围的上限值为8%,优选为5%,更优选为3%。在一些实施方式中,可包含约0%、大于0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%的WO3。
Li2O是提高玻璃的熔融性和降低玻璃转变温度的成分,是本发明光学玻璃中的任选成分。通过使Li2O成分的含有率为5%以下,容易得到期望的高折射率,同时能降低玻璃的析晶上限温度,提高玻璃的稳定性。因此,在本发明的光学玻璃中,Li2O含量范围的上限值为5%,优选为3%,更优选为1%。在一些实施方式中,可包含约0%、大于0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%的Li2O。
RO(即MgO、CaO、SrO和BaO中的一种或多种)是降低玻璃的析晶温度,提高玻璃耐失透性的成分,是本发明光学玻璃中的任选成分。通过将RO的含量控制为10%以下,可以抑制玻璃耐失透性和化学稳定性的降低。因此,在本发明的光学玻璃中,RO含量范围的上限值为10%,优选为5%,更优选为3%。在一些实施方式中,可包含约0%、大于0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%的RO。
Ln2O3是提高玻璃折射率,且提高玻璃化学稳定性的成分,是本发明光学玻璃中的任选成分,其中Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3中的一种或多种。通过将Ln2O3的含量控制为10%以下能够提高玻璃的耐失透性能。因此,在本发明的光学玻璃中,Ln2O3含量范围的上限值为10%,优选为5%,更优选为3%。在一些实施方式中,可包含约0%、大于0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%的Ln2O3。
通过加入0~1%的Sb2O3、SnO2、SnO和CeO2中的一种或几种组分作为澄清剂,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成型模具的恶化,因此本发明Sb2O3的添加量为1%以下,优选为0.5%以下。SnO2、SnO也可以作为澄清剂来添加,但当其含量超过1%时,玻璃会着色,或者当加热、软化玻璃并进行模压成形等再次成形时,Sn会成为晶核生成的起点,产生失透的倾向,因此本发明的SnO2和SnO的分别含量为1%以下,优选为0.5%以下,进一步优选不添加。CeO2的作用及添加量比例与SnO2一致,其含量为1%以下,优选为0.5%以下,进一步优选不添加。在一些实施方式中,以上4种组分的含量可分别为0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%。
[关于不应含有的成分]
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。
Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se的阳离子,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,光学玻璃变得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。
为了实现环境友好,本发明的光学玻璃不含有As2O3和PbO。虽然As2O3具有消除气泡和较好的防止玻璃着色的效果,但As2O3的加入会加大玻璃对熔炉特别是对铂金熔炉的铂金侵蚀,导致更多的铂金离子进入玻璃,对铂金熔炉的使用寿命造成不利影响。PbO可显著提高玻璃的高折射率和高色散性能,但PbO和As2O3都造成环境污染的物质。
本发明的玻璃采用常规原料和常规工艺生产,使用磷酸、偏磷酸盐、焦磷酸盐或五氧化二磷作为P2O5原料,使用碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氧化物等为其他组分原料。按常规方法配料后,将配好的炉料投入到1200~1280℃的熔炼炉中熔制,经澄清和充分均化后,在1150~1200℃浇注或漏注成型,即可获得本发明的光学玻璃。本领域技术人员能够根据实际需要,适当地选择原料、工艺方法和工艺参数。
按照如下方法来测定本发明的光学玻璃的性能参数。
[折射率与阿贝数]
折射率(nd)与阿贝数(vd)按照GB/T7962.1-2010测试。
本发明的光学玻璃的折射率(nd)为1.92~1.98,优选为1.93~1.98,更优选为1.94~1.97;本发明的光学玻璃的阿贝数(vd)为15~20,优选为16~19。
[转变温度]
转变温度(Tg)按照GB/T7962.16-2010测试。
本发明的光学玻璃的玻璃化转变温度(Tg)为700℃以下,优选为690℃以下,更优选为680℃以下。
[密度]
密度(ρ)按照GB/T7962.20-2010测试。
本发明的光学玻璃的密度(ρ)为3.7g/cm3以下,优选为3.6g/cm3以下,更优选为3.55g/cm3以下。
[化学稳定性]
本发明中化学稳定性包含耐水作用稳定性(DW)和耐酸作用稳定性(DA),其按照GB/T17129测试。
本发明的光学玻璃的耐水作用稳定性(DW)为2类以上,优选为1类;本发明的光学玻璃的耐酸作用稳定性(DA)为2类以上,优选为1类。
[热膨胀系数]
热膨胀系数(α-30~70℃)按照GB/T7962.16-2010测试。
本发明的光学玻璃的热膨胀系数(α-30~70℃)为70×10-7/K以下,优选为65×10-7/K以下,更优选为60×10-7/K以下。
[气泡度]
气泡度按照GB/T7962.8-2010测试。
本发明的光学玻璃的气泡度为B级以上,优选为A级以上,更优选为A0级以上。
[析晶上限温度]
采用梯温炉法测定玻璃的析晶性能,将玻璃制成180*10*10mm的样品,侧面抛光,放入带有温度梯度(5℃/cm)的炉内升温至1400℃保温4小时后取出自然冷却到室温,在显微镜下观察玻璃析晶情况,玻璃出现晶体对应的最高温度即为玻璃的析晶上限温度。
本发明的光学玻璃的析晶上限温度为1200℃以下,优选为1180℃以下,更优选为1170℃以下。
[弹性模量]
弹性模量以杨氏模量来表示,其测试方法如下:玻璃的杨氏模量(E)采用超声波测试其纵波速度和横波速度,再按以下公式计算得出。
其中,
式中:
E为杨氏模量,Pa;
G为剪切模量,Pa;
VT为横波速度,m/s;
VS为纵波速度,m/s;
ρ为玻璃密度,g/cm3。
本发明的光学玻璃的弹性模量(E)为9000×107/Pa以上,优选为9500×107/Pa以上,更优选为10000×107/Pa以上。
本发明还提供了由本发明的光学玻璃制成的光学预制件、由本发明的光学玻璃或光学预制件制成的光学元件,以及包含上述光学玻璃或光学元件的光学仪器。
本发明通过调整构成光学玻璃的各组分的重量百分比,和/或调整各组分之间的比值,能够在容易获得期望折射率、阿贝数的前提下,使光学玻璃具有优异的物化性能和工艺性能,以满足光学玻璃在光电子领域的应用。
本发明的光学预制件与光学元件均由上述本发明的光学玻璃形成。本发明的光学预制件具有光学玻璃所具有的优异特性;本发明的光学元件具有光学玻璃所具有的优异特性,能够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。
另外,对于棱镜来说,由于折射率相对较高,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。
本发明光学玻璃所形成的光学元件可制作如照相设备、摄像设备、显示设备和监控设备等光学仪器。
以下结合多个实施例详细描述本发明。
在以下实施例和比较例中,按照如下方法制备光学玻璃:
将各光学玻璃组分所对应的原料按比例称量,充分混合后加入铂金坩埚,在1200~1280℃的温度下使原料融化、澄清、均化后降温;在1150~1200℃的温度下将熔融的玻璃浇注到预热后的金属模中;将熔融玻璃和金属模一起置于退火炉内,徐冷退火后得到光学玻璃。按照前文中所述的测定方法测量光学玻璃的各项性能参数。
下表1和表2中分别示出了实施例1-40和比较例1-6的光学玻璃的组成;表3和表4中分别示出了实施例1-40和比较例1-6的光学玻璃的对应性能。
表4:比较例1-6的光学玻璃性能
从上述表1和表3中能够看出,当光学玻璃中各组分的重量百分比以及各组分之间的比值在本发明所述范围内时,制成的光学玻璃在光学性能、可加工性、成玻稳定性、化学稳定性、低密度、抗形变、抗析晶性和低气泡度等方面获得了显著改进。
当光学玻璃中各组分的重量百分比以及各组分之间的比值在本发明所述范围内时,使得光学玻璃在具备折射率、阿贝数等光学常数的同时,能够以更低的温度加工成型,且成品光学玻璃具有较好的化学稳定性、低膨胀率等特性,以满足光学玻璃在光电子领域的应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.光学玻璃,其特征在于,其组分按重量百分比表示,所述光学玻璃含有15~35%的P2O5、1~15%的Na2O、10~25%的TiO2和38~52%的Nb2O5。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃,其特征在于,其组分按重量百分比表示,所述光学玻璃中还含有0~5%的SiO2、和/或0~5%的K2O、和/或0~5%的ZrO2、和/或0~8%的ZnO、和/或0~5%的B2O3、和/或0~6%的Al2O3、和/或0~8%的WO3、和/或0~5%的Li2O、和/或0~10%的RO、和/或0~10%的Ln2O3、和/或0-1%的澄清剂,其中RO为MgO、CaO、SrO和BaO中的一种或多种,Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3中的一种或多种,所述澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。
3.光学玻璃,其特征在于,其组分按重量百分比表示,由15~35%的P2O5、1~15%的Na2O、10~25%的TiO2、38~52%的Nb2O5、0~5%的SiO2、0~5%的K2O、0~5%的ZrO2、0~8%的ZnO、0~5%的B2O3、0~6%的Al2O3、0~8%的WO3、0~5%的Li2O、0~10%的RO、0~10%的Ln2O3、0-1%的澄清剂组成,其中RO为MgO、CaO、SrO和BaO中的一种或多种,Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3中的一种或多种,所述澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。
4.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,其组分按重量百分比表示,所述光学玻璃含有20~30%的P2O5、和/或2~10%的Na2O、和/或12~20%的TiO2、和/或40~50%的Nb2O5、和/或0~4%的SiO2、和/或0~3%的K2O、和/或0~3%的ZrO2、和/或0~5%的ZnO、和/或0~4%的B2O3、和/或0~4%的Al2O3、和/或0~5%的WO3、和/或0~3%的Li2O、和/或0~5%的RO、和/或0~5%的Ln2O3、和/或0-0.5%的澄清剂,其中RO为MgO、CaO、SrO和BaO中的一种或多种,Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3的一种或多种,所述澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。
5.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,其组分按重量百分比表示,所述光学玻璃含有23~29%的P2O5、和/或3~9.5%的Na2O、和/或13~19%的TiO2、和/或43~50%的Nb2O5、和/或0~2%的SiO2、和/或0~2%的K2O、和/或0~2%的ZrO2、和/或0~3%的ZnO、和/或0~2%的B2O3、和/或0~3%的Al2O3、和/或0~3%的WO3、和/或0~1%的Li2O、和/或0~3%的RO、和/或0~3%的Ln2O3、和/或0-0.5%的澄清剂,其中RO为MgO、CaO、SrO和BaO中的一种或多种,Ln2O3为La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3中的一种或多种,所述澄清剂为Sb2O3、SnO2、SnO、CeO2中的一种或多种。
6.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,Nb2O5/(K2O+Na2O)的范围为2.0~10.0,优选为4.0~9.0,更优选为5.0~8.0。
7.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,Na2O/TiO2的范围为0.2~1.2,优选为0.3~1.0,更优选为0.32~0.8。
8.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,Nb2O5/(B2O3+Na2O)的范围为2.5~15,优选为3.5~10,更优选为4.5~9.0。
9.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,P2O5/(K2O+Na2O)的范围为1.5~10.0,优选为2.0~9.0,更优选为3.2~6.75。
10.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,P2O5/TiO2的范围为0.9~3.0,优选为1.0~2.5,更优选为1.2~1.8。
11.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,TiO2/Nb2O5的范围为0.22~0.6,优选为0.25~0.5,更优选为0.25~0.4。
12.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,(P2O5+SiO2)/(TiO2+Nb2O5)的范围为0.25~0.75,优选为0.3~0.6,更优选为0.37~0.55。
13.根据权利要求1~3中任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,SiO2/TiO2的范围为大于0但小于等于0.3,优选为0.01~0.25,更优选为0.01~0.1。
14.根据权利要求1~13中任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,所述光学玻璃的折射率(nd)为1.92~1.98,优选为1.93~1.98,更优选为1.94~1.97;阿贝数(vd)为15~20,优选为16~19。
15.根据权利要求1~13中任一权利要求所述的光学玻璃,其特征在于,所述光学玻璃的玻璃化转变温度(Tg)为700℃以下,优选为690℃以下,更优选为680℃以下;和/或密度(ρ)为3.7g/cm3以下,优选为3.6g/cm3以下,更优选为3.55g/cm3以下;和/或耐水作用稳定性(DW)为2类以上,优选为1类;和/或耐酸作用稳定性(DA)为2类以上,优选为1类;和/或热膨胀系数(α-30~70℃)为70×10-7/K以下,优选为65×10-7/K以下,更优选为60×10-7/K以下;和/或析晶上限温度为1200℃以下,优选为1180℃以下,更优选为1170℃以下;和/或气泡度为B级以上,优选为A级以上,更优选为A0级以上;和/或弹性模量(E)为9000×107/Pa以上,优选为9500×107/Pa以上,更优选为10000×107/Pa以上。
16.光学预制件,其特征在于,由权利要求1~15中任一权利要求所述的光学玻璃制成。
17.光学元件,其特征在于,由权利要求1~15中任一权利要求所述的光学玻璃或权利要求16所述的光学预制件制成。
18.光学仪器,其特征在于,含有权利要求1~15中任一权利要求所述的光学玻璃,或含有权利要求17所述的光学元件。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811472326.9A CN109399917A (zh) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 |
CN202210413130.2A CN114853335A (zh) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811472326.9A CN109399917A (zh) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210413130.2A Division CN114853335A (zh) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109399917A true CN109399917A (zh) | 2019-03-01 |
Family
ID=65457160
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210413130.2A Withdrawn CN114853335A (zh) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 |
CN201811472326.9A Pending CN109399917A (zh) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210413130.2A Withdrawn CN114853335A (zh) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (2) | CN114853335A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110922050A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-03-27 | 成都光明光电股份有限公司 | 玻璃组合物 |
CN111689686A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-09-22 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、玻璃预制件及光学元件 |
JP2021054693A (ja) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | 光ガラス株式会社 | 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学系、交換レンズ、光学装置、及び光学ガラスの製造方法 |
CN114853335A (zh) * | 2018-12-03 | 2022-08-05 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1482086A (zh) * | 2002-07-18 | 2004-03-17 | ��ʽ����С�������� | 光学玻璃 |
JP2005008518A (ja) * | 2004-08-16 | 2005-01-13 | Hoya Corp | 低融点光学ガラス |
CN1590328A (zh) * | 2003-08-29 | 2005-03-09 | Hoya株式会社 | 光学玻璃、压制成型用可成型玻璃材料、光学元件和制造光学元件的方法 |
CN1609026A (zh) * | 2003-04-17 | 2005-04-27 | Hoya株式会社 | 光学玻璃、压制成形用预制件及其制造方法、光学元件及其制造方法 |
US20050164862A1 (en) * | 2004-01-23 | 2005-07-28 | Hoya Corporation | Optical glass, shaped glass material for press-molding, optical element and process for producing optical element |
CN101591142A (zh) * | 2009-06-25 | 2009-12-02 | 成都光明光电股份有限公司 | 高折射高色散光学玻璃 |
JP2012036091A (ja) * | 2011-11-10 | 2012-02-23 | Ohara Inc | 光学ガラスの製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101186439B (zh) * | 2007-12-05 | 2011-07-06 | 成都光明光电股份有限公司 | 高折射高色散磷酸盐光学玻璃及其热处理方法 |
CN114853334A (zh) * | 2018-12-03 | 2022-08-05 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 |
CN114853335A (zh) * | 2018-12-03 | 2022-08-05 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 |
CN113024107B (zh) * | 2021-03-18 | 2022-04-15 | 成都光明光电股份有限公司 | 高折射高色散光学玻璃及光学元件 |
-
2018
- 2018-12-03 CN CN202210413130.2A patent/CN114853335A/zh not_active Withdrawn
- 2018-12-03 CN CN201811472326.9A patent/CN109399917A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1482086A (zh) * | 2002-07-18 | 2004-03-17 | ��ʽ����С�������� | 光学玻璃 |
CN1609026A (zh) * | 2003-04-17 | 2005-04-27 | Hoya株式会社 | 光学玻璃、压制成形用预制件及其制造方法、光学元件及其制造方法 |
CN1590328A (zh) * | 2003-08-29 | 2005-03-09 | Hoya株式会社 | 光学玻璃、压制成型用可成型玻璃材料、光学元件和制造光学元件的方法 |
US20050164862A1 (en) * | 2004-01-23 | 2005-07-28 | Hoya Corporation | Optical glass, shaped glass material for press-molding, optical element and process for producing optical element |
JP2005008518A (ja) * | 2004-08-16 | 2005-01-13 | Hoya Corp | 低融点光学ガラス |
CN101591142A (zh) * | 2009-06-25 | 2009-12-02 | 成都光明光电股份有限公司 | 高折射高色散光学玻璃 |
JP2012036091A (ja) * | 2011-11-10 | 2012-02-23 | Ohara Inc | 光学ガラスの製造方法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114853335A (zh) * | 2018-12-03 | 2022-08-05 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 |
JP2021054693A (ja) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | 光ガラス株式会社 | 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学系、交換レンズ、光学装置、及び光学ガラスの製造方法 |
JP7433830B2 (ja) | 2019-10-02 | 2024-02-20 | 光ガラス株式会社 | 光学ガラス、光学ガラスを用いた光学素子、光学系、交換レンズ、光学装置、及び光学ガラスの製造方法 |
CN110922050A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-03-27 | 成都光明光电股份有限公司 | 玻璃组合物 |
CN110922050B (zh) * | 2019-12-24 | 2022-07-15 | 成都光明光电股份有限公司 | 玻璃组合物 |
CN111689686A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-09-22 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、玻璃预制件及光学元件 |
CN111689686B (zh) * | 2020-05-12 | 2022-03-08 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、玻璃预制件及光学元件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114853335A (zh) | 2022-08-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI779744B (zh) | 光學玻璃、玻璃預製件及光學元件 | |
CN109399916B (zh) | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 | |
CN110342814B (zh) | 高折射高色散光学玻璃 | |
CN109626814B (zh) | 环保光学玻璃、光学预制件、光学元件及光学仪器 | |
CN109970338B (zh) | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器 | |
CN111960665B (zh) | 光学玻璃 | |
CN109399917A (zh) | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 | |
CN112142322B (zh) | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器 | |
CN111977969B (zh) | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器 | |
CN110342813B (zh) | 光学玻璃、光学元件和光学仪器 | |
CN110372202B (zh) | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器 | |
CN110255887B (zh) | 光学玻璃、光学元件和光学仪器 | |
CN114853334A (zh) | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 | |
CN111253064B (zh) | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 | |
TW202210430A (zh) | 光學玻璃及光學元件 | |
CN110228946B (zh) | 光学玻璃 | |
CN112159098A (zh) | 光学玻璃、光学元件和光学仪器 | |
CN110550860A (zh) | 一种光学玻璃 | |
CN111253066B (zh) | 光学玻璃、光学预制件、光学元件和光学仪器 | |
CN115304274A (zh) | 高折射高色散光学玻璃 | |
CN110240400B (zh) | 光学玻璃及光学元件 | |
CN115466051A (zh) | 光学玻璃、玻璃预制件和光学元件 | |
JP2024533547A (ja) | 光学ガラス、ガラスプリフォーム、光学素子と光学機器 | |
CN111333316B (zh) | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器 | |
CN110316958B (zh) | 光学玻璃和光学元件 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |