CN112624606B - 一种光学玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光学玻璃技术领域，具体的说是一种光学玻璃，包括玻璃层和保护层；所述保护层包覆于玻璃层外侧；所述保护层为弹性固体材料制成；所述光学玻璃由以下原料构成：8～10份二氧化硅、24～25份三氧化二镧、16～20份三氧化二硼、8～12份纳米二氧化钛、5～8份三氧化二铝、5～8份氧化锂、1～1.6份氧化钡、2～4份鱼油、8～6份微晶石蜡、8～10份低分子量聚乙烯树脂、12～16份聚酰胺‑6、2～3份氧化钙和3～5份导热碳纤维；通过将光学玻璃制备为双层，于外层添加保护层，可以有效地增强光学玻璃的抗震能力以及防腐蚀能力，同时省却了二次型压或精密型压前的清洗流程，使光学玻璃的精密型压制备光学零件的过程更加方便。

Description

一种光学玻璃
技术领域
本发明属于光学玻璃技术领域，具体的说是一种光学玻璃。
背景技术
现有技术中对于光学玻璃来说，折射率、阿贝数、透过率是其核心特征，折射率和阿贝数决定了玻璃的基本功能，折射率为1.81-1.88，阿贝数为31-38的光学玻璃属于高折射率中高色散光学玻璃，其可以缩短镜头的成像长度，与低折射率低色散玻璃耦合使用时，可以有效消除镜头的色差，但是现有技术中的光学玻璃在制备过程中多数采取二次压型或精密压型法进行制备，这就使得光学玻璃的制备分为胚料和成品两个主要步骤，在胚料加工成成品的过程中伴随着运输以及储存，而光学玻璃在运输以及储存的过程中极易因震动或碰撞导致玻璃表面出现划痕或表面沾附有杂质，在进行二次压型或精密压型法时，为了清除胚料表面的划痕和杂质，将会极大的影响光学零件的制备速率。
中国专利发明的光学玻璃制程方法，申请号：CN031235174，包括覆膜、切割、剥单、入胎具、转贴及封膜等步骤，其主要是在覆膜步骤中于玻璃板的上、下两面分别附着一保护膜，以防止玻璃碎屑直接沾附于光学玻璃上，且转贴及封膜两步骤能使入胎具排列后的各光学玻璃被胶膜与遮盖膜覆盖及定位，而能避免在运输载送的过程中产生刮伤，使光学玻璃的制程中可以省却洗净与检查等步骤以简化制程。但是保护膜的贴附方式导致薄膜与玻璃之间的结合度较低，对玻璃的保护效果较差。
鉴于此，本发明研制一种光学玻璃，用于解决上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决光学玻璃在运输以及储存的过程中极易因震动或碰撞导致玻璃表面出现划痕或表面沾附有杂质，在进行二次压型或精密压型法时，为了清除胚料表面的划痕和杂质，将会极大的影响光学零件的制备速率的问题，本发明提出的一种光学玻璃。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种光学玻璃，所述光学玻璃包括玻璃层和保护层；所述保护层包覆于玻璃层外侧；所述保护层为弹性固体材料制成；所述光学玻璃由以下原料构成：
8～10份二氧化硅、24～25份三氧化二镧、16～20份三氧化二硼、8～12份纳米二氧化钛、5～8份三氧化二铝、5～8份氧化锂、1～1.6份氧化钡、2～4份鱼油、8～6份微晶石蜡、8～10份低分子量聚乙烯树脂、12～16份聚酰胺-6、2～3份氧化钙和3～5份导热碳纤维；
原料中选取氧化锂加入到玻璃组分中，可以有效降低玻璃的Tg温度，进而有效地使制得的光学玻璃在进行二次压型或精密压型制取光学零件时，有效地降低光学玻璃的加热软化点，进而使光学玻璃本身较为便于进行二次压型或精密压型，同时原料中选取三氧化二镧作为光学玻璃的主要形成体，是构成玻璃骨架的主要成分，若其含量高于35％，玻璃的折射率会低于设计目标，若其含量低于20％，玻璃的抗析晶性能将会极大地下降，同时氧化钡和纳米二氧化硅的加入可以提升玻璃抗析晶性能和高温时的粘度，同时氧化钡作为碱金属元素加入玻璃中在调节玻璃折射率和阿贝数的同时，还可以提升玻璃的抗析晶稳定性，进而有效地配合氧化锂降低光学玻璃的软化点，使光学玻璃在进行二次型压或精密型压的过程中降低光学玻璃析晶的几率，同时将光学玻璃制备为双层，于外层添加保护层，可以有效地增强光学玻璃的抗震能力以及防腐蚀能力，而且使用聚酰胺-6与低分子量聚乙烯树脂进行混合制备保护层，有效地利用聚酰胺-6本身高温下的低粘度，使保护层在加热后具备较强的流动性，进而使光学玻璃在进行二次型压或精密型压时，通过加热使保护层形成流体，裹挟外部沾附的杂质一同从玻璃层上脱离，进而省却了二次型压或精密型压前的清洗流程，使光学玻璃的二次型压或精密型压制备光学零件的过程更加方便，同时保护层中添加的导热碳纤维材料使光学玻璃在进行加热时受热较为均匀，避免光学玻璃在加热过程中存在较大的温度差，进而使光学玻璃发生爆裂，一方面存在安全隐患，同时还影响光学零件的质量。
优选的，所述光学玻璃的制备方法包括以下步骤：
S1：将二氧化硅、三氧化二镧、三氧化二硼、三氧化二铝、氧化锂和氧化钡通入热熔釜中进行加热熔融，控制热熔釜内温度升温至1350～1550℃之间，保温熔炼2～3H，熔炼过程中每间隔0.5H，对热熔釜内混合溶液进行搅拌5min，控制搅拌速率为45～60r/min；间隔性搅拌一方面可以有效地加速熔融的物质之间的共混，同时在搅拌的间隔，可以有效地进行静置，使原料中的杂质进行沉析、分层，进而在熔炼完成后制得含杂量较低的混合溶液；
S2：向S1中保温熔炼2～3H后的混合物中依次添加纳米二氧化钛和鱼油，并控制热熔釜内温度升温至1450～1600℃，并于添加完毕后控制热熔釜对混合溶液进行快速搅拌，控制快速搅拌速率为80～100r/min、搅拌时间15～18min，搅拌完成静置1～2H后制得玻璃溶液；快速搅拌使纳米二氧化钛和鱼油快速的混合于混合物中，利用鱼油的分散性，使纳米二氧化钛快速的分散于混合物中，同时快速的搅拌还能有效地避免鱼油在高温状态下蒸发；
S3：将玻璃溶液分别浇铸至经预热后的模具中，并送入退火炉中，控制退火炉中温度恒温600～700℃下进行3～5min退火处理，退火处理后，控制模具内温度以20～25℃/min的速率进行匀速降温至100～150℃后，取出在常温环境中快速冷却至常温制得玻璃层；
S4：将低分子量聚乙烯树脂和聚酰胺～6均匀混合后升温至120～140℃，保温熔融5～8min后依次加入微晶石蜡、氧化钙和导热碳纤维，将混合物以35～60r/min的速率搅拌3～5min后，降温至65～70℃后备用；原料中使用聚酰胺具备一定的吸湿性，容易在长期的保存过程中使保护层中含水量增大，在加热进行精密压型的过程中容易在玻璃层表面形成烧蚀的印记，进而导致制得的光学零件表面折射率降低，对光学零件的质量形成严重的负面影响；
S5：将冷却至常温后的玻璃层通入S4中的混合液中，浸泡3～5S后快速捞取送入冷却机中，在3～6℃环境下快速冷却，并于冷却后置于常温下缓慢恢复至室温后即制得光学玻璃，使用时，将光学玻璃通入氮气氛围的模具中直接加热至700～900℃，经精密压型后即制得光学零件；将冷却后的玻璃层快速浸入S4中混合液中，混合液吸附在玻璃层表面，并在冷却机中快速冷却的过程中于玻璃层表面凝固，形成保护层，进而有效地使制得的光学玻璃在储存和运输过程中具备较强的抗震和抗摔打能力。
优选的，其中S5中玻璃层在通入混合液之间先通入恒温0～5℃酒精环境中进行静置15～20min；
工作时，将玻璃层置于恒温0～5℃酒精环境中进行降温，并于取出的过程中在常温下酒精挥发进一步降低玻璃层的温度，使温度的降低较为平缓，避免表层温度减低过快导致玻璃爆裂的同时使玻璃层具备较低的温度，在玻璃层浸入混合液的过程中，与玻璃层接触的溶液快速冷却、析出、凝结在玻璃层表面，进而有效地使玻璃层表面形成的保护层的厚度更大，有效地增强保护层对玻璃层的保护效果。
优选的，所述酒精环境为膏状酒精；所述膏状酒精为酒精与醋酸钙按照8:1的比例进行混合搅拌后呈半凝胶状态的酒精；
工作时，半凝固状态的膏状酒精在玻璃层脱离酒精环境时沾附在玻璃层表面，部分酒精蒸发使玻璃层温度降低，剩余部分酒精在插入混合液的过程中蒸发使混合液快速冷却、凝结，进而有效地使凝结在玻璃层表面的保护层厚度更大，进而有效地提升保护层对玻璃层的保护效果，同时蒸发的膏状酒精使保护层与玻璃层之间的结合面存在较多的气泡层，进而使保护层与玻璃层之间的缓冲效果更强，有效地增强制得的光学玻璃的抗震性能。
优选的，其中原料中还包括2～3份沥青；所述沥青单独加热至450～480℃后喷附于S3中退火处理后的玻璃层表面；工作时，将沥青经高温溶解后喷附在玻璃层表面，然后进行降温、浸入、凝结保护层，有效地在保护层形成的过程中使混合液中存在的水汽与玻璃层表面之间隔离，进而有效地避免水汽存在于玻璃层表面，在进行二次压型或精密压型的过程中，高温促使水解反应快速进行，进而对玻璃层表面形成烧蚀的印记，导致制得的光学零件品质下降。
优选的，其中S1～S5中所述热熔釜、模具表面均通过气相沉积法沉积有一层氮化硅固着层；所述固着层厚度大于2～3mm；
工作时，原料中由于添加有氧化锂，在熔炼过程中以及精密压型过程中时，玻璃组分中的氧化锂容易腐蚀铂金坩埚，造成成品玻璃中产生较多的脱落铂金以及铂析晶物，造成玻璃的良品率下降，另一方面，玻璃组分中的氧化锂和碳元素发生反应，在玻璃原件表面产生粗糙的不透明膜层，进而降低光学玻璃的品质，通过在热熔釜和模具表面气相沉积一层氮化硅可以有效地阻止光学玻璃品质下降，同时氮化硅层附着于内表面具备高的硬度，好的抗氧化性能，好的热传导性，在高温下不与玻璃发生粘结，有好的冲击强度和抗析强度，不透过气体，水蒸汽及液体，因此可以有效地增强光学玻璃的制备品质。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种光学玻璃，通过将光学玻璃制备为双层，于外层添加保护层，可以有效地增强光学玻璃的抗震能力以及防腐蚀能力，而且使用聚酰胺-6与低分子量聚乙烯树脂进行混合制备保护层，有效地利用聚酰胺-6本身高温下的低粘度，使保护层在加热后具备较强的流动性，进而使光学玻璃在进行二次型压或精密型压时，通过加热使保护层形成流体，裹挟外部沾附的杂质一同从玻璃层上脱离，进而省却了二次型压或精密型压前的清洗流程，使光学玻璃的二次型压或精密型压制备光学零件的过程更加方便，同时保护层中添加的导热碳纤维材料使光学玻璃在进行加热时受热较为均匀，避免光学玻璃在加热过程中存在较大的温度差，进而使光学玻璃发生爆裂，一方面存在安全隐患，同时还影响光学零件的质量。
2.本发明所述的一种光学玻璃，通过将半凝固状态的膏状酒精在玻璃层脱离酒精环境时沾附在玻璃层表面，部分酒精蒸发使玻璃层温度降低，剩余部分酒精在插入混合液的过程中蒸发使混合液快速冷却、凝结，进而有效地使凝结在玻璃层表面的保护层厚度更大，进而有效地提升保护层对玻璃层的保护效果，同时蒸发的膏状酒精使保护层与玻璃层之间的结合面存在较多的气泡层，进而使保护层与玻璃层之间的缓冲效果更强，有效地增强制得的光学玻璃的抗震性能。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的方法流程图；
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明所述的一种光学玻璃，所述光学玻璃包括玻璃层和保护层；所述保护层包覆于玻璃层外侧；所述保护层为弹性固体材料制成；所述光学玻璃由以下原料构成：
8～10份二氧化硅、24～25份三氧化二镧、16～20份三氧化二硼、8～12份纳米二氧化钛、5～8份三氧化二铝、5～8份氧化锂、1～1.6份氧化钡、2～4份鱼油、8～6份微晶石蜡、8～10份低分子量聚乙烯树脂、12～16份聚酰胺-6、2～3份氧化钙和3～5份导热碳纤维；
原料中选取氧化锂加入到玻璃组分中，可以有效降低玻璃的Tg温度，进而有效地使制得的光学玻璃在进行二次压型或精密压型制取光学零件时，有效地降低光学玻璃的加热软化点，进而使光学玻璃本身较为便于进行二次压型或精密压型，同时原料中选取三氧化二镧作为光学玻璃的主要形成体，是构成玻璃骨架的主要成分，若其含量高于35％，玻璃的折射率会低于设计目标，若其含量低于20％，玻璃的抗析晶性能将会极大地下降，同时氧化钡和纳米二氧化硅的加入可以提升玻璃抗析晶性能和高温时的粘度，同时氧化钡作为碱金属元素加入玻璃中在调节玻璃折射率和阿贝数的同时，还可以提升玻璃的抗析晶稳定性，进而有效地配合氧化锂降低光学玻璃的软化点，使光学玻璃在进行二次型压或精密型压的过程中降低光学玻璃析晶的几率，同时将光学玻璃制备为双层，于外层添加保护层，可以有效地增强光学玻璃的抗震能力以及防腐蚀能力，而且使用聚酰胺-6与低分子量聚乙烯树脂进行混合制备保护层，有效地利用聚酰胺-6本身高温下的低粘度，使保护层在加热后具备较强的流动性，进而使光学玻璃在进行二次型压或精密型压时，通过加热使保护层形成流体，裹挟外部沾附的杂质一同从玻璃层上脱离，进而省却了二次型压或精密型压前的清洗流程，使光学玻璃的二次型压或精密型压制备光学零件的过程更加方便，同时保护层中添加的导热碳纤维材料使光学玻璃在进行加热时受热较为均匀，避免光学玻璃在加热过程中存在较大的温度差，进而使光学玻璃发生爆裂，一方面存在安全隐患，同时还影响光学零件的质量。
作为本发明的一种实施方式，所述光学玻璃的制备方法包括以下步骤：
S1：将二氧化硅、三氧化二镧、三氧化二硼、三氧化二铝、氧化锂和氧化钡通入热熔釜中进行加热熔融，控制热熔釜内温度升温至1350～1550℃之间，保温熔炼2～3H，熔炼过程中每间隔0.5H，对热熔釜内混合溶液进行搅拌5min，控制搅拌速率为45～60r/min；间隔性搅拌一方面可以有效地加速熔融的物质之间的共混，同时在搅拌的间隔，可以有效地进行静置，使原料中的杂质进行沉析、分层，进而在熔炼完成后制得含杂量较低的混合溶液；
S2：向S1中保温熔炼2～3H后的混合物中依次添加纳米二氧化钛和鱼油，并控制热熔釜内温度升温至1450～1600℃，并于添加完毕后控制热熔釜对混合溶液进行快速搅拌，控制快速搅拌速率为80～100r/min、搅拌时间15～18min，搅拌完成静置1～2H后制得玻璃溶液；快速搅拌使纳米二氧化钛和鱼油快速的混合于混合物中，利用鱼油的分散性，使纳米二氧化钛快速的分散于混合物中，同时快速的搅拌还能有效地避免鱼油在高温状态下蒸发；
S3：将玻璃溶液分别浇铸至经预热后的模具中，并送入退火炉中，控制退火炉中温度恒温600～700℃下进行3～5min退火处理，退火处理后，控制模具内温度以20～25℃/min的速率进行匀速降温至100～150℃后，取出在常温环境中快速冷却至常温制得玻璃层；
S4：将低分子量聚乙烯树脂和聚酰胺～6均匀混合后升温至120～140℃，保温熔融5～8min后依次加入微晶石蜡、氧化钙和导热碳纤维，将混合物以35～60r/min的速率搅拌3～5min后，降温至65～70℃后备用；原料中使用聚酰胺具备一定的吸湿性，容易在长期的保存过程中使保护层中含水量增大，在加热进行精密压型的过程中容易在玻璃层表面形成烧蚀的印记，进而导致制得的光学零件表面折射率降低，对光学零件的质量形成严重的负面影响；
S5：将冷却至常温后的玻璃层通入S4中的混合液中，浸泡3～5S后快速捞取送入冷却机中，在3～6℃环境下快速冷却，并于冷却后置于常温下缓慢恢复至室温后即制得光学玻璃，使用时，将光学玻璃通入氮气氛围的模具中直接加热至700～900℃，经精密压型后即制得光学零件；将冷却后的玻璃层快速浸入S4中混合液中，混合液吸附在玻璃层表面，并在冷却机中快速冷却的过程中于玻璃层表面凝固，形成保护层，进而有效地使制得的光学玻璃在储存和运输过程中具备较强的抗震和抗摔打能力。
作为本发明的一种实施方式，其中S5中玻璃层在通入混合液之间先通入恒温0～5℃酒精环境中进行静置15～20min；
工作时，将玻璃层置于恒温0～5℃酒精环境中进行降温，并于取出的过程中在常温下酒精挥发进一步降低玻璃层的温度，使温度的降低较为平缓，避免表层温度减低过快导致玻璃爆裂的同时使玻璃层具备较低的温度，在玻璃层浸入混合液的过程中，与玻璃层接触的溶液快速冷却、析出、凝结在玻璃层表面，进而有效地使玻璃层表面形成的保护层的厚度更大，有效地增强保护层对玻璃层的保护效果。
作为本发明的一种实施方式，所述酒精环境为膏状酒精；所述膏状酒精为酒精与醋酸钙按照8:1的比例进行混合搅拌后呈半凝胶状态的酒精；
工作时，半凝固状态的膏状酒精在玻璃层脱离酒精环境时沾附在玻璃层表面，部分酒精蒸发使玻璃层温度降低，剩余部分酒精在插入混合液的过程中蒸发使混合液快速冷却、凝结，进而有效地使凝结在玻璃层表面的保护层厚度更大，进而有效地提升保护层对玻璃层的保护效果，同时蒸发的膏状酒精使保护层与玻璃层之间的结合面存在较多的气泡层，进而使保护层与玻璃层之间的缓冲效果更强，有效地增强制得的光学玻璃的抗震性能。
作为本发明的一种实施方式，其中原料中还包括2～3份沥青；所述沥青单独加热至450～480℃后喷附于S3中退火处理后的玻璃层表面；工作时，将沥青经高温溶解后喷附在玻璃层表面，然后进行降温、浸入、凝结保护层，有效地在保护层形成的过程中使混合液中存在的水汽与玻璃层表面之间隔离，进而有效地避免水汽存在于玻璃层表面，在进行二次压型或精密压型的过程中，高温促使水解反应快速进行，进而对玻璃层表面形成烧蚀的印记，导致制得的光学零件品质下降。
作为本发明的一种实施方式，其中S1～S5中所述热熔釜、模具表面均通过气相沉积法沉积有一层氮化硅固着层；所述固着层厚度大于2～3mm；
工作时，原料中由于添加有氧化锂，在熔炼过程中以及精密压型过程中时，玻璃组分中的氧化锂容易腐蚀铂金坩埚，造成成品玻璃中产生较多的脱落铂金以及铂析晶物，造成玻璃的良品率下降，另一方面，玻璃组分中的氧化锂和碳元素发生反应，在玻璃原件表面产生粗糙的不透明膜层，进而降低光学玻璃的品质，通过在热熔釜和模具表面气相沉积一层氮化硅可以有效地阻止光学玻璃品质下降，同时氮化硅层附着于内表面具备高的硬度，好的抗氧化性能，好的热传导性，在高温下不与玻璃发生粘结，有好的冲击强度和抗析强度，不透过气体，水蒸汽及液体，因此可以有效地增强光学玻璃的制备品质。
具体工作流程如下：
原料中选取氧化锂加入到玻璃组分中，可以有效降低玻璃的Tg温度，进而有效地使制得的光学玻璃在进行二次压型或精密压型制取光学零件时，有效地降低光学玻璃的加热软化点，进而使光学玻璃本身较为便于进行二次压型或精密压型，同时原料中选取三氧化二镧作为光学玻璃的主要形成体，是构成玻璃骨架的主要成分，若其含量高于35％，玻璃的折射率会低于设计目标，若其含量低于20％，玻璃的抗析晶性能将会极大地下降，同时氧化钡和纳米二氧化硅的加入可以提升玻璃抗析晶性能和高温时的粘度，同时氧化钡作为碱金属元素加入玻璃中在调节玻璃折射率和阿贝数的同时，还可以提升玻璃的抗析晶稳定性，进而有效地配合氧化锂降低光学玻璃的软化点，使光学玻璃在进行二次型压或精密型压的过程中降低光学玻璃析晶的几率，同时将光学玻璃制备为双层，于外层添加保护层，可以有效地增强光学玻璃的抗震能力以及防腐蚀能力，而且使用聚酰胺-6与低分子量聚乙烯树脂进行混合制备保护层，有效地利用聚酰胺-6本身高温下的低粘度，使保护层在加热后具备较强的流动性，进而使光学玻璃在进行二次型压或精密型压时，通过加热使保护层形成流体，裹挟外部沾附的杂质一同从玻璃层上脱离，进而省却了二次型压或精密型压前的清洗流程，使光学玻璃的二次型压或精密型压制备光学零件的过程更加方便，同时保护层中添加的导热碳纤维材料使光学玻璃在进行加热时受热较为均匀，避免光学玻璃在加热过程中存在较大的温度差，进而使光学玻璃发生爆裂，一方面存在安全隐患，同时还影响光学零件的质量。
为了验证本发明制备的光学玻璃在精密压型过程中制得的光学零件的品质，特设立以下几组实施例用于验证；
实施例1
8～10份二氧化硅、24～25份三氧化二镧、16～20份三氧化二硼、8～12份纳米二氧化钛、5～8份三氧化二铝、1～1.6份氧化钡、2～4份鱼油；
将二氧化硅、三氧化二镧、三氧化二硼、三氧化二铝和氧化钡通入热熔釜中进行加热熔融，控制热熔釜内温度升温至1350～1550℃之间，保温熔炼2～3H，熔炼过程中每间隔0.5H，对热熔釜内混合溶液进行搅拌5min，控制搅拌速率为45～60r/min，保温熔炼后依次添加纳米二氧化钛和鱼油，并控制热熔釜内温度升温至1450～1600℃，并于添加完毕后控制热熔釜对混合溶液进行快速搅拌，控制快速搅拌速率为80～100r/min、搅拌时间15～18min，搅拌完成静置1～2H后制得玻璃溶液，将玻璃溶液分别浇铸至经预热后的模具中，并送入退火炉中，控制退火炉中温度恒温600～700℃下进行3～5min退火处理，退火处理后冷却至常温即制得光学玻璃，重复上述步骤制备6块光学玻璃，并分别标记为甲1、甲2、甲3、甲4、甲5、甲6；
1.将上述甲1～甲6一同放置于倾斜度为30的斜面上，并由光学玻璃顶端向下持续抛洒2kg砂砾，控制砂砾抛洒速率为0.5kg/min、砂砾粒径为0.5-1mm，抛洒完毕后对六块光学玻璃表面划痕进行计数后进行记录，并输出表格；
2.将上述六块光学玻璃分别通入模具中，控制模具中保持氮气氛围的情况下升温至600℃，控制模具内压力维持于800kg/cm2，进行压制2-3min后降温至550℃进行脱模，脱模后冷却至常温并送入粗糙度仪中，对玻璃表面粗糙度进行检测，并记录输出表格；
表1(划痕及粗糙度记录)
Figure BDA0002904354550000091
实施例2
所述光学玻璃包括玻璃层和保护层；所述保护层包覆于玻璃层外侧；所述保护层为弹性固体材料制成；所述光学玻璃由以下原料构成：
8～10份二氧化硅、24～25份三氧化二镧、16～20份三氧化二硼、8～12份纳米二氧化钛、5～8份三氧化二铝、5～8份氧化锂、1～1.6份氧化钡、2～4份鱼油、8～6份微晶石蜡、8～10份低分子量聚乙烯树脂、12～16份聚酰胺-6、2～3份氧化钙和3～5份导热碳纤维；
将二氧化硅、三氧化二镧、三氧化二硼、三氧化二铝、氧化锂和氧化钡通入热熔釜中进行加热熔融，控制热熔釜内温度升温至1350～1550℃之间，保温熔炼2～3H，熔炼过程中每间隔0.5H，对热熔釜内混合溶液进行搅拌5min，控制搅拌速率为45～60r/min，保温熔炼2～3H后依次添加纳米二氧化钛和鱼油，并控制热熔釜内温度升温至1450～1600℃，并于添加完毕后控制热熔釜对混合溶液进行快速搅拌，控制快速搅拌速率为80～100r/min、搅拌时间15～18min，搅拌完成静置1～2H后制得玻璃溶液，将玻璃溶液分别浇铸至经预热后的模具中，并送入退火炉中，控制退火炉中温度恒温600～700℃下进行3～5min退火处理，退火处理后，控制模具内温度以20～25℃/min的速率进行匀速降温至100～150℃后，取出在常温环境中快速冷却至常温制得玻璃层，将玻璃层插入使用低分子量聚乙烯树脂和聚酰胺～6、微晶石蜡、氧化钙和导热碳纤维制备的混合液中，捞出后冷却即制得光学玻璃，重复上述步骤制备6块光学玻璃，并分别标记为乙1、乙2、乙3、乙4、乙5、乙6；
1.将上述乙1～乙6一同放置于倾斜度为30的斜面上，并由光学玻璃顶端向下持续抛洒2kg砂砾，控制砂砾抛洒速率为0.5kg/min、砂砾粒径为0.5-1mm，去除保护层后对六块光学玻璃表面划痕进行计数后进行记录，并输出表格；
2.将上述六块光学玻璃分别通入模具中，控制模具中保持氮气氛围的情况下升温至600℃，控制模具内压力维持于800kg/cm2，进行压制2-3min后降温至550℃进行脱模，脱模后冷却至常温并送入粗糙度仪中，对玻璃表面粗糙度进行检测，并记录输出表格；
表2(划痕及粗糙度记录)
Figure BDA0002904354550000101
实施例3
所述光学玻璃包括玻璃层和保护层；所述保护层包覆于玻璃层外侧；所述保护层为弹性固体材料制成；所述光学玻璃由以下原料构成：
8～10份二氧化硅、24～25份三氧化二镧、16～20份三氧化二硼、8～12份纳米二氧化钛、5～8份三氧化二铝、5～8份氧化锂、1～1.6份氧化钡、2～4份鱼油、8～6份微晶石蜡、8～10份低分子量聚乙烯树脂、12～16份聚酰胺-6、2～3份氧化钙和3～5份导热碳纤维；
将二氧化硅、三氧化二镧、三氧化二硼、三氧化二铝、氧化锂和氧化钡通入热熔釜中进行加热熔融，控制热熔釜内温度升温至1350～1550℃之间，保温熔炼2～3H，熔炼过程中每间隔0.5H，对热熔釜内混合溶液进行搅拌5min，控制搅拌速率为45～60r/min，保温熔炼2～3H后依次添加纳米二氧化钛和鱼油，并控制热熔釜内温度升温至1450～1600℃，并于添加完毕后控制热熔釜对混合溶液进行快速搅拌，控制快速搅拌速率为80～100r/min、搅拌时间15～18min，搅拌完成静置1～2H后制得玻璃溶液，将玻璃溶液分别浇铸至经预热后的模具中，并送入退火炉中，控制退火炉中温度恒温600～700℃下进行3～5min退火处理，退火处理后，将加热至450～480℃的沥青喷附于玻璃层表面，并控制模具内温度以20～25℃/min的速率进行匀速降温至100～150℃后，取出在常温环境中快速冷却至常温制得玻璃层，将玻璃层通入恒温0～5℃膏状酒精环境中进行静置15～20min后，将玻璃层插入使用低分子量聚乙烯树脂和聚酰胺～6、微晶石蜡、氧化钙和导热碳纤维制备的混合液中，捞出后冷却即制得光学玻璃，重复上述步骤制备6块光学玻璃，并分别标记为丙1、丙2、丙3、丙4、丙5、丙6；
1.将上述丙1～丙6一同放置于倾斜度为30的斜面上，并由光学玻璃顶端向下持续抛洒2kg砂砾，控制砂砾抛洒速率为0.5kg/min、砂砾粒径为0.5-1mm，去除保护层后对六块光学玻璃表面划痕进行计数后进行记录，并输出表格；
2.将上述六块光学玻璃分别通入模具中，控制模具中保持氮气氛围的情况下升温至600℃，控制模具内压力维持于800kg/cm2，进行压制2-3min后降温至550℃进行脱模，脱模后冷却至常温并送入粗糙度仪中，对玻璃表面粗糙度进行检测，并记录输出表格；
表3(划痕及粗糙度记录)
Figure BDA0002904354550000111
根数上述三组实验数据进行对比，根据表1和表2中数据进行对比，根据本发明中配方在进行制造过程中制备保护层对玻璃层进行保护，进而在运输以及储存过程有有效的增强光学玻璃对振动以及冲击的抵抗力，有效的避免外力作用于光学玻璃表面，同时其在进行精密压型时本身软化点较低，保护层融化还能对温度的传导起到促进，进而便于对玻璃层进行软化，便于压力对其形状以及表面光洁度进行调整，同时根据表2与表3中数据进行对比可以得知，根据本发明配方和方法制备的光学玻璃表层保护膜厚度更大，对外力的抵抗能力更强，进而对内层的玻璃层起到更好的保护作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种光学玻璃，其特征在于：所述光学玻璃包括玻璃层和保护层；所述保护层包覆于玻璃层外侧；所述光学玻璃由以下原料构成：
8～10份二氧化硅、24～25份三氧化二镧、16～20份三氧化二硼、8～12份纳米二氧化钛、5～8份三氧化二铝、5～8份氧化锂、1～1.6份氧化钡、2～4份鱼油、8～6份微晶石蜡、8～10份低分子量聚乙烯树脂、12～16份聚酰胺-6、2～3份氧化钙和3～5份导热碳纤维；
所述光学玻璃的制备方法包括以下步骤：
S1：将二氧化硅、三氧化二镧、三氧化二硼、三氧化二铝、氧化锂和氧化钡通入热熔釜中进行加热熔融，控制热熔釜内温度升温至1350～1550℃之间，保温熔炼2～3H，熔炼过程中每间隔0.5H，对热熔釜内混合溶液进行搅拌5min，控制搅拌速率为45～60r/min；
S2：向S1中保温熔炼2～3H后的混合物中依次添加纳米二氧化钛和鱼油，并控制热熔釜内温度升温至1450～1600℃，并于添加完毕后控制热熔釜对混合溶液进行快速搅拌，控制快速搅拌速率为80～100r/min、搅拌时间15～18min，搅拌完成静置1～2H后制得玻璃溶液；
S3：将玻璃溶液分别浇铸至经预热后的模具中，并送入退火炉中，控制退火炉中温度恒温600～700℃下进行3～5min退火处理，退火处理后，控制模具内温度以20～25℃/min的速率进行匀速降温至100～150℃后，取出在常温环境中快速冷却至常温制得玻璃层；
S4：将低分子量聚乙烯树脂和聚酰胺～6均匀混合后升温至120～140℃，保温熔融5～8min后依次加入微晶石蜡、氧化钙和导热碳纤维，将混合物以35～60r/min的速率搅拌3～5min后，降温至65～70℃后备用；
S5：将冷却至常温后的玻璃层通入S4中的混合液中，浸泡3～5S后快速捞取送入冷却机中，在3～6℃环境下快速冷却，并于冷却后置于常温下缓慢恢复至室温后即制得光学玻璃，使用时，将光学玻璃通入氮气氛围的模具中直接加热至700～900℃，经精密压型后即制得光学零件；
其中S5中玻璃层在通入混合液之间先通入恒温0～5℃酒精环境中进行静置15～20min；
所述酒精环境为膏状酒精；所述膏状酒精为酒精与醋酸钙按照8:1的比例进行混合搅拌后呈半凝胶状态的酒精。
2.根据权利要求1所述的一种光学玻璃，其特征在于：其中原料中还包括2～3份沥青；所述沥青单独加热至450～480℃后喷附于S3中退火处理后的玻璃层表面。
3.根据权利要求1所述的一种光学玻璃，其特征在于：其中S1～S5中所述热熔釜、模具表面均通过气相沉积法沉积有一层氮化硅固着层；所述固着层厚度大于2～3mm。
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