CN114907010B - 光学玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种侵蚀性较小且适于精密模压的光学玻璃，所述光学玻璃的组分以重量百分比表示，含有：SiO2：25～48％；B2O3：10～30％；Al2O3：1～10％；BaO：10～30％；ZnO：2～15％；Na2O：1～10％，其中SiO2/(B2O3+ZnO)为0.6～3.7。通过合理的组分设计，本发明获得的光学玻璃在具有较小侵蚀性同时，具有较低的转变温度和驰垂温度，适于精密模压。

Description

光学玻璃
技术领域
本发明涉及一种光学玻璃，尤其是涉及一种侵蚀性较小且适于精密模压的光学玻璃。
背景技术
光学玻璃是用于制造光学仪器或机械系统中的透镜、棱镜、反射镜和窗口等的玻璃材料。目前将光学玻璃制造为光学元件的主流方法是精密模压成型(包括直接压型法和二次压型法)，采用精密模压技术制造的透镜通常不用再进行研磨和抛光，从而减少了原材料消耗，降低了人力和物力成本，并且减少了环境污染，该技术可以低成本大批量生产光学元件。所谓精密模压，就是在一定的温度、压力下，用具有预定产品形状的高精密模具模压玻璃预制件，从而获得具有最终产品形状和光学功能的玻璃制品。通过精密模压技术可以制造各种光学玻璃产品，如球面透镜、非球面透镜、棱镜和衍射光栅等。但是若用于精密模压的玻璃的转变温度和驰垂温度过高，会使得模具使用寿命缩短，同时也会增加模压过程的能源消耗。
玻璃在生产过程中会对熔炉产生一定的侵蚀，若玻璃的侵蚀性过大，不仅会缩短熔炉的使用寿命，延长因修炉带来的时间、能源和物料的损失，提高玻璃制造成本，还会因熔炉材料混入玻璃中，造成玻璃品质的降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种侵蚀性较小且适于精密模压的光学玻璃。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
(1)光学玻璃，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：25～48％；B2O3：10～30％；Al2O3：1～10％；BaO：10～30％；ZnO：2～15％；Na2O：1～10％，其中SiO2/(B2O3+ZnO)为0.6～3.7。
(2)根据(1)所述的光学玻璃，其组分以重量百分比表示，还含有：La2O3：0～10％；和/或Li2O：0～5％；和/或K2O：0～10％；和/或Gd2O3：0～5％；和/或Y2O3：0～5％；和/或SrO：0～10％；和/或CaO：0～10％；和/或MgO：0～10％；和/或ZrO2：0～5％；和/或TiO2：0～5％；和/或Nb2O5：0～5％；和/或Ta2O5：0～5％；和/或WO3：0～5％；和/或澄清剂：0～1％。
(3)光学玻璃，其组分中含有SiO2、B2O3、Al2O3、BaO、ZnO和Na2O，其组分以重量百分比表示，其中SiO2/(B2O3+ZnO)为0.6～3.7，所述光学玻璃的折射率nd为1.53～1.63，阿贝数νd为54～64，转变温度Tg为550℃以下，侵蚀性变化量ΔL小于5mm。
(4)根据(3)所述的光学玻璃，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：25～48％；和/或B2O3：10～30％；和/或Al2O3：1～10％；和/或La2O3：0～10％；和/或BaO：10～30％；和/或ZnO：2～15％；和/或Na2O：1～10％；和/或Li2O：0～5％；和/或K2O：0～10％；和/或Gd2O3：0～5％；和/或Y2O3：0～5％；和/或SrO：0～10％；和/或CaO：0～10％；和/或MgO：0～10％；和/或ZrO2：0～5％；和/或TiO2：0～5％；和/或Nb2O5：0～5％；和/或Ta2O5：0～5％；和/或WO3：0～5％；和/或澄清剂：0～1％。
(5)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃，其组分以重量百分比表示，其中：SiO2/B2O3为0.85～4.5，优选SiO2/B2O3为1.0～4.3，更优选SiO2/B2O3为1.2～4.0；和/或B2O3+La2O3为38％以下，优选B2O3+La2O3为36％以下，更优选B2O3+La2O3为34％以下；和/或SiO2/(B2O3+ZnO)为0.8～3.5，优选SiO2/(B2O3+ZnO)为1.0～3.0。
(6)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃，其组分以重量百分比表示，其中：K2O+Na2O为2～15％，优选K2O+Na2O为3～13％，更优选K2O+Na2O为4～11％；和/或SiO2/(K2O+Na2O)为1.7～22.0，优选SiO2/(K2O+Na2O)为1.8～20.0，更优选SiO2/(K2O+Na2O)为2.0～18.0；和/或Li2O/B2O3为0～0.45，优选Li2O/B2O3为0～0.4，更优选Li2O/B2O3为0～0.35。
(7)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃，其组分以重量百分比表示，其中：SiO2：27～46％，优选SiO2：29～45％；和/或B2O3：12～28％，优选B2O3：14～26％；和/或Al2O3：1.5～8％，优选Al2O3：2～6％；和/或La2O3：0～8％，优选La2O3：0～6％；和/或BaO：12～29％，优选BaO：13～28％；和/或ZnO：3～14％，优选ZnO：4～13％；和/或Li2O：0～4％，优选Li2O：0～3％；和/或Na2O：1.5～9％，优选Na2O：2～8％；和/或K2O：0～8％，优选0～6％；和/或Gd2O3：0～2％；和/或Y2O3：0～2％；和/或SrO：0～5％；和/或CaO：0～5％，优选CaO：0～2％；和/或MgO：0～5％；和/或ZrO2：0～2％；和/或TiO2：0～2％；和/或Nb2O5：0～2％；和/或Ta2O5：0～2％；和/或WO3：0～2％；和/或澄清剂：0～0.5％。
(8)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃，其组分中不含有Gd2O3；和/或不含有Y2O3；和/或不含有SrO；和/或不含有MgO；和/或不含有ZrO2；和/或不含有TiO2；和/或不含有Nb2O5；和/或不含有Ta2O5；和/或不含有WO3。
(9)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃的折射率nd为1.53～1.63，优选折射率nd为1.535～1.625，更优选折射率nd为1.54～1.62；阿贝数νd为54～64，优选阿贝数νd为54.5～63.5，更优选阿贝数νd为55～63。
(10)根据(1)～(4)任一所述的光学玻璃的耐酸作用稳定性DA为4类以上，优选为3类以上；和/或转变温度Tg为550℃以下，优选为540℃以下，更优选为530℃以下；和/或驰垂温度Ts为600℃以下，优选为590℃以下，更优选为580℃以下；和/或析晶温度上限Tmax低于1100℃，优选低于1000℃，更优选低于900℃；和/或侵蚀性变化量ΔL小于5mm，优选小于4mm，更优选小于3mm。
(11)玻璃预制件，采用(1)～(10)任一所述的光学玻璃制成。
(12)光学元件，采用(1)～(10)任一所述的光学玻璃或(11)所述的玻璃预制件制成。
(13)光学仪器，含有(1)～(10)任一所述的光学玻璃，和/或含有(12)所述的光学元件。
本发明的有益效果是：通过合理的组分设计，本发明获得的光学玻璃在具有较小侵蚀性同时，具有较低的转变温度和驰垂温度，适于精密模压。
具体实施方式
[光学玻璃]
下面，对本发明光学玻璃的各成分(组分)的组成范围进行说明。在本说明书中，如果没有特殊说明，各组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而使用的氧化物、复合盐及氢氧化物等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％。本发明中有时候将光学玻璃简称为玻璃。
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，以及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>
SiO2是本发明的必要组分，是玻璃的网络形成体，是维持本发明优异化学稳定性的关键组分。当SiO2的含量低于25％时，玻璃的化学稳定性达不到设计要求，同时玻璃在再加热时容易析晶，热稳定性无法满足精密模压要求。而当SiO2的含量高于48％时，玻璃的澄清会变得困难，同时，SiO2的含量过高会导致玻璃驰垂温度上升，对精密模压不利。因此，SiO2的含量为25～48％，优选为27～46％，更优选为29～45％。
B2O3是本发明的必要组分，在本发明中同样作为玻璃的网络形成体，在玻璃中起到降低色散、提升工艺性能以及降低驰垂温度的作用。当B2O3的含量低于10％时，对降低驰垂温度的作用不明显，而其含量高于30％时，玻璃在生产中对设备的侵蚀会变得难以控制。因此，B2O3的含量为10～30％，优选为12～28％，更优选为14～26％。
发明人经过大量试验研究发现，通过控制SiO2的含量与B2O3的含量之间的比值SiO2/B2O3，可以使玻璃的模压性能、化学稳定性、熔化性能和侵蚀性能满足设计要求。在一些实施方式中，优选SiO2/B2O3在0.85～4.5之间时，玻璃在具有较低的化料温度的同时，也具有适宜的模压温度，并使玻璃具有优异的化学稳定性，降低玻璃的侵蚀性，更优选SiO2/B2O3为1.0～4.3，进一步优选SiO2/B2O3为1.2～4.0。
Al2O3作为本发明的网络形成体，同时也是本发明的必要组分，在玻璃中可以起到加强网络结构、提升化学稳定性的作用，但其含量过多时会使玻璃的高温粘度增大，均化和气泡消除变得困难。因此，Al2O3的含量为1～10％，优选为1.5～8％，更优选为2～6％。
La2O3可以调整玻璃的光学常数，在本发明中可以大幅度提升玻璃折射率的同时，又不会对阿贝数产生较大影响。但是，La2O3会显著提升玻璃的驰垂温度，对精密模压不利。因此，本发明中La2O3的含量为0～10％，优选为0～8％，更优选为0～6％。
Gd2O3和Y2O3可以改善玻璃的热稳定性和化学稳定性，但昂贵的原料成本限制了Gd2O3和Y2O3的使用。因此，本发明中Gd2O3的含量为0～5％，优选为0～2％，更优选不含有Gd2O3；Y2O3的含量为0～5％，优选为0～2％，更优选不含有Y2O3。
在玻璃生产过程中，B2O3和La2O3都会对玻璃熔炉产生强烈的腐蚀，且其合计含量较高时玻璃的耐酸性下降。在一些实施方式中，优选B2O3和La2O3的合计含量B2O3+La2O3在38％以下，更优选在36％以下，进一步优选在34％以下，可以在降低玻璃液对炉体的侵蚀的同时，防止玻璃耐酸性下降。
BaO可以在SiO2和B2O3组成的网络结构中稳定存在，即使含量较多时也能保持稳定，且BaO成本低廉，是一种很好的可以提升玻璃折射率的组分；但其含量过高时，玻璃的化学稳定性变差，同时玻璃的密度变大。因此BaO的含量为10～30％,优选为12～29％，更优选为13～28％。
SrO同样可以提升玻璃的折射率，且相对于BaO，SrO对玻璃化学稳定性的提升更有利。但SrO的价格昂贵，含量过多会使玻璃成本大幅上升。因此，SrO的含量为0～10％,优选为0～5％，更优选不含有SrO。
CaO可以提升玻璃的机械性能，降低玻璃的粘度，但CaO通常以CaCO3的形式引入，受限于现有工业水平，CaCO3中往往含有较多杂质，引入过多会导致玻璃透过率降低。因此，本发明中CaO的含量为0～10％,优选为0～5％，更优选为0～2％。
MgO有助于提升玻璃的耐候性，但其含量高于10％时，玻璃的抗析晶性能和稳定性会下降，同时玻璃的成本会快速上升，因此，MgO的含量为0～10％,优选为0～5％，更优选不含有MgO。
ZnO可以提升玻璃的化学稳定性，降低玻璃的中低温粘度，是实现本发明玻璃较低驰垂温度的必要组分。但由于ZnO的色散相对较大，过多含有会导致光学常数达不到设计要求。因此，本发明玻璃中的ZnO含量为2～15％，优选为3～14％，更优选为4～13％。
在一些实施方式中，通过控制SiO2与B2O3+ZnO的比值SiO2/(B2O3+ZnO)在0.6～3.7范围内，可以在降低玻璃的转变温度和驰垂温度的同时，还可以限制B2O3对熔炉中耐火材料的侵蚀，以及限制ZnO对熔炉铂金部分的侵蚀，提升熔炉的使用寿命。因此，优选SiO2/(B2O3+ZnO)为0.6～3.7，更优选SiO2/(B2O3+ZnO)为0.8～3.5，进一步优选SiO2/(B2O3+ZnO)为1.0～3.0。
ZrO2可以提升玻璃的化学稳定性，提高玻璃的折射率，但硅酸盐系统的玻璃对其承载能力有限，含量过高时容易形成结石，进而导致玻璃的热稳定性变差，精密模压时产生析晶问题。因此，本发明中ZrO2的含量为0～5％，优选为0～2％,在一些实施方式中，更优选不含有ZrO2。
TiO2和WO3可以提升玻璃的折射率，提高玻璃的热稳定性，但会导致玻璃色散急剧增大，从而使得玻璃的光学常数难以达到设计要求。因此，本发明中TiO2的含量为0～5％，优选为0～2％，更优选不含有TiO2；WO3的含量为0～5％，优选为0～2％，更优选不含有WO3。
Ta2O5和Nb2O5具有提高玻璃的折射率和耐失透性能的作用，但与其他组分相比，Ta2O5和Nb2O5的价格非常昂贵，从实用以及成本的角度考虑，应尽量减少其使用量。本发明中Ta2O5的含量为0～5％，优选为0～2％，更优选不含有Ta2O5；Nb2O5的含量为0～5％，优选为0～2％，更优选不含有Nb2O5。
K2O可以降低玻璃的熔化温度和高温粘度，有助于降低玻璃的熔制难度。但K2O会导致玻璃的热膨胀系数变大，增加了精密模压过程中镜片碎裂的风险。同时K2O含量过高会导致玻璃化学稳定性变差。因此，K2O的含量为0～10％，优选为0～8％，更优选为0～6％。
Na2O可以降低玻璃的驰垂温度和化料难度，但Na2O含量过高会导致玻璃的化学稳定性变差。因此，本发明玻璃中Na2O的含量为1～10％，优选为1.5～9％，更优选为2～8％。
K2O和Na2O是碱金属氧化物，都可以起到助熔的效果，同时K2O和Na2O会降低玻璃的转变温度和驰垂温度，但K2O和Na2O的合计量过高会导致玻璃的化学稳定性变差、玻璃侵蚀性变大。在一些实施方式中，通过控制K2O和Na2O的合计含量K2O+Na2O在2～15％范围内，玻璃在具有较低转变温度和驰垂温度的同时，可防止玻璃化学稳定性变差和玻璃侵蚀性变大。因此，优选K2O+Na2O为2～15％，更优选K2O+Na2O为3～13％，进一步优选K2O+Na2O为4～11％。
本发明的一些实施方式中，通过控制SiO2与K2O+Na2O的比值SiO2/(K2O+Na2O)在1.7～22.0范围内，可降低玻璃的化料难度，降低驰垂温度，优化玻璃的化学稳定性和热稳定性，降低玻璃的侵蚀性。因此，优选SiO2/(K2O+Na2O)为1.7～22.0，更优选SiO2/(K2O+Na2O)为1.8～20.0，进一步优选SiO2/(K2O+Na2O)为2.0～18.0。
Li2O可以起到降低玻璃的驰垂温度、熔化温度和高温粘度的作用，相比于其他碱金属氧化物，Li2O的对玻璃的化学稳定性破坏性更小，助熔效果更佳。但Li2O对玻璃熔炉的侵蚀十分严重，含量较多时会极大降低熔炉的使用寿命。因此，Li2O的含量为0～5％，优选为0～4％，更优选为0～3％。
相对于Na2O和K2O，Li2O的在玻璃体系中可以起到聚集作用，在Li2O含量不太高的情况下，在一定程度上能够防止因B2O3带来的化学稳定性的降低。发明人通过大量的试验研究发现，在一些实施方式中，通过控制Li2O与B2O3的比值Li2O/B2O3在0～0.45范围内，玻璃能够获得较低的驰垂温度和优异的化学稳定性。因此，优选Li2O/B2O3为0～0.45，更优选Li2O/B2O3为0～0.4，进一步优选Li2O/B2O3为0～0.35。
Sb2O3、SnO2、SnO和CeO2中的一种或多种组分可作为澄清剂，可以提高玻璃的澄清效果，优选澄清剂的含量为1％以下，更优选为0.5％以下。当Sb2O3的含量超过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的含量为1％以下，优选为0.5％以下。SnO2、SnO也可以作为澄清剂，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，进一步优选不含有。CeO2的作用及含量比例与SnO2一致，其含量为1％以下，优选为0.5％以下，进一步优选不含有。
在一些实施方式中，还可以用As2O3、Cl的化合物、Br的化合物等作为澄清剂，其含量分别为1％以下，优选为0.5％以下,但从环保等因素考虑，优选不含有As2O3。
<不应含有的组分>
在不损害本发明的玻璃特性的范围内，根据需要能够含有上述未曾提及的其他成分。但是V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag以及Mo等过渡金属组分，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，优选实际上不含有。
Pb、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。
本文所记载的“不含有”“0％”是指没有故意将该化合物、分子或元素等作为原料添加到本发明光学玻璃中；但作为生产光学玻璃的原材料和/或设备，会存在某些不是故意添加的杂质或组分，会在最终的光学玻璃中少量或痕量含有，此种情形也在本发明专利的保护范围内。
下面，对本发明的光学玻璃的性能进行说明。
<折射率与阿贝数>
光学玻璃的折射率(nd)与阿贝数(νd)按照《GB/T 7962.1-2010》规定方法测试。
在一些实施方式中，本发明光学玻璃折射率(nd)的范围为1.53～1.63，优选为1.535～1.625，更优选为1.54～1.62。
在一些实施方式中，本发明光学玻璃的阿贝数(νd)的范围为54～64，优选为54.5～63.5，更优选为55～63。
<耐酸作用稳定性>
光学玻璃的耐酸作用稳定性(DA)采用《GB/T17129》规定的方法测量。在本发明中，有时候将耐酸作用稳定性简称为耐酸性。
在一些实施方式中，本发明光学玻璃的耐酸作用稳定性(DA)为4类以上，优选为3类以上。
<转变温度和驰垂温度>
光学玻璃的转变温度(Tg)和驰垂温度(Ts)采用《GB/T7962.20-2010》规定的方法测量。
在一些实施方式中，本发明光学玻璃的转变温度(Tg)为550℃以下，优选为540℃以下，更优选为530℃以下。
在一些实施方式中，本发明光学玻璃的驰垂温度(Ts)为600℃以下，优选为590℃以下，更优选为580℃以下。
<析晶温度上限>
析晶温度上限(Tmax)的测试方法为：将10×10×150mm3的铂金坩埚中装入玻璃试样，并将坩埚放入900～1200℃的温度梯度炉中保持4小时，取出至炉外，将其自然冷却，然后立即观察玻璃表面及玻璃中有无结晶，将未确认到结晶的区域所对应的设定温度区间内的最低温度作为“析晶温度上限”。这里需要说明的是，该测试方法只对析晶温度上限在900～1200℃有效，当保温后整个试样表面及内部未发现结晶时，即可认定为试样的析晶温度上限低于900℃。
析晶温度上限低的玻璃，即使在较低温度下流出熔融玻璃，制成的玻璃析晶风险也被降低，因此可降低由熔融状态形成玻璃时的失透风险，可降低对使用了玻璃的光学元件的光学特性的影响。另外，低的析晶温度可以降低玻璃的成型温度，减少玻璃的成型时能源损耗，降低玻璃的制造成本。
本发明光学玻璃的析晶稳定性优异，具有低的析晶温度上限(Tmax)。在一些实施方式中，本发明的光学玻璃的析晶温度上限(Tmax)低于1100℃，优选低于1000℃，更优选低于900℃。
<侵蚀性>
玻璃的侵蚀性评价方法为：将20×20×20mm3的41#电熔锆刚玉砖浸泡在1200℃的玻璃液中保温50小时，然后将41#电熔锆刚玉砖取出测量砖的平均边长变化量为侵蚀性变化量(ΔL)。ΔL越小，则说明玻璃对砖材的侵蚀性越低。
侵蚀性越低的玻璃，在生产时玻璃液对熔炉的损伤也就越小，更有利于提升熔炉寿命，减少因修炉带来的时间、能源和物料的损失，降低玻璃制造成本。
本发明的光学玻璃具有侵蚀性小的特点。在一些实施方式中，本发明光学玻璃的侵蚀性变化量(ΔL)小于5mm，优选为小于4mm，更优选为小于3mm。
[玻璃预制件和光学元件]
可以使用例如直接滴料成型、或研磨加工的手段、或热压成型等模压成型的手段，由所制成的光学玻璃来制作玻璃预制件。即，可以通过对熔融光学玻璃进行直接精密滴料成型为玻璃精密预制件，或通过磨削和研磨等机械加工来制作玻璃预制件，或通过对由光学玻璃制作模压成型用的预成型坯，对该预成型坯进行再热压成型后再进行研磨加工来制作玻璃预制件。需要说明的是，制备玻璃预制件的手段不限于上述手段。
如上所述，本发明的光学玻璃对于各种光学元件和光学设计是有用的，其中特别优选由本发明的光学玻璃形成预成型坯，使用该预成型坯来进行再热压成型、精密冲压成型等，制作透镜、棱镜等光学元件。
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。本发明所述透镜还包括车灯透镜。
[光学仪器]
本发明光学玻璃所形成的光学元件可制作光学仪器，所述光学玻璃包括但不限于照相设备、摄像设备、投影设备、显示设备、车载设备(含车灯)和监控设备等。
<光学玻璃实施例>
在以下内容中，表中所列的实施例将更详细地描述本发明，为其他技术人员作参考之用。应该注意的是，实施例1～40#中玻璃组分含量是按重量百分比表示的，本发明的保护范围不限于所述实施例。
表1～表4中显示的光学玻璃(实施例1～40#)是通过按照表1～表4所示各个实施例的含量称重并混合光学玻璃用普通原料(如氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐、硼酸等)，将混合原料放置在铂金坩埚中，在1250℃～1400℃中熔化2～5小时，并且经澄清、搅拌和均化后，得到没有气泡及不含未溶解物质的均质熔融玻璃，将此熔融玻璃在模具内铸型并退火而成。
表1～表4中，SiO2/B2O3值用A1表示；B2O3+La2O3值用A2表示；SiO2/(B2O3+ZnO)值用A3表示；K2O+Na2O值用A4表示；SiO2/(K2O+Na2O)值用A5表示；Li2O/B2O3值用A6表示。
表1.
表2.
表3.
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表4.
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<玻璃预制件实施例>
将实施例1～40#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、棱镜的预制件毛坯。再讲这些毛坯经清洗、磨削、研磨、抛光等工序后，制成预制件。
<光学元件实施例>
将上述玻璃预制件在精密模压设备上加热、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、平凹透镜等各种形状的透镜、棱镜。所得到的光学元件的表面上还可涂布防反射膜。
<光学仪器实施例>
将上述光学元件实施例制得的光学元件通过光学设计，通过使用一个或多个光学元件形成光学部件或光学组件，可用于例如成像设备、传感器、显微镜、医药技术、数字投影、通信、光学通信技术/信息传输、汽车领域中的光学/照明、光刻技术、准分子激光器、晶片、计算机芯片以及包括这样的电路及芯片的集成电路和电子器件。

Claims (22)

1.光学玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：25～48％；B2O3：10～30％；Al2O3：1～10％；BaO：10～30％；ZnO：2～15％；Na2O：1～10％，其中SiO2/(B2O3+ZnO)为1.53～3.7，SiO2/(K2O+Na2O)为6.86～13.99。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，还含有：La2O3：0～10％；和/或Li2O：0～5％；和/或K2O：0～10％；和/或Gd2O3：0～5％；和/或Y2O3：0～5％；和/或SrO：0～10％；和/或CaO：0～10％；和/或MgO：0～10％；和/或ZrO2：0～5％；和/或TiO2：0～5％；和/或Nb2O5：0～5％；和/或Ta2O5：0～5％；和/或WO3：0～5％；和/或澄清剂：0～1％。
3.光学玻璃，其特征在于，其组分中含有SiO2、B2O3、Al2O3、BaO、ZnO和Na2O，其组分以重量百分比表示，其中SiO2/(B2O3+ZnO)为1.53～3.7，SiO2/(K2O+Na2O)为6.86～13.99，所述光学玻璃的折射率nd为1.53～1.63，阿贝数νd为54～64，转变温度Tg为550℃以下，侵蚀性变化量ΔL小于5mm。
4.根据权利要求3所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，含有：SiO2：25～48％；和/或B2O3：10～30％；和/或Al2O3：1～10％；和/或La2O3：0～10％；和/或BaO：10～30％；和/或ZnO：2～15％；和/或Na2O：1～10％；和/或Li2O：0～5％；和/或K2O：0～10％；和/或Gd2O3：0～5％；和/或Y2O3：0～5％；和/或SrO：0～10％；和/或CaO：0～10％；和/或MgO：0～10％；和/或ZrO2：0～5％；和/或TiO2：0～5％；和/或Nb2O5：0～5％；和/或Ta2O5：0～5％；和/或WO3：0～5％；和/或澄清剂：0～1％。
5.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：SiO2/B2O3为0.85～4.5；和/或B2O3+La2O3为38％以下；和/或SiO2/(B2O3+ZnO)为1.53～3.5。
6.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：SiO2/B2O3为1.0～4.3；和/或B2O3+La2O3为36％以下；和/或SiO2/(B2O3+ZnO)为1.53～3.0。
7.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：SiO2/B2O3为1.2～4.0；和/或B2O3+La2O3为34％以下。
8.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：K2O+Na2O为2～15％；和/或Li2O/B2O3为0～0.45。
9.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：K2O+Na2O为3～13％；和/或Li2O/B2O3为0～0.4。
10.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：K2O+Na2O为4～11％；和/或Li2O/B2O3为0～0.35。
11.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：SiO2：27～46％；和/或B2O3：12～28％；和/或Al2O3：1.5～8％；和/或La2O3：0～8％；和/或BaO：12～29％；和/或ZnO：3～14％；和/或Li2O：0～4％；和/或Na2O：1.5～9％；和/或K2O：0～8％；和/或Gd2O3：0～2％；和/或Y2O3：0～2％；和/或SrO：0～5％；和/或CaO：0～5％；和/或MgO：0～5％；和/或ZrO2：0～2％；和/或TiO2：0～2％；和/或Nb2O5：0～2％；和/或Ta2O5：0～2％；和/或WO3：0～2％；和/或澄清剂：0～0.5％。
12.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分以重量百分比表示，其中：SiO2：29～45％；和/或B2O3：14～26％；和/或Al2O3：2～6％；和/或La2O3：0～6％；和/或BaO：13～28％；和/或ZnO：4～13％；和/或Li2O：0～3％；和/或Na2O：2～8％；和/或0～6％；和/或CaO：0～2％。
13.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，其组分中不含有Gd2O3；和/或不含有Y2O3；和/或不含有SrO；和/或不含有MgO；和/或不含有ZrO2；和/或不含有TiO2；和/或不含有Nb2O5；和/或不含有Ta2O5；和/或不含有WO3。
14.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的折射率nd为1.53～1.63；阿贝数νd为54～64。
15.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的折射率nd为1.535～1.625；阿贝数νd为54.5～63.5。
16.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的折射率nd为1.54～1.62；阿贝数νd为55～63。
17.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的耐酸作用稳定性DA为4类以上；和/或转变温度Tg为550℃以下；和/或驰垂温度Ts为600℃以下；和/或析晶温度上限Tmax低于1100℃；和/或侵蚀性变化量ΔL小于5mm。
18.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的耐酸作用稳定性DA为3类以上；和/或转变温度Tg为540℃以下；和/或驰垂温度Ts为590℃以下；和/或析晶温度上限Tmax低于1000℃；和/或侵蚀性变化量ΔL小于4mm。
19.根据权利要求1～4任一所述的光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的转变温度Tg为530℃以下；和/或驰垂温度Ts为580℃以下；和/或析晶温度上限Tmax低于900℃；和/或侵蚀性变化量ΔL小于3mm。
20.玻璃预制件，其特征在于，采用权利要求1～19任一所述的光学玻璃制成。
21.光学元件，其特征在于，采用权利要求1～19任一所述的光学玻璃或权利要求20所述的玻璃预制件制成。
22.光学仪器，其特征在于，含有权利要求1～19任一所述的光学玻璃，和/或含有权利要求21所述的光学元件。
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