CN116529214A - 具有高折射率和高的蓝光透射率的硅硼酸盐和硼硅酸盐玻璃 - Google Patents
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Abstract
提供了这样的玻璃,其含有二氧化硅(SiO2)和/或氧化硼(B2O3)作为玻璃成形剂且具有大于或等于1.80的折射率nd(在587.56nm测量)、小于或等于5.5g/cm3的密度(在25℃测量)以及高透射率(特别是对于蓝光而言)。任选地,玻璃可以表征为电磁光谱的可见光和近紫外(近UV)范围内的高透射率和/或良好的玻璃成形能力。
Description
本申请根据35USC§119(e),要求2020年9月10日提交的美国临时专利申请序列号63/076,551的优先权,将其全文通过引用结合入本文。
技术领域
本公开内容大体上涉及具有高折射率、低密度和高的蓝光透射率的硅硼酸盐(silicoborate)与硼硅酸盐(borosilicate)玻璃。
背景技术
玻璃被用于各种光学装置,其例子包括:增强现实装置、虚拟现实装置、混合现实装置、眼镜等。这种类型的玻璃所需要的性质通常包括高折射率和低密度。其他需要的性质可能包括电磁光谱的可见光与近紫外(近UV)范围内的高透射率和/或低光学色散。需求具有所需的这些性质的组合并且可以从具有良好的玻璃成形能力的组合物形成的玻璃会是具有挑战性的。例如,通常来说,随着玻璃的折射率增加,密度也倾向于增加。通常添加诸如TiO2和Nb2O5之类的物质从而在没有增加玻璃的密度的情况下增加玻璃的折射率。然而,这些材料通常吸收蓝光和UV光,这会不合乎希望地降低玻璃在这个光谱区域中的光透射率。通常来说,尝试增加玻璃的折射率的同时维持低密度并且没有降低光谱的蓝色和UV区域中的透射率会导致材料的玻璃成形能力下降。例如,在以工业通常可接受的冷却速率使得玻璃熔体发生冷却过程中,会发生结晶和/或液-液相分离。典型地来说,随着某些物质(例如,ZrO2、Y2O3、Sc2O3、BeO等)的量的增加,玻璃成形能力看上去下降。
基于所采用的玻璃成形剂,低密度高折射率玻璃通常属于以下两种类型的化学体系中的一种:(a)硅硼酸盐或硼硅酸盐玻璃,其中,SiO2和/或B2O3被用作主要的玻璃成形剂,以及(b)磷酸盐玻璃,其中,P2O5被用作主要的玻璃成形剂。由于成本、玻璃成形能力、光学性质和/或生产要求,依赖于其他氧化物作为主要玻璃成形剂的玻璃(GeO2、TeO2、Bi2O3和V2O5)的使用会是具有挑战性的。
磷酸盐玻璃可以表征为高折射率和低密度,然而,由于P2O5从熔体的挥发和/或与铂不兼容的风险,磷酸盐玻璃的生产会是具有挑战性的。此外,磷酸盐玻璃通常是高度有色的,并且可能需要额外的漂白步骤来提供具有所需透射特性的玻璃。除此之外,展现出高折射率的磷酸盐玻璃还倾向于具有增加的光学色散。
通常来说,硅硼酸盐和硼硅酸盐玻璃较容易生产并且可以在没有漂白步骤的情况下展现出高透射率。然而,相比于磷酸盐玻璃,硅硼酸盐和硼硅酸盐玻璃通常在折射率增加时展现出密度增加。
基于这些考虑,存在对于具有高折射率、低密度和高的蓝光透射率的硅硼酸盐与硼硅酸盐玻璃的需求。
发明内容
根据本公开内容的实施方式,玻璃包含:B2O3为9.0摩尔%至33.0摩尔%,La2O3为15.0摩尔%至50.0摩尔%,SiO2为大于0.0摩尔%,其中,SiO2(表述为摩尔%)与SiO2和B2O3之和(表述为摩尔%)之比(SiO2/(SiO2+B2O3))为0.05至0.95,以及选自如下的至少一种氧化物:Nb2O5、TiO2、ZrO2、Y2O3、Li2O、Ta2O5、Al2O3、BaO、Bi2O3、CaO、Er2O3、Gd2O3、K2O、Na2O、Nd2O3、P2O5、PbO、TeO2、WO3、Y2O3、Yb2O3和ZnO,要求的其他条件是:Nb2O5为0.0摩尔%至12.0摩尔%,TiO2为0.0摩尔%至40.0摩尔%,ZrO2为0.0摩尔%至13.5摩尔%,Y2O3为0.0摩尔%至3.0摩尔%,ZnO为0.0摩尔%至0.8摩尔%,Li2O为0.0摩尔%至0.5摩尔%,以及Ta2O5为0.0摩尔%至1.5摩尔%。玻璃还具有满足如下方程式(IX)的折射率参数Pn和密度参数Pd:
Pn–(1.000+0.19*Pd)>0.000(IX)
式中,折射率参数Pn根据如下方程式(VI)计算:
以及
式中,密度参数Pd根据如下方程式(VII)计算:
以及
其中,玻璃具有0.532或更大的透射率指数Ti,式中,透射率指数Ti根据如下方程式(III)计算:
式中,方程式(VI)、方程式(VII)和方程式(III)中所列出的每种氧化物指的是玻璃中的氧化物的量,表述为摩尔%。
根据本公开内容的另一个实施方式,玻璃包含:SiO2为3.0摩尔%或更多,B2O3为1.0摩尔%或更多,其中,(SiO2+B2O3)之和为48.0摩尔%或更小,二价金属氧化物的总含量(RO)为8.5摩尔%或更大,以及选自以下的至少一种氧化物:Nb2O5、TiO2、ZrO2、Y2O3、Li2O、Ta2O5、Al2O3、BaO、Bi2O3、CaO、Er2O3、Gd2O3、K2O、Na2O、Nd2O3、P2O5、PbO、TeO2、WO3、Y2O3、Yb2O3和ZnO,要求的其他条件是:Gd2O3为0.0摩尔%至27.0摩尔%,CaO为0.0摩尔%至32.0摩尔%,Li2O为0.0摩尔%至7.0摩尔%,MgO为0.0摩尔%至5.0摩尔%,Y2O3为0.0摩尔%至1.5摩尔%,Ta2O5为0.0摩尔%至0.5摩尔%,BaO为0.0摩尔%至14.0摩尔%,CdO为0.0摩尔%至10.0摩尔%,Bi2O3为0.0摩尔%至20.0摩尔%,PbO为0.0摩尔%至1.0摩尔%,HfO2为0.0摩尔%至1.0摩尔%,TeO2为0.0摩尔%至5.0摩尔%,Nb2O5为0.0摩尔%至25.0摩尔%,TiO2为0.0摩尔%至18.0摩尔%,ZnO为0.0摩尔%至2.0摩尔%,氟为0.0原子%至1.0原子%,(SiO2+B2O3+Alk2O+MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)之和为69.0摩尔%或更小,式中,Alk2O是碱金属氧化物的总含量,以及(REmOn+TiO2+Nb2O5+ZrO2+Bi2O3+WO3)之和为25.0摩尔%或更大,式中,REmOn是稀土金属氧化物的总含量。玻璃还具有满足如下方程式(IX)(a)的折射率参数Pn和透射率指数Ti:
Pn–(2.055–0.36*Ti)>0.000(XI)(a)
式中,折射率参数Pn根据如下方程式(VI)计算:
以及
式中,透射率指数Ti根据如下方程式(III)计算:
并且方程式(VI)和方程式(III)中所列出的每种氧化物指的是玻璃中的氧化物的量,表述为摩尔%。
根据另一个实施方式,玻璃包含:TiO2为1.0摩尔%至40.0摩尔%,B2O3为1.0摩尔%至29.0摩尔%,SiO2为0.0摩尔%至32.0摩尔%,其中,(SiO2+B2O3)之和为45.0摩尔%或更小,以及选自以下的至少一种氧化物:Nb2O5、ZrO2、La2O3、Y2O3、Li2O、Al2O3、BaO、Bi2O3、CaO、Er2O3、Gd2O3、Na2O、Nd2O3、P2O5、PbO、WO3、Y2O3、Yb2O3和ZnO,要求的其他条件是:La2O3为0.0摩尔%至30.0摩尔%,ZrO2为0.0摩尔%至7.8摩尔%,Nb2O5为0.0摩尔%至7.0摩尔%,CaO为0.0摩尔%至15.0摩尔%,BaO为0.0摩尔%至15.0摩尔%,Li2O为0.0摩尔%至3.5摩尔%,GeO2为0.0摩尔%至10.0摩尔%,Al2O3为0.0摩尔%至10.0摩尔%,氟为0.0原子%至1.0原子%,(Y2O3+ZnO)之和为0.0摩尔%至2.0摩尔%,二价金属氧化物的总含量(RO)为0.0摩尔%至40.0摩尔%,以及单价金属氧化物的总含量(R2O)为0.0摩尔%至15.0摩尔%。玻璃还具有0.25至0.75的透射率指数Ti并且还具有满足如下方程式(XII)的折射能力参数Pref和透射率指数Ti:
Pref–(0.262–0.115*Ti)>0.000(XII)
式中,折射能力参数Pref根据如下方程式(VIII)计算:
以及
式中,透射率指数Ti根据如下方程式(III)计算:
并且方程式(VIII)和方程式(III)中所列出的每种氧化物指的是玻璃中的氧化物的量,表述为摩尔%。
本领域技术人员通过研究以下说明书、权利要求书和附图会理解和体会本公开内容的这些和其它方面、目的和特征。
附图说明
在附图中:
图1显示对于一些比较例样品,对于厚度为10mm的玻璃样品,根据方程式(III)计算的透射率指数Ti与对应于至少70%总透射率的最小波长(λ70)之间的关系图;
图2显示一些比较例玻璃以及根据本公开内容实施方式的一些示例性玻璃的室温时测得的密度dRT(单位为g/cm3)与根据方程式(VII)计算的密度参数Pd之间的关系图;
图3显示一些比较例玻璃以及根据本公开内容实施方式的一些示例性玻璃的587.56nm测得的折射率nd与根据方程式(VI)计算的折射率参数Pn之间的关系图;
图4显示一些比较例玻璃以及根据本公开内容实施方式的一些示例性玻璃的折射率与密度之比(“折射能力”)(nd-1)/dRT与根据方程式(VIII)计算的折射能力参数Pref之间的关系图;
图5是根据本公开内容实施方式的一些示例性玻璃的根据“15分钟测试”条件和“2.5分钟测试”条件的示例性冷却方案图;
图6显示根据本公开内容实施方式的一些示例性玻璃的总透射率τ与波长之间的关系图;
图7显示一些比较例玻璃以及根据本公开内容实施方式的一些示例性玻璃的根据方程式(VII)计算的密度参数Pd与根据方程式(VI)计算的折射率参数Pn之间的关系图;
图8显示一些比较例玻璃以及根据本公开内容实施方式的一些示例性玻璃的室温时测得的密度dRT(单位为g/cm3)与587.56nm测得的折射率nd之间的关系图;
图9显示一些比较例玻璃以及根据本公开内容实施方式的一些示例性玻璃的根据方程式(III)计算的透射率指数Ti与根据方程式(VI)计算的折射率参数Pn之间的关系图;
图10显示一些比较例玻璃以及根据本公开内容实施方式的一些示例性玻璃的根据方程式(III)计算的透射率指数Ti与587.56nm测得的折射率nd之间的关系图;
图11显示一些比较例玻璃以及根据本公开内容实施方式的一些示例性玻璃的根据方程式(III)计算的透射率指数Ti与根据方程式(VIII)计算的折射能力参数Pref之间的关系图;以及
图12显示一些比较例玻璃以及根据本公开内容实施方式的一些示例性玻璃的根据方程式(III)计算的透射率指数Ti与折射率与密度之比(“折射能力”)(nd-1)/dRT之间的关系图。
具体实施方式
在以下的详述中,为了说明而非限制,给出了说明具体细节的示例性实施方式,以提供对本公开的各个原理的充分理解。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是,在从本说明书获益后,可以以不同于本文详述的其它实施方式实施本公开。此外,可能省略了对于众所周知的器件、方法和材料的描述,以免混淆本发明的各个原理的描述。最后,在任何适用的情况下,相同的附图标记表示相同的元件。
如本文所用,术语“和/或”当用于列举两个或更多个项目时,表示所列项目中的任意一个可以单独采用,或者可以采用所列项目中的两个或更多个的任意组合。例如,如果描述组合物含有组分A、B和/或C,则组合物可只含有A;只含有B;只含有C;含有A和B的组合;含有A和C的组合;含有B和C的组合;或含有A、B和C的组合。
本领域技术人员以及利用和使用本公开内容的人会进行本公开内容的改进。因此,要理解的是,附图所示和上文所述的实施方式仅仅是示意性目的而不是旨在限制本公开内容的范围,本公开内容的范围由所附权利要求书所限定,根据专利法的原理解读为包括等同原则。
如本文所用,术语“约”表示量、尺寸、制剂、参数和其他变量和特性不是也不需要是确切的,而是可以按照需要是近似的和/或更大或更小的,反映了容差、转换因子、舍入和测量误差等,以及本领域技术人员已知的其他因素。当使用术语“约”来描述范围的值或端点时,应理解本公开内容包括所参考的具体值或者端点。无论本说明书的数值或者范围的端点有没有陈述“约”,该数值或者范围的端点旨在包括两种实施方式:一种用“约”修饰,一种没有用“约”修饰。还会理解的是,每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时,都是有意义的。
术语由“......形成”可以表示以下一种或多种情况:包括,基本由...构成,或者由...构成。例如,由特定材料形成的组件可以包括该特定材料,基本由该特定材料构成,或者由该特定材料构成。
除非另外说明,否则所有组成表述为配料的摩尔百分数(摩尔%)。本领域技术人员会理解的是,各种熔体组分(例如,氟、碱金属、硼等)可能在组分熔化过程中经受不同的挥发水平(例如,作为蒸气压、熔融时间和/或熔融温度的函数)。由此,与此类组分相关的术语“约”旨在包括当对最终制品进行测量时,与本文所提供的刚配料的组成相比相差在约0.2摩尔%之内的值。考虑到上述情况,预期最终制品和配料组合物之间的实质组成等同性。在一些实施方式中,在指出时,组合物可以以氧化物的重量的配料百分比(重量%)进行表述。
在向氧化物玻璃添加或者其中存在氟时,所得到的玻璃组合物的分子代表可以以不同方式进行表述。在本公开内容中,作为单个项目的氟含量(当存在时)表述为原子百分数(原子%),这是基于玻璃组合物中的所有原子的总和中的氟的分数乘以因子100确定得到的。
在本公开内容中,使用如下方法来代表含氟组合物和浓度范围。呈现的所有氧化物(例如,SiO2、B2O3、Na2O等)的浓度限值具有如下假设:相应的阳离子(例如,硅[Si4+]、硼[B3+]、钠[Na+]等)初始以对应的氧化物的形式存在。当存在氟时,出于计算组合物的组分浓度的目的,将氧化物中的一部分的氧用氟等价替换(即,氧的一个原子被氟的两个原子替换)。假设所述的氟是以氟化硅(SiF4)的形式存在的;因此,所有氧化物加上SiF4的总和假定为在所有组合物中为100摩尔%或100重量%。
在本文中,术语“不含”与“基本不含”可互换使用,指的是没有故意向玻璃组合物添加的玻璃组合物中特定组分的量和/或不存在该特定组分。要理解的是,玻璃组合物可能含有痕量的特定构成组分作为污染物或者小于0.10摩尔%的不确定量。
如本文所用,当用于描述玻璃组合物中的特定构成组分时,术语“不确定”指的是没有向玻璃组合物故意添加且存在的量小于0.05摩尔%的构成组分。可能作为另一构成组分中的杂质和/或通过玻璃组合物的加工过程中进入组合物的不确定的组分的迁移,无意间向玻璃组合物添加了不确定的组分。
术语“玻璃成形剂”在本文中用于指代这样的组分,当其在玻璃组合物中单独存在时(即,没有其他组分的情况下,除了不确定量),当以不超过约200℃/分钟至约300℃/分钟的速率对熔体进行冷却时,能够形成玻璃的组分。
如本文所用,术语“改性剂”指的是单价或二价金属的氧化物,即M2O或MO,式中,“M”表示金属。可以向玻璃组合物添加改性剂以改变熔体和所得到的玻璃的原子结构。在一些实施方式中,改性剂可以改变玻璃成形剂中存在的阳离子的配位数(例如,B2O3中的硼),这可以导致形成更聚合的原子网络,并且作为结果,可以提供更好的玻璃成形。
如本文所用,术语“RO”指的是二价金属氧化物的总含量,术语“R2O”指的是单价金属氧化物的总含量,以及术语“Alk2O”指的是碱金属氧化物的总含量。术语R2O涵盖了碱金属氧化物(Alk2O)以及其他单价金属氧化物,例如:Ag2O、Tl2O和Hg2O。如下文所讨论的那样,在本公开内容中,在本文中的稀土金属氧化物以其标准式(RE2O3)表述,其中,稀土金属氧化物具有氧化还原态“+3”,并且因此稀土金属氧化物不包括在术语RO中。
如本文所用,术语“稀土金属”指的是IUPAC元素周期表的镧系中所列出的金属加上钇和钪。如本文所用,术语“稀土金属氧化物”用于表述不同氧化还原状态的稀土金属的氧化物,例如La2O3中的镧为“+3”,CeO2中的铈为“+4”,以及EuO中的铕为“+2”等。通常来说,氧化物玻璃中的稀土金属的氧化还原状态可以发生改变,并且具体来说,基于批料组成和/或玻璃进行熔化和/或热处理(例如,退火)的炉中的氧化还原条件,氧化还原状态可能在熔化过程中发生改变。除非另有说明,否则在本文中的稀土金属氧化物以其标准式表述,其中,稀土金属氧化物具有氧化还原状态“+3”。因此,在将具有除了“+3”之外的氧化还原状态的稀土金属添加到玻璃组合物批料的情况下,通过添加或减去一些氧来维持化学计量比来对玻璃组成进行重新计算。例如,当CeO2(“+4”氧化还原状态的铈)用作批料组分时,以假定2摩尔CeO2等价于1摩尔Ce2O3的方式对所得到的玻璃组成进行重新计算,并且所得到的玻璃组合物呈现的是Ce2O3。如本文所用,术语“REmOn”用于指代存在的所有氧化还原状态的稀土金属氧化物的总含量,以及术语“RE2O3”用于指代以“+3”氧化还原状态存在的稀土金属氧化物的总含量。
本文所记录的玻璃的测量得到的密度值是采用误差为0.001g/cm3的氦比重瓶在室温测得的,单位为g/cm3。如本文所用,室温下的密度测量(规定为dRT)指的是在20℃或25℃进行测量,并且包括范围可能是20℃至25℃的温度获得的测量结果。要理解的是,室温可能在约20℃至约25℃之间变化;然而,对于本公开内容的目的,20℃至25℃的温度范围内的密度变化预期小于0.001g/cm3的误差,并且因此预期不影响本文所记录的室温密度测量。
除非另有说明,否则如本文所用,术语“低密度”表示密度小于或等于5.5g/cm3,以及术语“低密度参数”表示密度参数Pd的值小于或等于5.5g/cm3。
如本文所用,术语“折射能力”指的是根据比例(nd-1)/dRT的折射率与密度的关系,式中,在5587.56nm测量折射率nd以及在25℃测量密度,单位为g/cm3。
如本文所用,良好的玻璃成形能力指的是随着材料的冷却,熔体对于失透的抗性。可以通过确定熔体的临界冷却速率来测量玻璃成形能力。如本文所用,术语“临界冷却速率”或“vcr”指的是给定组成的熔体在100倍至500倍的放大倍数的光学显微镜下,形成不含视觉可见晶体的玻璃的最小冷却速率。临界冷却速率可以用来测量组合物的玻璃成形能力,即,给定玻璃组合物的熔体在冷却时形成玻璃的能力。通常来说,临界冷却速率越低,玻璃成形能力越好。
术语“液相线温度”在本文中指的是高于该温度玻璃组合物完全液态没有玻璃构成组分的结晶的温度。通过采用DSC或者通过包裹在铂箔中的样品的等热保持对样品进行测量来获得本文所记录的液相线温度值。对于采用DSC进行测量的样品,以10K/分钟将粉末化样品加热到1250℃。将对应于晶体熔化的吸热事件的终点视为液相线温度。对于第二种技术(等热保持),玻璃块体(约1cm3)包裹在铂箔中(以避免挥发),并放入处于给定温度的炉中持续17小时。然后,用光学显微镜观察玻璃块体来检查晶体。
除非另有说明,否则本文所记录的折射率值是在室温(约25℃)测得的。采用误差约为±0.0002的Metricon型号2010棱镜耦合器折射仪来测量玻璃样品的折射率值。采用Metricon,在约406nm、473nm、532nm、633nm、828nm和1064nm中的两个或更多个波长处测量玻璃样品的折射率。测得的相关性表征了色散,然后用柯西定律方程或Sellmeier方程拟合,以实现对于样品在测量波长之间的给定的感兴趣波长处的折射率的计算。在本文中,术语“折射率nd”指的是如上文所述在587.56nm波长处计算得到的折射率,这对应于氦d线波长。如本文所用,术语“折射率nC”指的是如上文所述在656.3nm波长处计算得到的折射率。在本文中,术语“折射率nF”指的是如上文所述在486.1nm波长处计算得到的折射率。在本文中,术语“折射率ng”指的是如上文所述在435.8nm波长处计算得到的折射率。
除非另有说明,否则如本文所用,术语“高折射率”或者“高的折射率”指的是在587.56nm波长处测得的大于或等于至少1.80的玻璃的折射率数值。在所示情况时,术语“高折射率”或者“高的折射率”指的是在587.56nm波长处测得的大于或等于1.80、大于或等于至少1.85、大于或等于1.90、大于或等于1.95或者大于或等于2.00的玻璃的折射率数值。如本文所用,术语“高折射率参数”指的是大于或等于1.80、大于或等于1.85、大于或等于至少1.90、大于或等于1.95或者大于或等于2.00的折射率参数Pn。
除非另有说明,否则如本文所用,术语“内部透射率”用于表示对菲涅尔损失进行了校正的通过玻璃样品的透射率。术语“透射率”用于表述没有考虑菲涅尔损失的透射率值。对于2mm厚的样品,以250nm至2500nm的波长,通过Carry 5000光谱仪测量玻璃样品的透射率(1nm分辨率,采用积分球)。采用测量得到的折射率和测量得到的原始透射率,在375nm与1175nm之间计算10mm厚样品的内部透射率值。
如本文所用,术语“蓝光”指的是对应于约330nm至约480nm波长的蓝色和紫外光。如本文所用,术语“蓝光的内部透射率”指的是对于厚度为10mm的玻璃样品在给定波长测得的对菲涅尔损失进行了校正的透射率。术语“蓝光的透射率”指的是没有考虑菲涅尔损失的蓝光的透射率。如本文所用,对于蓝光区域中的内部透射率(考虑菲涅尔损失),当厚度为10mm的样品在460nm波长测得具有等于或大于90%的内部透射率时,会被认为是可接受的;当内部透射率等于或大于95%时,会被认为是良好的;以及当内部透射率等于或大于97%时,会被认为是优秀的。
本公开内容的实施方式大体上涉及具有高折射率和高的蓝光透射率的硅硼酸盐(silicoborate)与硼硅酸盐(borosilicate)玻璃。在一些实施方式中,玻璃还可以表征为低密度和/或良好的玻璃成形能力。在一些实施方式中,玻璃表征为对于光谱的可见光范围中的光具有良好透射率。
根据本公开内容的实施方式,本文所述的玻璃包含二氧化硅(SiO2)和/或氧化硼(B2O3)作为玻璃成形剂。增加形成玻璃的氧化物(例如,SiO2和B2O3)的量,会导致给定温度下粘度值的对应增加,这可以保护熔体免于冷却过程中的结晶,并且因而提供了具有较低的临界冷却速率的玻璃。在一些实施方式中,本公开内容的玻璃可以同时包含SiO2和B2O3这两者来提供具有所需临界冷却速率的玻璃,即,所需程度的玻璃成形能力。
根据一些实施方式,玻璃组合物包含的二氧化硅(SiO2)的量可以是大于或等于0.0mol至小于或等于45.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的SiO2的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.3摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于9.6摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于15.0摩尔%,大于或等于20.0摩尔%,大于或等于25.0摩尔%,大于或等于30.0摩尔%,大于或等于31.0摩尔%,或者大于或等于40.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的SiO2的量可以是:小于或等于45.0摩尔%,小于或等于40.0摩尔%,小于或等于32.0摩尔%,小于或等于31.0摩尔%,小于或等于30.0摩尔%,小于或等于25.0摩尔%,小于或等于20.0摩尔%,小于或等于15.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,或者小于或等于1.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的SiO2的量可以是:0.0摩尔%至45.0摩尔%,0.0摩尔%至40.0摩尔%,0.0摩尔%至32.0摩尔%,0.0摩尔%至10.0摩尔%,0.3摩尔%至45.0摩尔%,0.3摩尔%至40.0摩尔%,0.3摩尔%至30.0摩尔%,0.3摩尔%至10.0摩尔%,1.0摩尔%至25.0摩尔%,1.0摩尔%至10.0摩尔%,2.0摩尔%至25.0摩尔%,3.0摩尔5至45.0摩尔%,40.0摩尔%至3.0摩尔%,3.0摩尔%至30.0摩尔%,3.0摩尔%至20.0摩尔%,3.0摩尔%至10.0摩尔%,10.0摩尔%至45.0摩尔%,10.0摩尔%至40.0摩尔%,10.0摩尔%至30.0摩尔%,10.0摩尔%至20.0摩尔%,15.0摩尔%至31.0摩尔%,15.0摩尔%至30.0摩尔%,17摩尔%至26摩尔%,4摩尔%至20摩尔%,或者15摩尔%至30摩尔%。
根据一些实施方式,玻璃组合物包含的氧化硼(B2O3)的量可以是大于或等于1.0摩尔%至小于或等于45.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的B2O3的量可以是:大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于4.0摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于9.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于15.0摩尔%,大于或等于16.9摩尔%,大于或等于20.0摩尔%,大于或等于25.0摩尔%,大于或等于30.0摩尔%,大于或等于35.0摩尔%,大于或等于37.0摩尔%,大于或等于38.0摩尔%,或者大于或等于39.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的B2O3的量可以是:小于或等于45.0摩尔%,小于或等于40.0摩尔%,小于或等于39.0摩尔%,小于或等于38.0摩尔%,小于或等于37.0摩尔%,小于或等于35.0摩尔%,小于或等于30.0摩尔%,小于或等于29.0摩尔%,小于或等于25.0摩尔%,小于或等于20.0摩尔%,小于或等于15.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于4.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,或者小于或等于1.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的B2O3的量可以是:0.0摩尔%至45.0摩尔%,0.0摩尔%至40.0摩尔%,0.0摩尔%至30.0摩尔%,1.0摩尔%至45.0摩尔%,1.0摩尔%至40.0摩尔%,1.0摩尔%至35.0摩尔%,1.0摩尔%至29.0摩尔%,1.0摩尔%至15.0摩尔%,2.0摩尔%至35.0摩尔%,3.0摩尔%至35.0摩尔%,3.0摩尔%至29.0摩尔%,3.0摩尔%至15.0摩尔%,4.0摩尔%至40.0摩尔%,4.0摩尔%至25.0摩尔%,5.0摩尔%至40.0摩尔%,5.0摩尔%至37.0摩尔%,5.0摩尔%至29.0摩尔%,5.0摩尔%至25.0摩尔%,9.0摩尔%至33.0摩尔%,10.0摩尔%至25.0摩尔%,1.0摩尔%至29.0摩尔%,10.0摩尔%至33.0摩尔%,15.0摩尔%至38.0摩尔%,15.0摩尔%至35.0摩尔%,15.0摩尔%至33.0摩尔%,15.0摩尔%至29.0摩尔%,15.0摩尔%至25.0摩尔%,20.0摩尔%至38.0摩尔%,20.0摩尔%至35.0摩尔%,20.0摩尔%至33.0摩尔%,7.0摩尔%至33.0摩尔%,6.0摩尔%至30.0摩尔%,或者12.0摩尔%至27.0摩尔%。
然而,SiO2与B2O3的组合可能导致折射率的下降,这可能使得提供具有所需的高折射率的玻璃更具有挑战性。因此,在一些实施方式中,可以限制玻璃中的SiO2与B2O3的总量(SiO2+B2O3)。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的(SiO2+B2O3)之和的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于50.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的(SiO2+B2O3)的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于4.0摩尔%,大于或等于6.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于20.0摩尔%,大于或等于30.0摩尔%,大于或等于40.0摩尔%,大于或等于44.0摩尔%,大于或等于46.0摩尔%,或者大于或等于48.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的(SiO2+B2O3)的量可以是:小于或等于50.0摩尔%,小于或等于48.0摩尔%,小于或等于46.0摩尔%,小于或等于44.0摩尔%,小于或等于40.0摩尔%,小于或等于30.0摩尔%,小于或等于20.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于6.0摩尔%,小于或等于4.0摩尔%,或者小于或等于2.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的(SiO2+B2O3)的量可以是:0.0摩尔%至50.0摩尔%,0.0摩尔%至48.0摩尔%,0.0摩尔%至46.0摩尔%,0.0摩尔%至44.0摩尔%,0.0摩尔%至20.0摩尔%,2.0摩尔%至50.0摩尔%,2.0摩尔%至48.0摩尔%,2.0摩尔%至46.0摩尔%,2.0摩尔%至44.0摩尔%,2.0摩尔%至20.0摩尔%,6.0摩尔%至46.0摩尔%,6.0摩尔%至20.0摩尔%,10.0摩尔%至48.0摩尔%,10.0摩尔%至46.0摩尔%,10.0摩尔%至40.0摩尔%,20.0摩尔%至50.0摩尔%,20.0摩尔%至48.0摩尔%,20.0摩尔%至46.0摩尔%,20.0摩尔%至40.0摩尔%,24.0摩尔%至48.0摩尔%,30.0摩尔%至48.0摩尔%,30.0摩尔%至44.0摩尔%,30.0摩尔%至40.0摩尔%,7.0摩尔%至40.0摩尔%,23.0摩尔%至48.0摩尔%,23.0摩尔%至40.0摩尔%,或者8.0摩尔%至30.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物的SiO2/(SiO2+B2O3)之比[摩尔%]可以是:大于或等于0.05至小于或等于1.0,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物的SiO2/(SiO2+B2O3)之比[摩尔%]可以是:大于或等于0.05,大于或等于0.1,大于或等于0.1,大于或等于0.2,大于或等于0.25,大于或等于0.3,大于或等于0.5,大于或等于0.8,大于或等于0.85,或者大于或等于0.9。在一些其他实施方式中,玻璃组合物的SiO2/(SiO2+B2O3)之比[摩尔%]可以是:小于或等于1.0,小于或等于0.9,小于或等于0.95,小于或等于0.8,小于或等于0.85,小于或等于0.5,小于或等于0.3,小于或等于0.25,小于或等于0.2,或者小于或等于0.1。在一些更多实施方式中,玻璃组合物的SiO2/(SiO2+B2O3)之比[摩尔%]可以是:0.05至1.0,0.05至0.95,0.05至0.9,0.05至0.8,0.05至0.6,0.05至0.5,0.05至0.3,0.1至1.0,0.1至0.8,0.2至0.9,0.2至0.8,0.2至0.8,0.3至1.0,0.3至0.9,0.3至0.8,0.5至1.0,0.5至0.9,0.5至0.9,0.5至0.8,0.5至0.8,0.8至0.9,0.4至0.7,0.3至0.6,或者0.4至0.7。
根据本公开内容的实施方式,玻璃可以包含一种或多种折射率提升剂,其添加以增加玻璃的折射率。可用于本公开内容的玻璃的折射率提升剂的例子包括:氧化钛(TiO2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化锆(ZrO2)以及其他稀土金属氧化物。
通常预期氧化钛(TiO2)增加玻璃的折射率,结合实现低密度和/或可接受的低色散。在一些例子中,氧化钛可能产生黄色或棕色颜色的玻璃,这可以通过漂白解决,例如通过氧化物状态的熔融和/或退火和/或通过向玻璃批料添加一种或多种氧化剂,其例子包括CeO2、As2O5和Mn2O3等。在一些情况下,太高的氧化钛的量可能导致难熔物质(例如,金红石(TiO2)、榍石(CaTiSiO5)和铌酸钛(例如Ti2Nb10O29)等)的结晶,这可能导致玻璃的液相线温度增加,并因此可能降低熔体的玻璃成形能力。此外,在高浓度时,氧化钛可能导致熔体的液-液相分离,这可能导致玻璃的透射率损失。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化钛(TiO2)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于59.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的TiO2的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.3摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于4.0摩尔%,大于或等于6.0摩尔%,大于或等于7.0摩尔%,大于或等于9.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于20.0摩尔%,大于或等于30.0摩尔%,大于或等于40.0摩尔%,大于或等于50.0摩尔%,大于或等于53.0摩尔%,大于或等于55.0摩尔%,或者大于或等于57.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的TiO2的量可以是:小于或等于59.0摩尔%,小于或等于57.0摩尔%,小于或等于55.0摩尔%,小于或等于53.0摩尔%,小于或等于50.0摩尔%,小于或等于40.0摩尔%,小于或等于30.0摩尔%,小于或等于20.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于6.0摩尔%,小于或等于4.0摩尔%,或者小于或等于2.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的TiO2的量可以是:0.0摩尔%至59.0摩尔%,0.0摩尔%至50.0摩尔%,0.0摩尔%至40.0摩尔%,0.0摩尔%至18.0摩尔%,0.3摩尔%至40.0摩尔%,0.3摩尔%至18.0摩尔%,1.0摩尔%至40.0摩尔%,1.0摩尔%至18.0摩尔%,2.0摩尔%至53.0摩尔%,2.0摩尔%至30.0摩尔%,4.0摩尔%至30.0摩尔%,6.0摩尔%至59.0摩尔%,6.0摩尔%至53.0摩尔%,10.0摩尔%至55.0摩尔%,10.0摩尔%至50.0摩尔%,10.0摩尔%至30.0摩尔%,20.0摩尔%至55.0摩尔%,20.0摩尔%至50.0摩尔%,20.0摩尔%至30.0摩尔%,30.0摩尔%至55.0摩尔%,30.0摩尔%至50.0摩尔%,40.0摩尔%至59.0摩尔%,40.0摩尔%至57.0摩尔%,40.0摩尔%至50.0摩尔%,7.0摩尔%至24.0摩尔%,21.0摩尔%至38.0摩尔%,或者30.0摩尔%至54.0摩尔%。
类似于氧化钛,氧化铌(Nb2O5)可以用于本公开内容的一些方面来增加玻璃的折射率的同时维持低密度。然而,氧化铌会向玻璃引入无法以与氧化钛相同方式漂白掉的黄色颜色,这会导致透射率损失(特别是蓝光和UV范围)。类似于氧化钛,氧化铌可能导致熔体的结晶和/或相分离。在一些情况下,氧化铌可以提供具有高的光学色散的玻璃,这会明显高于当以相似浓度添加氧化钛以及一些其他折射率提升剂时所诱发的情况。氧化铌的效果会受到玻璃的其他组分的影响,并且因而对于确定氧化铌的确切限值会是具有挑战性的。在一些实施方式中,玻璃可以不含或者基本不含氧化铌。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化铌(Nb2O5)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于25.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的Nb2O5的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于15.0摩尔%,大于或等于20.0摩尔%,大于或等于22.0摩尔%,大于或等于23.0摩尔%,或者大于或等于24.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的Nb2O5的量可以是:小于或等于25.0摩尔%,小于或等于24.0摩尔%,小于或等于23.0摩尔%,小于或等于22.0摩尔%,小于或等于20.0摩尔%,小于或等于15.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,或者小于或等于1.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的Nb2O5的量可以是:0.0摩尔%至25.0摩尔%,0.0摩尔%至22.0摩尔%,0.0摩尔%至12.0摩尔%,0.0摩尔%至10.0摩尔%,0.0摩尔%至7.0摩尔%,0.3摩尔%至15.0摩尔%,0.3摩尔%至12.0摩尔%,0.3摩尔%至7.0摩尔%,1.0摩尔%至10.0摩尔%,2.0摩尔%至25.0摩尔%,2.0摩尔%至22.0摩尔%,3.0摩尔%至23.0摩尔%,3.0摩尔%至20.0摩尔%,3.0摩尔%至10.0摩尔%,5.0摩尔%至23.0摩尔%,10.0摩尔%至25.0摩尔%,10.0摩尔%至23.0摩尔%,15.0摩尔%至25.0摩尔%,15.0摩尔%至22.0摩尔%,15.0摩尔%至20.0摩尔%,11.0摩尔%至22.0摩尔%,8.0摩尔%至20.0摩尔%,或者10.0摩尔%至21.0摩尔%。
氧化锆(ZrO2)是可以增加本公开内容的玻璃的折射率同时维持可接受的低密度的另一种氧化物例子。在一些例子中,在相似折射率数值的情况下,ZrO2可能为玻璃提供相比于TiO2和Nb2O5的情况而言更高的密度。ZrO2还会增加熔体的粘度,这可以帮助保护熔体免于发生结晶。不同于可以为玻璃提供低密度的其他折射率提升剂(例如TiO2和Nb2O5),ZrO2没有向玻璃引入可见光和近UV范围内的颜色,这可以帮助维持玻璃的高透射率。然而,高浓度的氧化锆可能导致难熔矿物质的结晶(例如,氧化锆(ZrO2)、锆石(ZrSiO4)以及锆酸钙(CaZrO3)等),这会增加液相线温度。作为结果,可能在较低粘度时发生结晶,这可能降低熔体的玻璃成形能力(即,可能增加临界冷却速率)。为了解决这些难题,根据本公开内容的一个方面,玻璃中的氧化锆含量小于或等于13.5摩尔%,并且在一些例子中,玻璃不含或者基本不含氧化锆。在一些情况下,例如当对于玻璃成形能力具有低要求时,玻璃可以包含较高的氧化锆量。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化锆(ZrO2)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于13.5摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的ZrO2的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于2.5摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于6.1摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于10.5摩尔%,大于或等于11.5摩尔%,或者大于或等于12.5摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的ZrO2的量可以是:小于或等于13.5摩尔%,小于或等于12.5摩尔%,小于或等于11.5摩尔%,小于或等于10.5摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,或者小于或等于1.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的ZrO2的量可以是:0.0摩尔%至13.5摩尔%,0.0摩尔%至10.5摩尔%,0.0摩尔%至7.8摩尔%,0.3摩尔%至13.5摩尔%,0.3摩尔%至10.0摩尔%,0.3摩尔%至7.8摩尔%,1.0摩尔%至11.5摩尔%,1.0摩尔%至10.0摩尔%,2.0摩尔%至11.5摩尔%,2.0摩尔%至10.0摩尔%,3.0摩尔%至13.5摩尔%,5.0摩尔%至13.5摩尔%,10.0摩尔%至12.5摩尔%,6.5摩尔%至12.4摩尔%,3.6摩尔%至13.2摩尔%,或者6.8摩尔%至12.4摩尔%。
在一些实施方式中,可以向玻璃组合物添加稀土金属氧化物以增加本公开内容的玻璃的折射率。可以添加到本公开内容的玻璃的稀土金属氧化物的例子包括:La2O3、Gd2O3、Yb2O3、Y2O3和Sc2O3。在一些实施方式中,玻璃组合物包含选自La2O3、Gd2O3、Yb2O3及其组合的至少一种稀土金属氧化物。后两种元素的氧化物(Y2O3和Sc2O3)还可以为玻璃提供相当低的密度,在相似折射率的情况下低于氧化钛和氧化铌。然而,氧化钪(Sc2O3)会是昂贵的并且因而对于批量生产而言可能不是合乎希望的。在一些情况下,当玻璃批料的成本具有较低优先级时,Sc2O3可能是可接受的。氧化钇(Y2O3)的成本低于氧化钪。然而,在一些情况下,Y2O3可能降低玻璃的玻璃成形能力(即,增加临界冷却速率),甚至在较低浓度时亦是如此。因而,根据本公开内容的一些实施方式,玻璃可以不含或者基本不含Y2O3。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化钇(Y2O3)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于10.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的Y2O3的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.5摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于1.5摩尔%,大于或等于2.5摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于7.5摩尔%,大于或等于8.5摩尔%,大于或等于9.0摩尔%,或者大于或等于9.5摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的Y2O3的量可以是:小于或等于10.0摩尔%,小于或等于9.5摩尔%,小于或等于9.0摩尔%,小于或等于8.5摩尔%,小于或等于7.5摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.5摩尔%,小于或等于1.5摩尔%,小于或等于1.0摩尔%,或者小于或等于0.5摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的Y2O3的量可以是:0.0摩尔%至10.0摩尔%,0.0摩尔%至8.5摩尔%,0.0摩尔%至3.0摩尔%,0.0摩尔%至2.5摩尔%,0.0摩尔%至1.5摩尔%,1.0摩尔%至9.0摩尔%,1.5摩尔%至10.0摩尔%,2.5摩尔%至7.5摩尔%,5.0摩尔%至8.5摩尔%,1.5摩尔%至5.5摩尔%,4.7摩尔%至7.3摩尔%,或者7.3摩尔%至9.9摩尔%。
在一些方面中,在稀土金属氧化物中(除开Y2O3和Sc2O3之外),氧化镧(La2O3)可能是优选的折射率提升剂。相比于数种其他稀土金属氧化物,La2O3可以为本公开内容的玻璃在相似折射率的情况下提供更低的密度。La2O3也可以为玻璃组合物提供可接受的良好的玻璃成形并且是最为成本高效的稀土金属氧化物之一。因而,在本公开内容的一些方面中,玻璃组合物可以至少包含一些量的La2O3。然而,在一些情况下,当La2O3的浓度变得过高时,氧化镧会导致难熔物质的沉淀,例如:镧硅酸盐(La4Si3O12、La2SiO5、La2Si2O7)、镧硼酸盐(LaBO3、LaB3O6)、镧铌酸盐(LaNbO4)、镧锆酸盐(La2ZrO5、La2Zr2O7)以及镧钛酸盐(La2TiO5、La2Ti2O7)等,这会增加玻璃的液相线温度并且可能降低组合物的玻璃成形能力。此外,高浓度的La2O3可能刺激熔体中的相分离,这导致所得到的玻璃的透射率损失。以高浓度添加其他稀土金属氧化物之后也会发生类似的负面影响。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化镧(La2O3)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于50.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的La2O3的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.3摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于4.0摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于6.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于15.0摩尔%,大于或等于20.0摩尔%,大于或等于30.0摩尔%,大于或等于40.0摩尔%,大于或等于44.0摩尔%,大于或等于46.0摩尔%,或者大于或等于48.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的La2O3的量可以是:小于或等于50.0摩尔%,小于或等于48.0摩尔%,小于或等于46.0摩尔%,小于或等于44.0摩尔%,小于或等于40.0摩尔%,小于或等于30.0摩尔%,小于或等于20.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于6.0摩尔%,小于或等于4.0摩尔%,或者小于或等于2.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的La2O3的量可以是:0.0摩尔%至50.0摩尔%,0.0摩尔%至44.0摩尔%,0.0摩尔%至30.0摩尔%,0.0摩尔%至20.0摩尔%,0.3摩尔%至30.0摩尔%,0.3摩尔%至20.0摩尔%,2.0摩尔%至20.0摩尔%,4.0摩尔%至44.0摩尔%,6.0摩尔%至50.0摩尔%,6.0摩尔%至46.0摩尔%,6.0摩尔%至40.0摩尔%,6.0摩尔%至20.0摩尔%,10.0摩尔%至46.0摩尔%,10.0摩尔%至40.0摩尔%,10.0摩尔%至20.0摩尔%,15.0摩尔%至50.0摩尔%,15.0摩尔%至40.0摩尔%,15.0摩尔%至30.0摩尔%,20.0摩尔%至40.0摩尔%,30.0摩尔%至48.0摩尔%,30.0摩尔%至46.0摩尔%,30.0摩尔%至44.0摩尔%,30.0摩尔%至40.0摩尔%,7.0摩尔%至25.0摩尔%,25.0摩尔%至42.0摩尔%,或者25.0摩尔%至46.0摩尔%。
在一些实施方式中,本公开内容的玻璃可以任选地包含额外和/或替代性折射率提升剂(例如:氧化钨(WO3)、氧化钽(Ta2O5)、氧化钍(ThO2)、氧化铋(Bi2O3)),如果存在的话,它们可以以少量使用。在一些实施方式中,本公开内容的玻璃不含或者基本不含氧化钨(WO3)、氧化钽(Ta2O5)、氧化钍(ThO2)、氧化铋(Bi2O3)。在一些实施方式中,玻璃可以任选地包含额外和/或替代性折射率提升剂,选自:五氧化二钒(V2O5)、氧化钼(MoO3)、氧化锗(GeO2)、氧化碲(TeO2)、氟化物(例如ZrF4、LaF3等)以及氧化铊(Tl2O)。在一些情况下,由于低透射率、成本和/或环境考量,诸如V2O5、MoO3、GeO2、TeO2、氟化物和Tl2O之类的折射率提升剂可能通常不是那么优选的;然而,在一些情况下,可以使用这些折射率提升剂。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化钽(Ta2O5)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于5.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的Ta2O5的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.2摩尔%,大于或等于0.4摩尔%,大于或等于0.6摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于4.0摩尔%,大于或等于4.4摩尔%,大于或等于4.6摩尔%,或者大于或等于4.8摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的Ta2O5的量可以是:小于或等于5.0摩尔%,小于或等于4.8摩尔%,小于或等于4.6摩尔%,小于或等于4.4摩尔%,小于或等于4.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,小于或等于1.5摩尔%,小于或等于1.0摩尔%,小于或等于0.6摩尔%,小于或等于0.5摩尔%,小于或等于0.4摩尔%,或者小于或等于0.2摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的Ta2O5的量可以是:0.0摩尔%至5.0摩尔%,0.0摩尔%至4.4摩尔%,0.0摩尔%至2.0摩尔%,0.0摩尔%至1.5摩尔%,0.0摩尔%至0.5摩尔%,0.2摩尔%至4.4摩尔%,0.2摩尔%至2.0摩尔%,0.4摩尔%至4.4摩尔%,0.6摩尔%至4.6摩尔%,0.6摩尔%至4.0摩尔%,0.6摩尔%至2.0摩尔%,1.0摩尔%至5.0摩尔%,1.0摩尔%至4.6摩尔%,1.0摩尔%至4.0摩尔%,2.0摩尔%至4.0摩尔%,3.0摩尔%至5.0摩尔%,3.0摩尔%至4.6摩尔%,3.0摩尔%至4.4摩尔%,3.0摩尔%至4.0摩尔%,1.0摩尔%至3.0摩尔%,2.0摩尔%至4.0摩尔%,或者1.0摩尔%至4.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化铋(Bi2O3)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于20.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的Bi2O3的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于15.0摩尔%,大于或等于17.0摩尔%,大于或等于18.0摩尔%,或者大于或等于19.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的Bi2O3的量可以是:小于或等于20.0摩尔%,小于或等于19.0摩尔%,小于或等于18.0摩尔%,小于或等于17.0摩尔%,小于或等于15.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,或者小于或等于1.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的Bi2O3的量可以是:0.0摩尔%至20.0摩尔%,0.0摩尔%至10.0摩尔%,1.0摩尔%至5.0摩尔%,2.0摩尔%至15.0摩尔%,3.0摩尔%至20.0摩尔%,3.0摩尔%至18.0摩尔%,5.0摩尔%至18.0摩尔%,5.0摩尔%至15.0摩尔%,10.0摩尔%至20.0摩尔%,10.0摩尔%至18.0摩尔%,10.0摩尔%至17.0摩尔%,5.0摩尔%至10.0摩尔%,6.0摩尔%至14.0摩尔%,或者3.0摩尔%至10.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化钨(WO3)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于10.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的WO3的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于2.5摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,或者大于或等于7.5摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的WO3的量可以是:小于或等于10.0摩尔%,小于或等于7.5摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,或者小于或等于2.5摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的WO3的量可以是:0.0摩尔%至10.0摩尔%,0.0摩尔%至7.5摩尔%,0.0摩尔%至5.0摩尔%,0.0摩尔%至2.5摩尔%,2.5摩尔%至10.0摩尔%,2.5摩尔%至7.5摩尔%,2.5摩尔%至5.0摩尔%,5.0摩尔%至10.0摩尔%,5.0摩尔%至7.5摩尔%,4.5摩尔%至7.9摩尔%,5.9摩尔%至9.6摩尔%,或者3.0摩尔%至8.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化锗(GeO2)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于10.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的GeO2的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.5摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于1.5摩尔%,大于或等于2.5摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于7.5摩尔%,大于或等于8.5摩尔%,大于或等于9.0摩尔%,或者大于或等于9.5摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的GeO2的量可以是:小于或等于10.0摩尔%,小于或等于9.5摩尔%,小于或等于9.0摩尔%,小于或等于8.5摩尔%,小于或等于7.5摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于2.5摩尔%,小于或等于1.5摩尔%,小于或等于1.0摩尔%,或者小于或等于0.5摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的GeO2的量可以是:0.0摩尔%至10.0摩尔%,0.0摩尔%至2.5摩尔%,0.5摩尔%至2.5摩尔%,1.0摩尔%至10.0摩尔%,1.0摩尔%至9.0摩尔%,1.0摩尔%至7.5摩尔%,1.5摩尔%至9.0摩尔%,1.5摩尔%至7.5摩尔%,2.5摩尔%至10.0摩尔%,2.5摩尔%至9.0摩尔%,2.5摩尔%至7.5摩尔%,5.0摩尔%至8.5摩尔%,5.0摩尔%至7.5摩尔%,7.5摩尔%至9.5摩尔%,7.0摩尔%至9.9摩尔%,3.4摩尔%至8.3摩尔%,或者5.0摩尔%至9.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化碲(TeO2)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于10.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的TeO2的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.5摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于1.5摩尔%,大于或等于2.5摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于7.5摩尔%,大于或等于8.5摩尔%,大于或等于9.0摩尔%,或者大于或等于9.5摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的TeO2的量可以是:小于或等于10.0摩尔%,小于或等于9.5摩尔%,小于或等于9.0摩尔%,小于或等于8.5摩尔%,小于或等于7.5摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于2.5摩尔%,小于或等于1.5摩尔%,小于或等于1.0摩尔%,或者小于或等于0.5摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的TeO2的量可以是:0.0摩尔%至10.0摩尔%,0.0摩尔%至5.0摩尔%,0.0摩尔%至2.5摩尔%,0.5摩尔%至10.0摩尔%,0.5摩尔%至2.5摩尔%,1.0摩尔%至9.0摩尔%,1.0摩尔%至7.5摩尔%,1.5摩尔%至9.0摩尔%,1.5摩尔%至7.5摩尔%,2.5摩尔%至9.0摩尔%,2.5摩尔%至7.5摩尔%,5.0摩尔%至9.5摩尔%,5.0摩尔%至8.5摩尔%,5.0摩尔%至7.5摩尔%,1.9摩尔%至6.0摩尔%,5.0摩尔%至9.2摩尔%,或者3.5摩尔%至9.2摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化铪(HfO2)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于5.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的HfO2的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.2摩尔%,大于或等于0.4摩尔%,大于或等于0.6摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于4.0摩尔%,大于或等于4.4摩尔%,大于或等于4.6摩尔%,或者大于或等于4.8摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的HfO2的量可以是:小于或等于5.0摩尔%,小于或等于4.8摩尔%,小于或等于4.6摩尔%,小于或等于4.4摩尔%,小于或等于4.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,小于或等于1.0摩尔%,小于或等于0.6摩尔%,小于或等于0.4摩尔%,或者小于或等于0.2摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的HfO2的量可以是:0.0摩尔%至5.0摩尔%,0.0摩尔%至4.4摩尔%,0.0摩尔%至2.0摩尔%,0.0摩尔%至1.0摩尔%,0.2摩尔%至5.0摩尔%,0.2摩尔%至4.4摩尔%,0.2摩尔%至2.0摩尔%,0.2摩尔%至1.0摩尔%,0.4摩尔%至2.0摩尔%,0.6摩尔%至4.0摩尔%,0.6摩尔%至2.0摩尔%,1.0摩尔%至4.6摩尔%,1.0摩尔%至4.0摩尔%,2.0摩尔%至4.6摩尔%,2.0摩尔%至4.0摩尔%,3.0摩尔%至4.8摩尔%,3.0摩尔%至4.6摩尔%,3.0摩尔%至4.4摩尔%,3.0摩尔%至4.0摩尔%,1.0摩尔%至3.0摩尔%,3.0摩尔%至5.0摩尔%,或者2.0摩尔%至3.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化钆(Gd2O3)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于27.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的Gd2O3的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于15.0摩尔%,大于或等于20.0摩尔%,大于或等于25.0摩尔%,或者大于或等于26.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的Gd2O3的量可以是:小于或等于27.0摩尔%,小于或等于26.0摩尔%,小于或等于25.0摩尔%,小于或等于20.0摩尔%,小于或等于15.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,或者小于或等于1.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的Gd2O3的量可以是:0.0摩尔%至27.0摩尔%,0.0摩尔%至15.0摩尔%,2.0摩尔%至27.0摩尔%,2.0摩尔%至25.0摩尔%,2.0摩尔%至15.0摩尔%,3.0摩尔%至25.0摩尔%,5.0摩尔%至25.0摩尔%,5.0摩尔%至15.0摩尔%,10.0摩尔%至27.0摩尔%,10.0摩尔%至25.0摩尔%,10.0摩尔%至20.0摩尔%,10.0摩尔%至15.0摩尔%,15.0摩尔%至26.0摩尔%,15.0摩尔%至25.0摩尔%,15.0摩尔%至20.0摩尔%,13.0摩尔%至25.0摩尔%,4.0摩尔%至24.0摩尔%,或者10.0摩尔%至26.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化铝(Al2O3)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于10.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的Al2O3的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.5摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于1.5摩尔%,大于或等于2.5摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于7.5摩尔%,大于或等于8.5摩尔%,大于或等于9.0摩尔%,或者大于或等于9.5摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的Al2O3的量可以是:小于或等于10.0摩尔%,小于或等于9.5摩尔%,小于或等于9.0摩尔%,小于或等于8.5摩尔%,小于或等于7.5摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于2.5摩尔%,小于或等于1.5摩尔%,小于或等于1.0摩尔%,或者小于或等于0.5摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的Al2O3的量可以是0.0摩尔%至10.0摩尔%,0.0摩尔%至2.5摩尔%,0.5摩尔%至8.5摩尔%,0.5摩尔%至2.5摩尔%,1.0摩尔%至9.0摩尔%,1.5摩尔%至7.5摩尔%,2.5摩尔%至9.0摩尔%,2.5摩尔%至7.5摩尔%,5.0摩尔%至10.0摩尔%,5.0摩尔%至9.5摩尔%,5.0摩尔%至8.5摩尔%,5.0摩尔%至7.5摩尔%,4.2摩尔%至9.3摩尔%,4.4摩尔%至9.3摩尔%,或者3.2摩尔%至8.0摩尔%。
在一些实施方式中,本公开内容的玻璃可以不含或者基本不含氟。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氟(F)的量可以是大于或等于0.0原子%至小于或等于1.0原子%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的F的量可以是:大于或等于0.0原子%,大于或等于0.05原子%,大于或等于0.10原子%,大于或等于0.15原子%,大于或等于0.25原子%,大于或等于0.5原子%,大于或等于0.75原子%,大于或等于0.85原子%,大于或等于0.9原子%,或者大于或等于0.95原子%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的F的量可以是:小于或等于1.0原子%,小于或等于0.95原子%,小于或等于0.9原子%,小于或等于0.85原子%,小于或等于0.75原子%,小于或等于0.5原子%,小于或等于0.25原子%,小于或等于0.15原子%,小于或等于0.10原子%,或者小于或等于0.05原子%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的F的量可以是:0.0原子%至1.0原子%,0.0原子%至0.85原子%,0.0原子%至0.25原子%,0.05原子%至0.85原子%,0.05原子%至0.25原子%,0.15原子%至1.0原子%,0.15原子%至0.9原子%,0.15原子%至0.75原子%,0.5原子%至0.9原子%,0.5原子%至0.85原子%,0.5原子%至0.75原子%,0.75原子%至0.95原子%,0.24原子%至0.68原子%,0.36原子%至0.83原子%,或者0.25原子%至0.70原子%。
根据本公开内容的实施方式,玻璃可以包含一种或多种改性剂。如上文所述,术语“改性剂”指的是单价或二价金属的氧化物,即M2O或MO,式中,“M”表示金属。可以向本公开内容的玻璃组合物添加改性剂以促进改善熔体的玻璃成形能力,即降低临界冷却速率。可用于本公开内容的玻璃中的改性剂的例子包括碱性和碱土改性剂(例如:CaO、MgO、BaO、Li2O、Na2O和K2O),以及其他改性剂(例如:ZnO和Ag2O)。根据一个实施方式,玻璃组合物可以包含CaO和/或Li2O,发现它们提供了所需的玻璃的折射率与密度之比。在一些实施方式中,可以在玻璃组合物中包含其他碱性和碱土金属氧化物(例如:Na2O、K2O、MgO、SrO、BaO等)以及没有提供任何颜色的其他改性剂(例如:ZnO、Ag2O等)。虽然这些其他改性剂可能没有如同CaO和Li2O那样有助于提供所需的折射率和/或密度,但是可以向玻璃组合物添加这些改性剂以提供其他特性。例如,可以添加氧化钡(BaO)、氧化钾(K2O)、氧化钠(Na2O)等来增加折射率提升剂(例如:TiO2、Nb2O5、ZrO2等)在玻璃熔体中的溶解度,这会导致玻璃的折射率的整体增加和/或折射率与密度之比的增加。根据本公开内容的一个实施方式,玻璃可以至少包含CaO作为改性剂,因为发现CaO提供了所需的密度、折射率和玻璃成形能力的属性之间的良好平衡。因而,在本公开内容的许多例子中,玻璃组合物中存在的所有或者至少部分的改性剂是CaO的形式。在一些实施方式中,玻璃可以不含或者基本不含改性剂。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化钙(CaO)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于40.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的CaO的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于15.0摩尔%,大于或等于20.0摩尔%,大于或等于25.0摩尔%,大于或等于30.0摩尔%,大于或等于35.0摩尔%,大于或等于37.0摩尔%,大于或等于38.0摩尔%,或者大于或等于39.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的CaO的量可以是:小于或等于40.0摩尔%,小于或等于39.0摩尔%,小于或等于38.0摩尔%,小于或等于37.0摩尔%,小于或等于35.0摩尔%,小于或等于30.0摩尔%,小于或等于25.0摩尔%,小于或等于20.0摩尔%,小于或等于15.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,或者小于或等于1.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的CaO的量可以是:0.0摩尔%至40.0摩尔%,0.0摩尔%至35.0摩尔%,0.0摩尔%至32.0摩尔%,0.0摩尔%至30.0摩尔%,0.0摩尔%至15.0摩尔%,1.0摩尔%至35.0摩尔%,1.0摩尔%至32.0摩尔%,1.0摩尔%至32.0摩尔%,1.0摩尔%至15.0摩尔%,2.0摩尔%至40.0摩尔%,2.0摩尔%至35.0摩尔%,3.0摩尔%至37.0摩尔%,3.0摩尔%至25.0摩尔%,3.0摩尔%至10.0摩尔%,5.0摩尔%至37.0摩尔%,5.0摩尔%至32.0摩尔%,5.0摩尔%至32.0摩尔%,10.0摩尔%至40.0摩尔%,10.0摩尔%至32.0摩尔%,10.0摩尔%至32.0摩尔%,10.0摩尔%至25.0摩尔%,15.0摩尔%至35.0摩尔%,15.0摩尔%至25.0摩尔%,20.0摩尔%至35.0摩尔%,25.0摩尔%至38.0摩尔%,25.0摩尔%至35.0摩尔%,6摩尔%至20摩尔%,24摩尔%至35摩尔%,或者11摩尔%至25摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化锌(ZnO)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于5.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的ZnO的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.2摩尔%,大于或等于0.4摩尔%,大于或等于0.6摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于4.0摩尔%,大于或等于4.4摩尔%,大于或等于4.6摩尔%,或者大于或等于4.8摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的ZnO的量可以是:小于或等于5.0摩尔%,小于或等于4.8摩尔%,小于或等于4.6摩尔%,小于或等于4.4摩尔%,小于或等于4.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,小于或等于1.0摩尔%,小于或等于0.8摩尔%,小于或等于0.6摩尔%,小于或等于0.4摩尔%,或者小于或等于0.2摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的ZnO的量可以是:0.0摩尔%至5.0摩尔%,0.0摩尔%至4.4摩尔%,0.0摩尔%至2.0摩尔%,0.0摩尔%至0.8摩尔%,0.2摩尔%至2.0摩尔%,0.4摩尔%至5.0摩尔%,0.4摩尔%至4.4摩尔%,0.6摩尔%至2.0摩尔%,1.0摩尔%至4.6摩尔%,1.0摩尔%至4.0摩尔%,2.0摩尔%至4.0摩尔%,3.0摩尔%至4.8摩尔%,3.0摩尔%至4.4摩尔%,1.0摩尔%至5.0摩尔%,2.0摩尔%至4.0摩尔%,或者3.0摩尔%至4.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化镉(CdO)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于10.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的CdO的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.5摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于1.5摩尔%,大于或等于2.5摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于7.5摩尔%,大于或等于8.5摩尔%,大于或等于9.0摩尔%,或者大于或等于9.5摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的CdO的量可以是:小于或等于10.0摩尔%,小于或等于9.5摩尔%,小于或等于9.0摩尔%,小于或等于8.5摩尔%,小于或等于7.5摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于2.5摩尔%,小于或等于1.5摩尔%,小于或等于1.0摩尔%,或者小于或等于0.5摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的CdO的量可以是:0.0摩尔%至10.0摩尔%,0.0摩尔%至8.5摩尔%,0.0摩尔%至2.5摩尔%,0.5摩尔%至8.5摩尔%,0.5摩尔%至2.5摩尔%,1.0摩尔%至10.0摩尔%,1.0摩尔%至9.0摩尔%,1.0摩尔%至7.5摩尔%,1.5摩尔%至10.0摩尔%,1.5摩尔%至7.5摩尔%,2.5摩尔%至9.0摩尔%,2.5摩尔%至7.5摩尔%,5.0摩尔%至9.0摩尔%,5.0摩尔%至7.5摩尔%,2.0摩尔%至6.5摩尔%,2.1摩尔%至9.3摩尔%,或者4.5摩尔%至8.5摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化铅(PbO)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于5.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的PbO的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.2摩尔%,大于或等于0.4摩尔%,大于或等于0.6摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于4.0摩尔%,大于或等于4.4摩尔%,大于或等于4.6摩尔%,或者大于或等于4.8摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的PbO的量可以是:小于或等于5.0摩尔%,小于或等于4.8摩尔%,小于或等于4.6摩尔%,小于或等于4.4摩尔%,小于或等于4.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,小于或等于1.0摩尔%,小于或等于0.6摩尔%,小于或等于0.4摩尔%,或者小于或等于0.2摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的PbO的量可以是:0.0摩尔%至5.0摩尔%,0.0摩尔%至4.4摩尔%,0.0摩尔%至2.0摩尔%,0.0摩尔%至1.0摩尔%,0.4摩尔%至5.0摩尔%,0.4摩尔%至2.0摩尔%,0.4摩尔%至1.0摩尔%,0.6摩尔%至2.0摩尔%,1.0摩尔%至5.0摩尔%,1.0摩尔%至4.0摩尔%,1.0摩尔%至2.0摩尔%,2.0摩尔%至5.0摩尔%,2.0摩尔%至4.6摩尔%,2.0摩尔%至4.0摩尔%,3.0摩尔%至4.8摩尔%,3.0摩尔%至4.0摩尔%,2摩尔%至4摩尔%,1摩尔%至4摩尔%,或者1摩尔%至3摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化锂(Li2O)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于7.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的Li2O的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.5摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于1.5摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于4.0摩尔%,大于或等于5.5摩尔%,大于或等于6.0摩尔%,或者大于或等于6.5摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的Li2O的量可以是:小于或等于7.0摩尔%,小于或等于6.5摩尔%,小于或等于6.0摩尔%,小于或等于5.5摩尔%,小于或等于4.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,小于或等于1.5摩尔%,小于或等于1.0摩尔%,或者小于或等于0.5摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的Li2O的量可以是:0.0摩尔%至7.0摩尔%,0.0摩尔%至5.5摩尔%,0.0摩尔%至4.0摩尔%,0.0摩尔%至3.5摩尔%,0.0摩尔%至0.5摩尔%,0.5摩尔%至7.0摩尔%,0.5摩尔%至6.0摩尔%,0.5摩尔%至4.0摩尔%,0.5摩尔%至3.5摩尔%,1.0摩尔%至6.0摩尔%,1.0摩尔%至4.0摩尔%,1.5摩尔%至7.0摩尔%,1.5摩尔%至4.0摩尔%,2.0摩尔%至7.0摩尔%,2.0摩尔%至5.5摩尔%,2.0摩尔%至4.0摩尔%,4.0摩尔%至6.5摩尔%,4.0摩尔%至5.5摩尔%,0.0摩尔%至6.0摩尔%,1.0摩尔%至3.0摩尔%,或者1.0摩尔%至4.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化钠(Na2O)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于10.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的Na2O的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于2.5摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,或者大于或等于7.5摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的Na2O的量可以是:小于或等于10.0摩尔%,小于或等于7.5摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,或者小于或等于2.5摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的Na2O的量可以是:0.0摩尔%至10.0摩尔%,0.0摩尔%至7.5摩尔%,0.0摩尔%至5.0摩尔%,0.0摩尔%至2.5摩尔%,2.5摩尔%至10.0摩尔%,2.5摩尔%至7.5摩尔%,2.5摩尔%至5.0摩尔%,5.0摩尔%至10.0摩尔%,5.0摩尔%至7.5摩尔%,3.7摩尔%至6.3摩尔%,2.5摩尔%至7.5摩尔%,或者2.7摩尔%至6.6摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化钾(K2O)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于10.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的K2O的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于2.5摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,或者大于或等于7.5摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的K2O的量可以是:小于或等于10.0摩尔%,小于或等于7.5摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,或者小于或等于2.5摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的K2O的量可以是:0.0摩尔%至10.0摩尔%,0.0摩尔%至7.5摩尔%,0.0摩尔%至5.0摩尔%,0.0摩尔%至2.5摩尔%,2.5摩尔%至10.0摩尔%,2.5摩尔%至7.5摩尔%,2.5摩尔%至5.0摩尔%,5.0摩尔%至10.0摩尔%,5.0摩尔%至7.5摩尔%,1.4摩尔%至6.5摩尔%,3.8摩尔%至6.8摩尔%,或者2.0摩尔%至6.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的(Na2O+K2O)之和的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于10.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的(Na2O+K2O)的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于2.5摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,或者大于或等于7.5摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的(Na2O+K2O)的量可以是:小于或等于10.0摩尔%,小于或等于7.5摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,或者小于或等于2.5摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的(Na2O+K2O)的量可以是:0.0摩尔%至10.0摩尔%,0.0摩尔%至7.5摩尔%,0.0摩尔%至5.0摩尔%,0.0摩尔%至2.5摩尔%,2.5摩尔%至10.0摩尔%,2.5摩尔%至7.5摩尔%,2.5摩尔%至5.0摩尔%,5.0摩尔%至10.0摩尔%,5.0摩尔%至7.5摩尔%,1.4摩尔%至6.5摩尔%,3.8摩尔%至6.8摩尔%,或者2.0摩尔%至6.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化钡(BaO)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于15.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的BaO的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于4.0摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于12.0摩尔%,大于或等于13.0摩尔%,或者大于或等于14.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的BaO的量可以是:小于或等于15.0摩尔%,小于或等于14.0摩尔%,小于或等于13.0摩尔%,小于或等于12.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,或者小于或等于1.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的BaO的量可以是:0.0摩尔%至15.0摩尔%,0.0摩尔%至14.0摩尔%,0.0摩尔%至12.0摩尔%,0.0摩尔%至10.0摩尔%,2.0摩尔%至14.0摩尔%,2.0摩尔%至13.0摩尔%,2.0摩尔%至10.0摩尔%,3.0摩尔%至13.0摩尔%,5.0摩尔%至13.0摩尔%,5.0摩尔%至12.0摩尔%,5.0摩尔%至10.0摩尔%,10.0摩尔%至14.0摩尔%,6.0摩尔%至12.0摩尔%,2.6摩尔%至14.0摩尔%,或者1.0摩尔%至7.2摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化镁(MgO)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于10.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的MgO的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.5摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于1.5摩尔%,大于或等于2.5摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于7.5摩尔%,大于或等于8.5摩尔%,大于或等于9.0摩尔%,或者大于或等于9.5摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的MgO的量是:小于或等于10.0摩尔%,小于或等于9.5摩尔%,小于或等于9.0摩尔%,小于或等于8.5摩尔%,小于或等于7.5摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于2.5摩尔%,小于或等于1.5摩尔%,小于或等于1.0摩尔%,或者小于或等于0.5摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的MgO的量可以是:0.0摩尔%至10.0摩尔%,0.0摩尔%至8.5摩尔%,0.0摩尔%至5.0摩尔%,0.0摩尔%至2.5摩尔%,0.5摩尔%至8.5摩尔%,0.5摩尔%至5.0摩尔%,0.5摩尔%至2.5摩尔%,1.0摩尔%至10.0摩尔%,1.0摩尔%至9.0摩尔%,1.5摩尔%至10.0摩尔%,5.0摩尔%至9.5摩尔%,5.0摩尔%至9.0摩尔%,5.0摩尔%至7.5摩尔%,7.5摩尔%至9.5摩尔%,1.4摩尔%至5.0摩尔%,2.5摩尔%至7.0摩尔%,或者3.5摩尔%至7.5摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的氧化锶(SrO)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于35.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物含有的SrO的量的可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于15.0摩尔%,大于或等于20.0摩尔%,大于或等于25.0摩尔%,或者大于或等于30.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物含有的SrO的量的可以是:小于或等于35.0摩尔%,小于或等于30.0摩尔%,小于或等于25.0摩尔%,小于或等于20.0摩尔%,小于或等于15.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,或者小于或等于5.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物含有的SrO的量可以是:0.0摩尔%至35.0摩尔%,0.0摩尔%至25.0摩尔%,0.0摩尔%至15.0摩尔%,5.0摩尔%至35.0摩尔%,5.0摩尔%至25.0摩尔%,5.0摩尔%至15.0摩尔%,10.0摩尔%至35.0摩尔%,10.0摩尔%至30.0摩尔%,10.0摩尔%至25.0摩尔%,10.0摩尔%至20.0摩尔%,15.0摩尔%至35.0摩尔%,15.0摩尔%至30.0摩尔%,15.0摩尔%至25.0摩尔%,20.0摩尔%至35.0摩尔%,20.0摩尔%至30.0摩尔%,10.0摩尔%至20.0摩尔%,0.0摩尔%至7.5摩尔%,2.0摩尔%至7.5摩尔%,2.5摩尔%至7.5摩尔%,5.0摩尔%至28.0摩尔%,或者19.0摩尔%至29.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的二价金属氧化物的总含量(RO)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于40.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。二价金属氧化物的例子包括碱土金属氧化物。在一些实施方式中,玻璃组合物含有的RO的量的可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于8.5摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于15.0摩尔%,大于或等于20.0摩尔%,大于或等于25.0摩尔%,或者大于或等于30.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物含有的RO的量的可以是:小于或等于40.0摩尔%,小于或等于35.0摩尔%,小于或等于30.0摩尔%,小于或等于25.0摩尔%,小于或等于20.0摩尔%,小于或等于15.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,或者小于或等于5.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物含有的RO的量可以是:0.0摩尔%至40.0摩尔%,0.0摩尔%至35.0摩尔%,0.0摩尔%至25.0摩尔%,0.0摩尔%至15.0摩尔%,3.0摩尔%至40.0摩尔%,3.0摩尔%至35.0摩尔%,3.0摩尔%至30.0摩尔%,3.0摩尔%至25.0摩尔%,5.0摩尔%至40.0摩尔%,5.0摩尔%至35.0摩尔%,5.0摩尔%至25.0摩尔%,5.0摩尔%至15.0摩尔%,10.0摩尔%至40.0摩尔%,10.0摩尔%至35.0摩尔%,10.0摩尔%至30.0摩尔%,10.0摩尔%至25.0摩尔%,10.0摩尔%至20.0摩尔%,15.0摩尔%至40.0摩尔%,15.0摩尔%至35.0摩尔%,15.0摩尔%至30.0摩尔%,15.0摩尔%至25.0摩尔%,20.0摩尔%至40.0摩尔%,20.0摩尔%至35.0摩尔%,20.0摩尔%至30.0摩尔%,8.5摩尔%至40.0摩尔%,8.5摩尔%至35.0摩尔%,8.5摩尔%至25.0摩尔%,8.5摩尔%至15.0摩尔%,12.0摩尔%至23.0摩尔%,15.0摩尔%至29.0摩尔%,或者8.0摩尔%至32.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的单价金属氧化物(R2O)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于15.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。单价金属氧化物R2O的例子包括碱金属氧化物。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的R2O的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于5.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于12.0摩尔%,大于或等于13.0摩尔%,或者大于或等于14.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的R2O的量可以是:小于或等于15.0摩尔%,小于或等于14.0摩尔%,小于或等于13.0摩尔%,小于或等于12.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于5.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,或者小于或等于1.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的R2O的量可以是:0.0摩尔%至15.0摩尔%,0.0摩尔%至12.0摩尔%,1.0摩尔%至15.0摩尔%,1.0摩尔%至13.0摩尔%,2.0摩尔%至15.0摩尔%,2.0摩尔%至13.0摩尔%,3.0摩尔%至15.0摩尔%,3.0摩尔%至13.0摩尔%,3.0摩尔%至10.0摩尔%,5.0摩尔%至14.0摩尔%,5.0摩尔%至13.0摩尔%,5.0摩尔%至12.0摩尔%,5.0摩尔%至10.0摩尔%,10.0摩尔%至14.0摩尔%,2.1摩尔%至9.0摩尔%,2.5摩尔%至7.4摩尔%,或者7.5摩尔%至13.7摩尔%。
在一些实施方式中,以摩尔%计,玻璃组合物包含的(REmOn+TiO2+Nb2O5+ZrO2+Bi2O3+WO3)之和的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于65.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物具有的(REmOn+TiO2+Nb2O5+ZrO2+Bi2O3+WO3)之和可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于20.0摩尔%,大于或等于25.0摩尔%,大于或等于30.0摩尔%,大于或等于39.0摩尔%,大于或等于40.0摩尔%,大于或等于50.0摩尔%,或者大于或等于60.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物具有的(REmOn+TiO2+Nb2O5+ZrO2+Bi2O3+WO3)之和可以是:小于或等于65.0摩尔%,小于或等于60.0摩尔%,小于或等于50.0摩尔%,小于或等于40.0摩尔%,小于或等于30.0摩尔%,小于或等于20.0摩尔%,或者小于或等于10.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物具有的(REmOn+TiO2+Nb2O5+ZrO2+Bi2O3+WO3)之和可以是:0.0摩尔%至65.0摩尔%,0.0摩尔%至50.0摩尔%,0.0摩尔%至30.0摩尔%,5.0摩尔%至65.0摩尔%,5.0摩尔%至50.0摩尔%,5.0摩尔%至30.0摩尔%,20.0摩尔%至65.0摩尔%,20.0摩尔%至60.0摩尔%,20.0摩尔%至55.0摩尔%,20.0摩尔%至50.0摩尔%,25.0摩尔%至65.0摩尔%,25.0摩尔%至60.0摩尔%,25.0摩尔%至55.0摩尔%,25.0摩尔%至50.0摩尔%,25.0摩尔%至40.0摩尔%,30.0摩尔%至65.0摩尔%,30.0摩尔%至60.0摩尔%,30.0摩尔%至50.0摩尔%,39.0摩尔%至50.0摩尔%,18.0摩尔%至45.0摩尔%,13.0摩尔%至44.0摩尔%,或者13.0摩尔%至40.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的(SiO2+B2O3+Alk2O+MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)之和的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于69.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的(SiO2+B2O3+Alk2O+MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于4.0摩尔%,大于或等于6.0摩尔%,大于或等于10.0摩尔%,大于或等于20.0摩尔%,大于或等于30.0摩尔%,大于或等于40.0摩尔%,大于或等于50.0摩尔%,大于或等于60.0摩尔%,大于或等于63.0摩尔%,大于或等于65.0摩尔%,或者大于或等于67.0摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的(SiO2+B2O3+Alk2O+MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)的量可以是:小于或等于69.0摩尔%,小于或等于67.0摩尔%,小于或等于65.0摩尔%,小于或等于63.0摩尔%,小于或等于60.0摩尔%,小于或等于50.0摩尔%,小于或等于40.0摩尔%,小于或等于30.0摩尔%,小于或等于20.0摩尔%,小于或等于10.0摩尔%,小于或等于6.0摩尔%,小于或等于4.0摩尔%,或者小于或等于2.0摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的(SiO2+B2O3+Alk2O+MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)的量可以是:0.0摩尔%至69.0摩尔%,0.0摩尔%至60.0摩尔%,0.0摩尔%至20.0摩尔%,2.0摩尔%至69.0摩尔%,2.0摩尔%至60.0摩尔%,2.0摩尔%至20.0摩尔%,4.0摩尔%至69.0摩尔%,4.0摩尔%至63.0摩尔%,4.0摩尔%至40.0摩尔%,6.0摩尔%至63.0摩尔%,10.0摩尔%至63.0摩尔%,20.0摩尔%至65.0摩尔%,20.0摩尔%至60.0摩尔%,20.0摩尔%至40.0摩尔%,30.0摩尔%至69.0摩尔%,30.0摩尔%至60.0摩尔%,40.0摩尔%至60.0摩尔%,7.0摩尔%至6.03摩尔%,13.0摩尔%至45.0摩尔%,或者15.0摩尔%至55.0摩尔%。
在一些实施方式中,玻璃组合物包含的ZnO与Y2O3之和(ZnO+Y2O3)的量可以是大于或等于0.0摩尔%至小于或等于5.0摩尔%,以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物包含的(ZnO+Y2O3)的量可以是:大于或等于0.0摩尔%,大于或等于0.2摩尔%,大于或等于0.4摩尔%,大于或等于0.6摩尔%,大于或等于1.0摩尔%,大于或等于2.0摩尔%,大于或等于3.0摩尔%,大于或等于4.0摩尔%,大于或等于4.4摩尔%,大于或等于4.6摩尔%,或者大于或等于4.8摩尔%。在一些其他实施方式中,玻璃组合物包含的(ZnO+Y2O3)的量可以是:小于或等于5.0摩尔%,小于或等于4.8摩尔%,小于或等于4.6摩尔%,小于或等于4.4摩尔%,小于或等于4.0摩尔%,小于或等于3.0摩尔%,小于或等于2.0摩尔%,小于或等于1.0摩尔%,小于或等于0.6摩尔%,小于或等于0.4摩尔%,或者小于或等于0.2摩尔%。在一些更多实施方式中,玻璃组合物包含的(ZnO+Y2O3)的量可以是:0.0摩尔%至5.0摩尔%,0.0摩尔%至4.4摩尔%,0.2摩尔%至4.4摩尔%,0.4摩尔%至5.0摩尔%,0.0摩尔%至2.0摩尔%,0.6摩尔%至2.0摩尔%,1.0摩尔%至5.0摩尔%,1.0摩尔%至4.6摩尔%,1.0摩尔%至4.0摩尔%,1.0摩尔%至2.0摩尔%,2.0摩尔%至4.6摩尔%,2.0摩尔%至4.0摩尔%,3.0摩尔%至5.0摩尔%,3.0摩尔%至4.8摩尔%,3.0摩尔%至4.6摩尔%,3.0摩尔%至4.4摩尔%,3.0摩尔%至4.0摩尔%,0.0摩尔%至3.0摩尔%,1.0摩尔%至3.0摩尔%,或者1.0摩尔%至5.0摩尔%。
根据本公开内容的实施方式,本文所述的玻璃具有大于或等于1.80的折射率nd,以587.56nm测量。在一些例子中,玻璃具有如下折射率nd:大于或等于1.80,大于或等于1.85,大于或等于1.90,大于或等于1.95,大于或等于2.00,大于或等于2.05,或者大于或等于2.10,以587.56nm测量。在一些例子中,玻璃具有如下折射率nd:1.80至2.10,1.85至2.10,1.90至2.10,1.91至2.10,1.95至2.10,2.00至2.10,2.05至2.10,1.80至2.05,1.85至2.05,1.90至2.05,1.91至2.05,1.95至2.05,2.00至2.05,1.80至2.00,1.85至2.00,1.90至2.00,1.91至2.00,1.95至2.00,1.80至1.95,1.85至1.95,1.90至1.95,或者1.91至1.95,以587.56nm测量。
在给定折射率,较低的密度对应于使用玻璃的光学元件的较轻的重量。尺寸和重量对于许多类型的光学装置(特别是便携式光学装置,例如增强现实系统)会是重要的。如上文所述,本公开内容的玻璃具有高折射率与低密度的组合。根据本公开内容的实施方式,本文所述的玻璃具有5.5g/cm3或更低的密度dRT,以25℃进行测量。在一些例子中,本公开内容的玻璃可以具有如下密度dRT:5.5g/cm3或更低,5.3g/cm3或更低,5.1g/cm3或更低,4.9g/cm3或更低,4.8g/cm3或更低,或者4.5g/cm3或更低,以25℃进行测量。在一些例子中,玻璃具有大于或等于1.95的折射率nd(以587.56nm波长测量)以及5.3g/cm3或更小的密度dRT(以25℃测量)。在一些例子中,玻璃可以具有1.95至2.0的折射率nd(以587.56nm测量)以及4.3g/cm3至5.3g/cm3的密度dRT(以25℃测量)。
在一些实施方式中,本公开内容的玻璃可以表征为根据如下方程式(I)(a)的折射率nd和密度dRT:
nd–(1.000+0.19*dRT)>0.000(I)(a)
式中,折射率nd是在587.56nm波长测得的,以及密度dRT是在25℃测得的(单位为g/cm3)。
在一些实施方式中,本公开内容的玻璃可以表征为根据如下方程式(I)(b)的折射率nd和密度dRT:
nd–(1.03+0.19*dRT)>0.000(I)(b)
式中,折射率nd是在587.56nm波长测得的,以及密度dRT是在25℃测得的(单位为g/cm3)。
在一些实施方式中,玻璃表征为高透射率。通常来说,玻璃的透射率越高,则以给定光学损耗传输的光路径越长,这可以改善许多应用中的光学性能。高折射率玻璃通常包含至少吸收一部分光学光的物质(例如:TiO2和Nb2O5),特别是电磁光谱中的蓝色和近UV区域中的光。在本公开内容的实施方式中,玻璃的透射率可以通过约300nm至约2300nm范围内的不同波长进行表征。在一些应用中,可见光和近UV范围(蓝光区域)中的高透射是特别合乎希望的。在高折射率玻璃中实现蓝光中的高透射率会是具有挑战性的。典型地用于玻璃中来增加折射率的高水平的TiO2和/或Nb2O5倾向于降低近UV区域中的透射率以及使得UV截止向更高波长偏移。对于蓝光中的内部透射率(考虑菲涅尔损失),当厚度为10mm的样品在460nm波长具有等于或大于90%的内部透射率时,会被认为是可接受的;当内部透射率等于或大于95%时,会被认为是良好的;以及当内部透射率等于或大于97%时,会被认为是优秀的。
在一些实施方式中,玻璃可以表征为满足如下方程式(II)(a)的折射率nd(587.56nm测量)和透射率指数Ti:
nd–(2.055–0.36*Ti)≥0.000(II)(a)
式中,根据如下方程式(III)确定透射率指数Ti:
式中,方程式(III)中所列出的每种氧化物指的是玻璃中的氧化物的量,表述为摩尔%。透射率指数Ti是无色的折射率提升剂(La2O3、Gd2O3和ZrO2)相对于5种折射率提升剂(La2O3、Gd2O3、ZrO2、Nb2O5和TiO2)的总和的摩尔分数。发现Ti的量值与本公开内容的高折射率低密度玻璃的蓝光透射率相关。
图1显示根据方程式(III)的透射率指数Ti与量值λ70%之间的关系。量值λ70%表示的是对于厚度为10mm的板材形式的玻璃样品,对应于70%或更高的总透射率的最小波长。较低的λ70%数值通常对应于玻璃样品具有高的内部透射率的更高的波长范围,并且因此较低的λ70%数值通常对应于玻璃样品总体而言更高的透射率。图1中的数据点对应于取自美国专利第8,728,963号和第9,643,880号。图上所示的R值对应于皮尔逊相关系数。美国专利第9,643,880号记录了以阳离子百分比计的玻璃组成。为了以摩尔%计根据方程式(III)计算透射率指数Ti,假定阳离子百分比数值等同于原子的原子百分比(排除氧),并且将阳离子百分比数值转化为氧化物的摩尔百分比并用于方程式(III)。如图1所示,数据证实了量值λ70%与透射率指数Ti之间的相关性。
在一些实施方式中,玻璃可以表征为满足如下方程式(IV)的折射率nd(587.56nm测量)和透射率指数Ti:
nd–(2.000–0.36*Ti)≥0.000(IV)
在一些实施方式中,玻璃组合物可以具有大于或等于0.25至小于或等于0.75的透射率指数Ti,(根据方程式(III)[摩尔%/摩尔%]确定,)以及上述值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中,玻璃组合物的透射率指数Ti[摩尔%/摩尔%]可以是:大于或等于0.25,大于或等于0.30,大于或等于0.40,大于或等于0.485,大于或等于0.50,大于或等于0.52,大于或等于0.532,大于或等于0.55,大于或等于0.60,或者大于或等于0.70。在一些其他实施方式中,玻璃组合物的透射率指数Ti[摩尔%/摩尔%]可以是:小于或等于0.75,小于或等于0.70,小于或等于0.60,小于或等于0.50。在一些更多实施方式中,玻璃组合物的透射率指数Ti[摩尔%/摩尔%]可以是:0.25至0.75,0.25至0.60,0.25至0.40,0.30至0.60,0.30至0.50,0.40至0.60,0.50至0.75,0.60至0.75,0.60至0.70,0.38至0.65,0.39至0.74,or 0.50至0.71。对于厚度为10mm的玻璃样品,发现在一些实施方式中,在一些浓度范围内,0.532或更大的透射率指数Ti值对应于可见光范围内近似为95%或更高的可接受的高的内部透射率。
在一些实施方式中,采用比例(nd-1)/dRT来表征折射率nd与密度dRT的关系,式中,在5587.56nm测量折射率nd以及在25℃测量密度,单位为g/cm3。比例(nd-1)/dRT也被称作“折射能力”或“折射能力数值”。折射能力数值越高,给定密度时的折射率越高。
在一些实施方式中,玻璃可以表征为满足如下方程式(V)的折射率nd(587.56nm测量)、密度dRT(25℃测量)和透射率指数Ti:
[(nd–1)/dRT]–(0.262–0.115*Ti)>0.000(V)
式中,根据上文的方程式(III)确定透射率指数Ti。
折射率、密度是和折射能力是可以从玻璃组成进行预测的性质。对组成空间接近本公开内容的示例性玻璃的比较例玻璃以及一些示例性玻璃进行线性回归分析来确定可以对587.56nm波长处的折射率nd的组成相关性、25℃的玻璃密度(单位为g/cm3)的组成相关性以及玻璃的折射能力的组成相关性进行预测的等式。从线性回归分析获得以下方程式(VI)、(VII)和(VIII)并分别用于预测玻璃的折射率、密度和折射能力:
/>
式中,Pn是对玻璃在587.56nm波长处的折射率nd进行预测的折射率参数;Pd是对玻璃在25℃的密度(单位为g/cm3)进行预测的密度参数;以及Pref是对玻璃的折射能力进行预测的折射能力参数,基于的是玻璃的组成,式中,方程式(VI)、(VII)和(VIII)中所列出的每种氧化物指的是玻璃中的氧化物的量,表述为摩尔%。
下表1规定了得出方程式(VI)、(VII)和(VIII)的浓度限值。用于确定方程式(VI)、(VII)和(VIII)的线性回归分析随机选择玻璃用作建立回归的训练数据集以及选择玻璃用作验证数据集来评估在预定义的组成限值内的插值能力(如下表1所示)。从公众可得的SciGlass玻璃信息数据库中存在的文献数据以及本文所呈现实施方式的示例性玻璃中随机选择满足下表1中所规定的标准且具有测量得到的感兴趣的性质的数值的玻璃组合物的训练数据集(每种性质约100种玻璃组合物)。对上文规定的数据集使用线性回归分析来确定方程式(VI)、(VII)和(VIII),排除了无关紧要的变量和异常值。下表2呈现了所得到的方程式(VI)、(VII)和(VIII)。将满足同样标准的另一部分玻璃组合物用作验证集来评估在预定的组成限值内进行插值的能力,对应表2所规定的标准偏差。使用现有技术玻璃组成的外部数据集(也是从SciGlass玻璃信息数据库随机进行选择)来评估对以合理精度预测落在规定组成限值范围外的特定性质的能力。执行这个过程的多次迭代从而确定每种感兴趣的性质的最佳变量,对应于上表2中规定的上述回归方程式。
表1:用于建模的组成区域
表2:性质预测模型
图2是一些比较例玻璃(“比较例玻璃”)和示例性玻璃(“实施例玻璃”)的测量得到的密度dRT(25℃测量,单位为g/cm3)与密度参数Pd的函数关系图。如图2的数据所示,对于大部分的玻璃,密度参数Pd的组成相关性具有±0.12g/cm3测量得到的密度dRT的范围内的误差。图3是一些比较例玻璃(“比较例玻璃”)和示例性玻璃(“实施例玻璃”)的测量得到的折射率nd(以587.56nm进行测量)与折射率参数Pn的函数关系图。如图3的数据所示,对于大部分的玻璃,折射率参数Pn的组成相关性具有±0.019单位的测量得到的折射率nd的范围内的误差。图4是一些比较例玻璃(“比较例玻璃”)和示例性玻璃(“实施例玻璃”)的测量得到的折射率nd(587.56nm测量)减一与测量得到的密度(25℃测量,单位为g/cm3)之比((nd-1)/dRT,(“折射能力”))与折射能力参数Pref的函数关系图。如图4的数据所示,对于大部分的玻璃,折射能力参数Pref的组成相关性具有±0.003单位的测量得到的折射能力数值的范围内的误差。
下表3-5规定了代表本公开内容一些实施方式的浓度限值。
根据本公开内容的另一个实施方式,本文玻璃可以具有满足如下方程式(IX)和(X)中的一个或多个的折射率参数Pn和密度参数Pd:
Pn–(1.000+0.19*Pd)>0.000 (IX)
Pn–(1.03+0.19*Pd)>0.000 (X)
式中,Pn是根据方程式(VI)确定的折射率参数,以及Pd是根据方程式(VII)确定的密度参数。
根据本公开内容的另一个实施方式,本文玻璃可以具有满足如下方程式(XI)(a)和(XI)(b)中的一个或多个的折射率参数Pn和透射率指数Ti:
Pn–(2.055–0.36*Ti)>0.000 (XI)(a)
Pn–(2.1–0.36*Ti)>0.000 (XI)(b)
式中,Pn是根据方程式(VI)确定的折射率参数,以及Ti是根据方程式(III)确定的透射率指数。
根据本公开内容的实施方式,本文玻璃可以具有满足如下方程式(XII)的折射能力参数Pref和透射率指数Ti:
Pref–(0.262–0.115*Ti)>0.000(XII)
式中,Pref是根据方程式(VIII)确定的折射能力参数,以及Ti是根据方程式(III)确定的透射率指数。
在一些实施方式中,玻璃可以表征为良好的玻璃成形能力,这可以作为冷却过程中的失透抗性进行评估。如上文所讨论的那样,可以通过确定熔体的临界冷却速率(即,熔体在没有发生结晶的情况下形成玻璃的最小冷却速率)对玻璃成形能力进行数值测量。根据一个实施方式,玻璃可以表征为小于或等于300℃/分钟以及在一些例子中小于或等于100℃/分钟的临界冷却速率。在一些实施方式中,本公开内容的玻璃可以表征为在空气中在2.5分钟内从1100℃冷却到500℃而不发生结晶的能力。表征为这种玻璃成形能力的玻璃能够与压模工艺相兼容。
下表3显示了根据本公开内容一些实施方式的本公开内容的示例性玻璃A。表3对根据本公开内容一些实施方式的组分组合以及它们各自的量进行了鉴别。表3中的示例性玻璃A可以包含根据本文所述的本公开内容任意方面的额外组分,量不超过0.5摩尔%。
表3:示例性玻璃A
组分 | 量(摩尔%) |
La2O3 | 15.0摩尔%至50.0摩尔% |
B2O3 | 9.0摩尔%至33.0摩尔% |
TiO2 | 0.0摩尔%至40.0摩尔% |
ZrO2 | 0.0摩尔%至13.5摩尔% |
Nb2O5 | 0.0摩尔%至12.0摩尔% |
Y2O3 | 0.0摩尔%至3.0摩尔% |
Ta2O5 | 0.0摩尔%至1.5摩尔% |
ZnO | 0.0摩尔%至0.8摩尔% |
Li2O | 0.0摩尔%至0.5摩尔% |
表3中的示例性玻璃A也可以具有大于或等于0.05且小于或等于0.95的SiO2/(B2O3+SiO2)比值,以每种氧化物的摩尔%表述。
根据本公开内容一些实施方式的示例性玻璃A也可以具有等于或大于0.532的透射率指数Ti,其中,根据方程式(III)确定透射率指数Ti。
根据一些实施方式的示例性玻璃A也可以满足如下方程式(IX)和(X)中的一个或多个:
Pn–(1.000+0.19*Pd)>0.000 (IX)
Pn–(1.03+0.19*Pd)>0.000 (X)
式中,Pn是根据方程式(VI)确定的折射率参数,以及Pd是根据方程式(VII)确定的密度参数。
根据一些实施方式的示例性玻璃A也可以满足如下方程式(I)(a)和(I)(b)中的一个或多个:
nd–(1.000+0.19*dRT)>0.000 (I)(a)
nd–(1.03+0.19*dRT)>0.000 (I)(b)
式中,nd是在587.56nm测得的折射率,以及dRT是在25℃测得的密度(单位为g/cm3)。
下表4显示了根据本公开内容一些实施方式的示例性玻璃B。表4对根据本公开内容一些实施方式的组分组合以及它们各自的量进行了鉴别。表4中的示例性玻璃B可以包含根据本文所述的本公开内容任意方面的额外组分,量不超过0.5摩尔%。
表4:示例性玻璃B
/>
表4中的示例性玻璃B还可以含有0.0至1.0原子%的氟量。在一些实施方式中,表4中的示例性玻璃B还可以含有50.0摩尔%或更少的(SiO2+B2O3)之和。
根据本公开内容一些实施方式的示例性玻璃B还可以具有69.0摩尔%或更低的(SiO2+B2O3+Alk2O+MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)之和,式中,Alk2O是碱金属氧化物的总含量。根据一些实施方式的示例性玻璃B还可以具有25.0摩尔%或更高的(REmOn+TiO2+Nb2O5+ZrO2+Bi2O3+WO3)之和,式中,REmOn是稀土金属氧化物的总含量。根据一些实施方式的示例性玻璃B还可以含有大于或等于8.5摩尔%的二价金属氧化物RO之和。
根据一些实施方式的示例性玻璃B也可以满足如下一个或多个方程式(XI)(a)和(XI)(b):
Pn–(2.055–0.36*Ti)>0.000 (XI)(a)
Pn–(2.1–0.36*Ti)>0.000 (XI)(b)
式中,Pn是根据方程式(VI)确定的折射率参数,以及Ti是根据方程式(III)确定的透射率指数。
根据一些实施方式的示例性玻璃B也可以满足如下一个或多个方程式(II)(a)和(II)(b):
nd–(2.055–0.36*Ti)≥0.000 (II)(a)
nd–(2.1–0.36*Ti)≥0.000 (II)(b)
式中,nd是587.56nm测得的折射率,以及Ti是根据方程式(III)确定的透射率指数。
下表5显示了根据本公开内容一些实施方式的本公开内容的示例性玻璃C。表5对根据本公开内容实施方式的组分组合以及它们各自的量进行了鉴别。表5中的示例性玻璃C可以包含根据本文所述的本公开内容任意方面的额外组分。
表5:示例性玻璃C
/>
表5中的示例性玻璃C还可以含有0.0至1.0原子%的氟量。在一些实施方式中,表5中的示例性玻璃C还可以含有45.0摩尔%或更少的(SiO2+B2O3)之和。表5中的示例性玻璃C还可以含有2.0摩尔%或更少的(Y2O3+ZnO)之和。
在一些实施方式中,示例性玻璃C还可以含有量为0.0摩尔%至25.0摩尔%的二价金属氧化物的总含量(RO)。在一些实施方式中,示例性玻璃C还可以含有量为0.0摩尔%至15.0摩尔%的单价金属氧化物的总含量(R2O)。
根据本公开内容实施方式的示例性玻璃C还可以具有0.25至0.75的透射率指数Ti并且还可以满足如下方程式(XII):
Pref–(0.262–0.115*Ti)>0.000(XII)
式中,Pref是根据方程式(VIII)确定的折射能力参数,以及Ti是根据方程式(III)确定的透射率指数。
在一些实施方式中,示例性玻璃C还可以满足如下方程式(V):
[(nd–1)/dRT]–(0.262–0.115*Ti)>0.000(V)
式中,nd是587.56nm测得的折射率,以及Ti是根据方程式(III)确定的透射率指数。
本公开内容的实施方式可以提供具有如下特性的玻璃:1.80或更高的高折射率nd以及小于或者小于或等于5.5g/cm3的密度(25℃测量),结合高透射率(特别是对于蓝光而言)。在一些实施方式中,本公开内容的玻璃可以提供相比于具有类似的密度、折射率nd和透射率数值的一些现有技术硅硼酸盐玻璃而言改进的玻璃成形能力。在一些实施方式中,玻璃提供了相比于具有类似折射率nd和/或密度特性的现有技术玻璃而言相当的或者改进的光谱中的可见光区域中的光的透射率改进。
玻璃透射率会是至少部分基于用于形成玻璃的组合物构成组分和/或工艺。在已经确定/优化了工艺参数的制造设定中,玻璃的透射率变得基本上是依赖于组成的。不希望受限于任何理论,相信组分(例如:TiO2和Nb2O5)可能降低玻璃的蓝光透射率,特别是当以高浓度使用时。然而,组分(例如:TiO2和Nb2O5)可以被用来在没有对应地不合乎希望地增加玻璃的密度的情况下增加玻璃的折射率。因而,在一些实施方式中,组分(例如:TiO2和Nb2O5)可以以适应性浓度添加,从而提供所需的折射率和密度并且还提供具有可接受的蓝光透射率水平的玻璃。还可以采用其他氧化物(例如:ZrO2、La2O3、Gd2O3,并且在一些情况下,其他稀土金属氧化物)来增加本文玻璃的折射率。发现添加这些氧化物可以产生具有所需的蓝光透射率的玻璃。然而,这些氧化物也可能增加密度,这对于一些应用是不合乎希望的。这些氧化物中的一些的高浓度还可能降低组合物的玻璃成形能力。例如,这些氧化物可能增加液相线温度和/或导致高温下含有这些氧化物的晶相从玻璃熔体发生沉淀。在氧化物ZrO2、La2O3、Gd2O3、TiO2和Nb2O5中,观察到ZrO2在一些组合物中对于液相线温度具有最大影响,而与此同时对于玻璃的蓝光透射率具有最小影响。因而,尝试增加折射率和/或降低密度会对组合物的玻璃成形能力具有不合乎希望的影响。本公开内容的实施方式可以提供这样的玻璃,其提供了许多应用(例如:增强现实装置、虚拟现实装置、混合现实装置和/或眼镜)所需的高折射率nd、密度(25℃测量)和蓝光透射率特性的可接受的平衡。
实施例
以下实施例说明了本公开内容所提供的各种特征和优点,它们不以任何方式构成对本发明或所附权利要求书的限制。
示例性玻璃和比较例玻璃全都是通过熔化相对纯的氧化物材料来制备得到的。下表6列出了用于制备本文所述的示例性玻璃和比较例玻璃中所用的一些氧化物中发现的典型不确定的元素。
表6:氧化物原料材料和对应的不确定元素水平
为了制备玻璃样品,在约1300℃的温度的铂或铂-铑坩埚(Pt:Rh=80:20)中,从批料原材料熔化每种样品约15克(目标物质含量大于99.99重量%),持续1小时。应用两种受控冷却条件。在第一条件中(称作“15分钟测试”),样品在炉内耗时约15分钟从1100℃冷却到500℃。在第二条件中(称作“2.5分钟测试”),样品在炉内耗时约2.5分钟从1100℃冷却到500℃。通过炉温的直接读数或者采用具有带校准比例尺的IR相机读数获得温度读数。第一条件(15分钟测试)近似对应于在1000℃温度最高至300℃/分钟的冷却速率,以及第二测试条件(2.5分钟测试)近似对应于在1000℃温度(靠近这个温度,冷却速率接近最大值)最高至600℃/分钟的冷却速率。当温度下降时,冷却速率也明显下降。如图5所示的第一和第二冷却方式的典型方案。没有对测试样品进行化学分析,因为通过XRF方法(X射线荧光,对于除了B2O3之外的所有氧化物)和通过ICP方法(电感耦合等离子体质谱,用于B2O3)对在独立熔化制备的相似样品进行了化学分析。这些分析给出了主要成分(例如Nb2O5)相对于配料组成在±2.0质量%以内的偏差,这相当于小于约1摩尔%。
下表7列出了根据本公开内容实施方式的示例性玻璃1-78的玻璃组成和性质。表7包括来自三种失透测试(称作“失透测试1”、“失透测试2”和“失透测试3”)的观察情况。“失透测试1”涉及的是熔化在1升坩埚中的玻璃样品在光学显微镜下(100倍至500倍放大倍数之间)的观察结果。使用如下缩写“A”、“B”、“C”和“D”:没有观察到结晶(“A”);在显微镜下发现非常有限数量的晶体,通常来说在玻璃中仅有1个或2个斑点,并且仅在表面处,超过98%的表面不含晶体(“B”);在表面处具有更多的晶体,但是超过90%的玻璃表面不含晶体(“C”);以及坩埚的块体中具有一些晶体,小于90%的玻璃表面不含晶体(“D”)。“失透测试2”涉及的是上文所述的“15分钟测试”冷却方案;观察到“OK”用于表示玻璃组合物通过这个测试。“失透测试3”涉及的是上文所述的“2.5分钟测试”冷却方案;观察到“OK”用于表示玻璃组合物通过这个测试。
表7:示例性玻璃组合物
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表7(续)
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表7(续)
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表7(续)
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表7(续)
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表7(续)
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表7(续)
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表7(续)
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表7(续)
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表7(续)
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下表8列出了比较例玻璃C1-C32的玻璃组成和性质。
表8:比较例玻璃的组成和性质
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表8(续)
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表8(续)
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表8(续)
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表8中所列出的每种比较例玻璃的参考关键如下:[1]CN110510869(CDGM玻璃有限公司);[2]FR1214486A(LEITZ GMBH ERNST公司);[3]US10287205B2(CDGM玻璃有限公司);[4]US2004220041(HIKARI玻璃有限公司);[5]US4584279A(SCHOTT GLASWERKE有限公司);[6]US5288669A(康宁有限公司);[7]US6121176A(康宁有限公司);[8]US7490485B2(HOYA有限公司);[9]US9018116B2(SCHOTT AG有限公司);[10]US9302930B2(HOYA有限公司);[11]US9394194B2(HOYA有限公司);[12]US9643880B2(HOYA有限公司);[13]WO2006106781(日本玻璃板有限公司);[14]WO2012099168A1(OHARA KK有限公司);[15]WO2017110304A1。
图6显示数种示例性玻璃(实施例1-4)的总透射率τ与波长的函数关系图。采用厚度为2mm的玻璃样品,以250nm至2500nm的波长(1nm分辨率),通过Cary 5000光谱仪采用积分球测量透射率。如图6所示,示例性玻璃中的数个展现出小于400nm的λ70%,并且在一些情况下,小于390nm或小于380nm的λ70%。
图7显示一些示例性玻璃以及一些比较例玻璃的密度参数Pd与折射率参数Pn之间的关系图。所述示例性玻璃(实心圆圈)是来自表7的实施例1至5和38至50。所述比较例玻璃(空心圆圈)是来自表8的实例C1至C7。根据方程式(VI)确定对587.56nm处的折射率进行预测的折射率参数Pn。密度参数Pd对室温密度进行预测并且是根据方程式(VII)确定的。图7所示的所有示例性玻璃和比较例玻璃都具有下表9所规定的特征。在表9中,如果存在的话,输入的“没有限制”指的是当对组成进行选择时,不视为是限制。在图7中,上面列举的一些组成可能被标记以具有更好的可见性。
表9:图7所示的玻璃组合物的限制
量 | 单位 | 最小值 | 最大值 |
La2O3 | 摩尔% | 15 | 50 |
B2O3 | 摩尔% | 9 | 33 |
TiO2 | 摩尔% | 0 | 40 |
ZrO2 | 摩尔% | 0 | 13.5 |
Nb2O5 | 摩尔% | 0 | 12 |
Y2O3 | 摩尔% | 0 | 3 |
Ta2O5 | 摩尔% | 0 | 1.5 |
ZnO | 摩尔% | 0 | 0.8 |
Li2O | 摩尔% | 0 | 0.5 |
SiO2/(SiO2+B2O3) | 摩尔% | 0.05 | 0.95 |
Ti | 0.532 | 没有限制 |
上文列举的比较例玻璃选择为在具有表9规定的特征的已知玻璃中,在具有相当的密度参数Pd数值的情况下具有最高的折射率Pn。
图7所示的对应于方程式y=1.00+0.19*x的线提供了具有表9所规定的特征的比较例玻璃与根据本公开内容的示例性玻璃1至5和38至50之间的差异的视觉代表。从图7可以看出,图7中所呈现的所提及的示例性玻璃(实心圆圈)落在线y=1.00+0.19*x上方且没有比较例玻璃(空心圆圈)落在线y=1.00+0.19*x上方,式中,y对应于折射率参数Pn而x对应于密度参数Pd。换言之,图7中所呈现的一些示例性玻璃满足如下方程式(IX)且没有比较例玻璃满足如下方程式(IX):
Pn–(1.000+0.19*Pd)>0.000 (IX)
从图7还可以看出,图7中所呈现的一些示例性玻璃落在线y=1.03+0.19*x上方且没有比较例玻璃落在线y=1.03+0.19*x上方,式中,y对应于折射率参数Pn而x对应于密度参数Pd。换言之,图7中所呈现的所述示例性玻璃满足如下方程式(X)且没有比较例玻璃满足如下方程式(X):
Pn–(1.03+0.19*Pd)>0.000 (X)
图7所示的数据显示了在上表9所规定的条件下,来自本公开内容的一些示例性玻璃在具有相当的密度参数Pd数值的情况下,相比于满足同样条件的最好的比较例玻璃具有更高的折射率参数Pn数值。这可以被解读为,预测来说,这些示例性玻璃在所述玻璃中在相当的室温密度dRT数值(25℃测量,g/cm3)的情况下具有最高的587.56nm处测得的折射率nd数值。换言之,预测来说,图7所示的示例性玻璃提供了具有表9所规定的特性的已知玻璃中的高折射率nd与室温下的低密度dRT的组合的改进。
图8显示一些示例性玻璃以及一些比较例玻璃的密度dRT(25℃测量,单位为g/cm3)与折射率nd(587.56nm测量)之间的关系图。所述示例性玻璃(实心圆圈)是来自表7的实施例1至5。所述比较例玻璃(空心圆圈)是来自表8的实例C1、C3、C4以及C7至C11。图8所示的所有示例性玻璃和比较例玻璃都具有下表10所规定的特征。在表10中,如果存在的话,输入的“没有限制”指的是当对组成进行选择时,不视为是限制。在图8中,上面列举的一些组成可能被标记以具有更好的可见性。
表10:图8所示的玻璃组合物的限制
量 | 单位 | 最小值 | 最大值 |
La2O3 | 摩尔% | 15 | 50 |
B2O3 | 摩尔% | 9 | 33 |
TiO2 | 摩尔% | 0 | 40 |
ZrO2 | 摩尔% | 0 | 13.5 |
Nb2O5 | 摩尔% | 0 | 12 |
Y2O3 | 摩尔% | 0 | 3 |
Ta2O5 | 摩尔% | 0 | 1.5 |
ZnO | 摩尔% | 0 | 0.8 |
Li2O | 摩尔% | 0 | 0.5 |
SiO2/(SiO2+B2O3) | 摩尔% | 0.05 | 0.95 |
Ti | 0.532 | 没有限制 |
上文列举的比较例玻璃选择为在具有所提及的表10规定的特征的已知玻璃中,在具有相当的密度dRT数值(25℃测量,g/cm3)的情况下具有最高的折射率nd测量值(587.56nm测量)。
图8所示的对应于方程式y=1.00+0.19*x的线提供了具有表10所规定的特征的比较例玻璃与根据本公开内容的示例性玻璃1至5之间的差异的视觉代表。从图8可以看出,图8中所呈现的所提及的示例性玻璃(实心圆圈)落在线y=1.00+0.19*x上方且没有比较例玻璃(空心圆圈)落在线y=1.00+0.19*x上方,式中,y对应于nd而x对应于dRT。换言之,图8中所呈现的一些示例性玻璃满足如下方程式(I)(a)且没有比较例玻璃满足如下方程式(I)(a):
nd–(1.000+0.19*dRT)>0.000(I)(a)
从图8还可以看出,图8中所呈现的一些示例性玻璃落在线y=1.03+0.19*x上方且没有比较例玻璃落在线y=1.03+0.19*x上方,式中,y对应于折射率nd而x对应于密度dRT。换言之,图8中所呈现的所述示例性玻璃满足如下方程式(I)(b)且没有比较例玻璃满足如下方程式(I)(b):
nd–(1.03+0.19*dRT)>0.000(I)(b)
图8所示的数据显示了在上表10所规定的条件下,来自本公开内容的一些示例性玻璃在具有相当的密度dRT测量值(25℃测量,单位为g/cm3)的情况下,相比于满足同样条件的最好的比较例玻璃具有更高的折射率nd测量值(587.56nm测量)。这可以被解读为,根据测得的性质,这些示例性玻璃在所述玻璃中在相当的dRT数值的情况下具有最高的nd数值。换言之,测量性质来说,图8所示的示例性玻璃提供了具有表10所规定的特性的已知玻璃中的密度dRT与折射率nd组合的改进。
因此,图7和8所示的预测和测量的属性数据分别显示了:相比于具有表9和10所规定的特性的最好的比较例玻璃,来自本公开内容的一些示例性玻璃具有折射率nd(587.56nm测量)与密度dRT(25℃测量,单位为g/cm3)的更好的组合。
下表11呈现了图7和8中绘制的比较例玻璃C1至C11的表9和10以及方程式(IX)、(X)、(I)(a)和(I)(b)中所规定的所有属性的数值。表8呈现了比较例玻璃的完整组成。表7呈现了来自本公开内容的示例性玻璃的完整组成以及上文所提及的属性。
表11:具有表9和10所规定的特性的比较实例玻璃的属性
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表11(续)
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图9显示一些示例性玻璃以及一些比较例玻璃的透射率指数Ti与折射率参数Pn之间的关系图。所述示例性玻璃(实心圆圈)是来自表7的实施例1和46至73。所述比较例玻璃(空心圆圈)是来自表8的实例C23至C30。根据方程式(VI)确定对587.56nm处的折射率进行预测的折射率参数Pn。根据方程式(III)确定透射率指数Ti。图9所示的所有示例性玻璃和比较例玻璃都具有下表12所规定的特征。在表12中,如果存在的话,输入的“没有限制”指的是当对组成进行选择时,不视为是限制。在图9中,上面列举的一些组成可能被标记以具有更好的可见性。
表12:图9所示的玻璃组合物的限制
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上文列举的比较例玻璃选择为在具有表12规定的特征的已知玻璃中,在具有相当的透射率指数Ti数值的情况下具有最高的折射率参数Pn。
图9所示的对应于方程式y=2.055-0.36*x的线提供了具有表12所规定的特征的比较例玻璃与根据本公开内容的示例性玻璃1和46至73之间的差异的视觉代表。从图9可以看出,图9中所呈现的所提及的示例性玻璃(实心圆圈)落在线y=2.055-0.36*x上方且没有比较例玻璃(空心圆圈)落在线y=2.055-0.36*x上方,式中,y对应于折射率参数Pn而x对应于透射率指数Ti。换言之,图9中所呈现的一些示例性玻璃满足如下方程式(XI)(a)且没有比较例玻璃满足如下方程式(XI)(a):
Pn–(2.055–0.36*Ti)>0.000(XI)(a)
从图9还可以看出,图9中所呈现的一些示例性玻璃落在线y=2.1-0.36*x上方且没有比较例玻璃落在线y=2.1-0.36*x上方,式中,y对应于折射率参数Pn而x对应于透射率指数Ti。换言之,图9中所呈现的所述示例性玻璃满足如下方程式(XI)(b)且没有比较例玻璃满足如下方程式(XI)(b):
Pn–(2.1–0.36*Ti)>0.000(XI)(b)
图9所示的数据显示了在上表12所规定的条件下,来自本公开内容的一些示例性玻璃在具有相当的透射率指数Ti数值的情况下,相比于满足同样条件的最好的比较例玻璃具有更高的折射率参数Pn数值。这可以被解读为,预测来说,这些示例性玻璃在所述玻璃中在相当的透射率指数Ti数值的情况下具有最高的587.56nm处的折射率nd数值。换言之,预测来说,图9所示的示例性玻璃提供了具有表12所规定的特性的已知玻璃中的透射率指数Ti与折射率nd组合的改进。
图10显示一些示例性玻璃以及一些比较例玻璃的透射率指数Ti与587.56nm测得的折射率nd之间的关系图。所述示例性玻璃(实心圆圈)是来自表7的实施例1。所述比较例玻璃(空心圆圈)是来自表8的实例C23至C27、C29、C31和C32。图10所示的所有示例性玻璃和比较例玻璃都具有下表13所规定的特征。在表13中,如果存在的话,输入的“没有限制”指的是当对组成进行选择时,不视为是限制。在图10中,上面列举的一些组成可能被标记以具有更好的可见性。
表13:图10所示的玻璃组合物的限制
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上文列举的比较例玻璃选择为在具有表13提及的规定特征的已知玻璃中,在具有相当的透射率指数Ti数值的情况下具有最高测量值的折射率nd(587.56nm测量)。
图10所示的对应于方程式y=2.055-0.36*x的线提供了具有表13所规定的特征的比较例玻璃与根据本公开内容的示例性玻璃1之间的差异的视觉代表。从图10可以看出,图10中所呈现的所提及的示例性玻璃(实心圆圈)落在线y=2.055-0.36*x上方且没有比较例玻璃(空心圆圈)落在线y=2.055-0.36*x上方,式中,y对应于折射率nd而x对应于透射率指数Ti。换言之,图10中所呈现的一些示例性玻璃满足如下方程式(II)(a)且没有比较例玻璃满足如下方程式(II)(a):
nd–(2.055–0.36*Ti)≥0.000(II)(a)
从图10还可以看出,图10中所呈现的一些示例性玻璃落在线y=2.1-0.36*x上方且没有比较例玻璃落在线y=2.1-0.36*x上方,式中,y对应于折射率nd而x对应于透射率指数Ti。换言之,图10中所呈现的所述示例性玻璃满足如下方程式(II)(b)且没有比较例玻璃满足如下方程式(II)(b):
nd–(2.1–0.36*Ti)≥0.000(II)(b)
图10所示的数据显示了在上表13所规定的条件下,来自本公开内容的一些示例性玻璃在具有相当的透射率指数Ti测量值的情况下,相比于满足同样条件的最好的比较例玻璃具有更高的折射率nd测量值。这可以被解读为,根据测得的性质,这些示例性玻璃在所述玻璃中在相当的透射率指数Ti数值的情况下具有最高的折射率nd数值。换言之,根据测得的性质,图10所示的示例性玻璃提供了具有表13所规定的特性的已知玻璃中的透射率指数Ti与折射率nd组合的改进。
下表14呈现了图9和10中绘制的比较例玻璃C23至C32的表12和13以及方程式(XI)(a)、(XI)(b)、(II)(a)和(II)(b)中所规定的所有属性的数值。表8呈现了比较例玻璃的完整组成。表7呈现了来自本公开内容的示例性玻璃的完整组成以及上文所提及的属性。
表14:具有表12和13所规定的特性的比较实例玻璃的属性
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表14(续)
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因此,图9和10所示的预测和测量的属性数据分别显示了:相比于具有表12和13所规定的特性的最好的比较例玻璃,来自本公开内容的一些示例性玻璃具有透射率指数Ti与折射率nd(587.56nm测量)的更好的组合。
图11显示一些示例性玻璃以及一些比较例玻璃的透射率指数Ti与折射能力参数Pref之间的关系图。所述示例性玻璃(实心圆圈)是来自表7的实施例6至37。所述比较例玻璃(空心圆圈)是来自表8的实例C12至C19。折射能力参数Pref预测了(nd-1)/dRT的比值(“折射能力”),式中,nd是587.56nm测量的折射率以及dRT是25℃测量的密度(单位为g/cm3),并且是根据方程式(VIII)确定的。图11所示的所有示例性玻璃和比较例玻璃都具有下表15所规定的特征。在表15中,如果存在的话,输入的“没有限制”指的是当对组成进行选择时,不视为是限制。在图11中,上面列举的一些组成可能被标记以具有更好的可见性。
表15:图11所示的玻璃组合物的限制
上文列举的比较例玻璃选择为在具有表15规定的特征的已知玻璃中,在具有相当的透射率指数Ti数值的情况下具有最高的折射能力参数Pref。
图11所示的对应于方程式y=0.262-0.115*x的线提供了具有表15所规定的特征的比较例玻璃与根据本公开内容的示例性玻璃6至37之间的差异的视觉代表。从图11可以看出,图11中所呈现的所提及的示例性玻璃(实心圆圈)落在线y=0.262-0.115*x上方且没有比较例玻璃(空心圆圈)落在线y=0.262-0.115*x上方,式中,y对应于折射能力参数Pref而x对应于透射率指数Ti。换言之,图11中所呈现的一些示例性玻璃满足如下方程式(XII)且没有比较例玻璃满足如下方程式(XII):
Pref–(0.262–0.115*Ti)>0.000(XII)
图11所示的数据显示了在上表15所规定的条件下,来自本公开内容的一些示例性玻璃在具有相当的透射率指数Ti数值的情况下,相比于满足同样条件的最好的比较例玻璃具有更高的折射能力参数Pref数值。这可以被解读为,预测来说,这些示例性玻璃在所述玻璃中在相当的透射率指数Ti数值的情况下具有最高的折射率nd与密度dRT之比(nd-1)/dRT(“折射能力”)的数值。换言之,预测来说,图11的示例性玻璃提供了具有表15所规定的特性的已知玻璃中的透射率指数Ti与折射能力组合的改进。
图12显示一些示例性玻璃以及一些比较例玻璃的透射率指数Ti与比例(nd-1)/dRT(“折射能力”)之间的关系图,式中,nd是587.56nm测量的折射率,以及dRT是25℃测量的密度(单位为g/cm3)。所述示例性玻璃(实心圆圈)是来自表7的实施例6、7和18。所述比较例玻璃(空心圆圈)是来自表8的实例C3和C19至C22。图12所示的所有示例性玻璃和比较例玻璃都具有下表16所规定的特征。在表16中,如果存在的话,输入的“没有限制”指的是当对组成进行选择时,不视为是限制。在图12中,上面列举的一些组成可能被标记以具有更好的可见性。
表16:图12所示的玻璃组合物的限制
量 | 单位 | 最小值 | 最大值 |
TiO2 | 摩尔% | 1 | 40 |
B2O3 | 摩尔% | 1 | 29 |
SiO2 | 摩尔% | 0 | 32 |
La2O3 | 摩尔% | 0 | 30 |
CaO | 摩尔% | 0 | 15 |
BaO | 摩尔% | 0 | 15 |
GeO2 | 摩尔% | 0 | 10 |
Al2O3 | 摩尔% | 0 | 10 |
ZrO2 | 摩尔% | 0 | 7.8 |
Nb2O5 | 摩尔% | 0 | 7 |
Li2O | 摩尔% | 0 | 4 |
RO | 摩尔% | 0 | 25 |
R2O | 摩尔% | 0 | 15 |
F | 原子% | 0 | 1 |
SiO2+B2O3 | 摩尔% | 没有限制 | 45 |
Y2O3+ZnO | 摩尔% | 0 | 2 |
Ti | 0.25 | 0.75 |
上文列举的比较例玻璃选择为在具有表16提及的规定特征的已知玻璃中,在具有相当的透射率指数Ti数值的情况下具有最高测量值的折射率nd与密度dRT之比(nd-1)/dRT(“折射能力”)。
图12所示的对应于方程式y=0.262-0.115*x的线提供了具有表16所规定的特征的比较例玻璃与根据本公开内容的示例性玻璃6、7和18之间的差异的视觉代表。从图12可以看出,图12中所呈现的所提及的示例性玻璃(实心圆圈)落在线y=0.262-0.115*x上方且没有比较例玻璃(空心圆圈)落在线y=0.262-0.115*x上方,式中,y对应于比例(nd-1)/dRT(折射能力)而x对应于透射率指数Ti。换言之,图12中所呈现的一些示例性玻璃满足如下方程式(V)且没有比较例玻璃满足如下方程式(V):
[(nd–1)/dRT]–(0.262–0.115*Ti)>0.000 (V)
图12所示的数据显示了在上表16所规定的条件下,来自本公开内容的一些示例性玻璃在具有相当的透射率指数Ti测量值的情况下,相比于满足同样条件的最好的比较例玻璃具有更高的比例(nd-1)/dRT(折射能力)测量值。这可以被解读为,根据测得的性质,这些示例性玻璃在所述玻璃中在相当的Ti数值的情况下具有最高比值(nd-1)/dRT。换言之,根据测得的性质,图12所示的示例性玻璃提供了具有表16所规定的特性的已知玻璃中的透射率指数Ti与折射能力(比例(nd-1)/dRT)组合的改进。
下表17呈现了图11和12中绘制的比较例玻璃C3和C12值C22的表15和16以及方程式(XII)和(V)中所规定的所有属性的数值。表8呈现了比较例玻璃的完整组成。表7呈现了来自本公开内容的示例性玻璃的完整组成以及上文所提及的属性。
表17:具有表15和16所规定的特性的比较例玻璃的属性
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表17(续)
因此,图11和12所示的预测和测量的属性数据分别显示了:相比于具有表15和16所规定的特性的最好的比较例玻璃,来自本公开内容的一些示例性玻璃具有折射能力(比例(nd-1)/dRT)与透射率指数Ti的更好的组合。
本公开内容包含以下非限制性方面。在尚未描述的范围内,第1至第26个方面的任一个特征可以部分或全部与本公开内容的其他方面的任一个或多个特征组合以形成额外的方面,甚至在没有对此类组合进行描述的情况下亦是如此。
根据本公开内容的第1个方面,玻璃包含:B2O3为9.0摩尔%至33.0摩尔%;La2O3为15.0摩尔%至50.0摩尔%;SiO2为大于0.0摩尔%,其中,SiO2(表述为摩尔%)与SiO2和B2O3之和(表述为摩尔%)之比(SiO2/(SiO2+B2O3))为0.05至0.95;以及选自如下的至少一种氧化物:Nb2O5、TiO2、ZrO2、Y2O3、Li2O、Ta2O5、Al2O3、BaO、Bi2O3、CaO、Er2O3、Gd2O3、K2O、Na2O、Nd2O3、P2O5、PbO、TeO2、WO3、Y2O3、Yb2O3和ZnO,要求的其他条件是:Nb2O5为0.0摩尔%至12.0摩尔%;TiO2为0.0摩尔%至40.0摩尔%;ZrO2为0.0摩尔%至13.5摩尔%;Y2O3为0.0摩尔%至3.0摩尔%;ZnO为0.0摩尔%至0.8摩尔%;Li2O为0.0摩尔%至0.5摩尔%;以及Ta2O5为0.0摩尔%至1.5摩尔%,以及其中,玻璃具有满足如下方程式(IX)的折射率参数Pn和密度参数Pd:
Pn–(1.000+0.19*Pd)>0.000 (IX)
式中,折射率参数Pn根据如下方程式(VI)计算:
以及,式中,密度参数Pd根据如下方程式(VII)计算:
以及其中,玻璃具有0.532或更大的透射率指数Ti,式中,透射率指数Ti根据如下方程式(III)计算:
式中,方程式(VI)、方程式(VII)和方程式(III)中所列出的每种氧化物指的是玻璃中的氧化物的量,表述为摩尔%。
根据本公开内容的第2个方面,方面1的玻璃,其中,玻璃具有满足如下方程式(I)(a)的折射率nd和密度dRT:
nd–(1.000+0.19*dRT)>0.000(I)(a)
式中,折射率nd是在587.56nm波长测得的,以及密度dRT是在25℃测得的,单位为g/cm3。
根据本公开内容的第3个方面,方面1或方面2的玻璃,其中,透射率指数Ti是0.550或更大。
根据本公开内容的第4个方面,方面1-3中任一项的玻璃,其中,玻璃包含SiO2为0.3摩尔%至30.0摩尔%。
根据本公开内容的第5个方面,方面1-4中任一项的玻璃,其中,玻璃包含以下至少一种:TiO2为0.3摩尔%至40.0摩尔%;ZrO2为0.3摩尔%至10.0摩尔%;以及Nb2O5为0.3摩尔%至12.0摩尔%。
根据本公开内容的第6个方面,方面1-5中任一项的玻璃,其中,玻璃包含以下至少一种:CaO为0.0摩尔%至30.0摩尔%;BaO为0.0摩尔%至10.0摩尔%;WO3为0.0摩尔%至10.0摩尔%;Na2O为0.0摩尔%至5.0摩尔%;K2O为0.0摩尔%至5.0摩尔%;以及SrO为0.0摩尔%至7.5摩尔%。
根据本公开内容的第7个方面,方面1-6中任一项的玻璃,其中,玻璃表征为在空气中在2.5分钟内从1100℃冷却到500℃而不发生结晶的能力。
根据本公开内容的第8个方面,方面1-7中任一项的玻璃,其中,玻璃具有1.95或更大的折射率nd,以587.56nm波长测量,以及5.3g/cm3或更小的密度dRT,以25℃测量。
根据本公开内容的第9个方面,玻璃包含:SiO2为3.0摩尔%或更多;B2O3为1.0摩尔%或更多,其中,(SiO2+B2O3)之和为48.0摩尔%或更小;二价金属氧化物的总含量(RO)为8.5摩尔%或更大;以及选自以下的至少一种氧化物:Nb2O5、TiO2、ZrO2、Y2O3、Li2O、Ta2O5、Al2O3、BaO、Bi2O3、CaO、Er2O3、Gd2O3、K2O、Na2O、Nd2O3、P2O5、PbO、TeO2、WO3、Y2O3、Yb2O3和ZnO,要求的其他条件是:Gd2O3为0.0摩尔%至27.0摩尔%;CaO为0.0摩尔%至32.0摩尔%;Li2O为0.0摩尔%至7.0摩尔%;MgO为0.0摩尔%至5.0摩尔%;Y2O3为0.0摩尔%至1.5摩尔%;Ta2O5为0.0摩尔%至0.5摩尔%;BaO为0.0摩尔%至14.0摩尔%;CdO为0.0摩尔%至10.0摩尔%;Bi2O3为0.0摩尔%至20.0摩尔%;PbO为0.0摩尔%至1.0摩尔%;HfO2为0.0摩尔%至1.0摩尔%;TeO2为0.0摩尔%至5.0摩尔%;Nb2O5为0.0摩尔%至25.0摩尔%;TiO2为0.0摩尔%至18.0摩尔%;ZnO为0.0摩尔%至2.0摩尔%;氟为0.0原子%至1.0原子%;(SiO2+B2O3+Alk2O+MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)之和为69.0摩尔%或更小,式中,Alk2O是碱金属氧化物的总含量;以及(REmOn+TiO2+Nb2O5+ZrO2+Bi2O3+WO3)之和为25.0摩尔%或更大,式中,REmOn是稀土金属氧化物的总含量,以及其中,玻璃具有满足如下方程式(XI)(a)的折射率参数Pn和透射率指数Ti:
Pn–(2.055–0.36*Ti)>0.000(XI)(a)
式中,折射率参数Pn根据如下方程式(VI)计算:
以及,式中,透射率指数Ti根据如下方程式(III)计算:
并且方程式(VI)和方程式(III)中所列出的每种氧化物指的是玻璃中的氧化物的量,表述为摩尔%。
根据本公开内容的第10个方面,方面9的玻璃,其中,玻璃具有587.56nm波长测得的折射率nd,以及其中,玻璃满足如下方程式(II)(a):
nd–(2.055–0.36*Ti)≥0.000(II)(a)
根据本公开内容的第11个方面,方面9的玻璃,其中,玻璃具有满足如下方程式(I)(a)的折射率nd和密度dRT:
nd–(1.000+0.19*dRT)>0.000(I)(a)
式中,折射率nd是在587.56nm波长测得的,以及密度dRT是在25℃测得的,单位为g/cm3。
根据本公开内容的第12个方面,方面9-11中任一项的玻璃,其中,玻璃包含:SiO2为3.0摩尔%至45.0摩尔%;以B2O3为1.0摩尔%至45.0摩尔%。
根据本公开内容的第13个方面,方面9-12中任一项的玻璃,其中,玻璃包含以下至少一种:Nb2O5为0.0摩尔%至22.0摩尔%;La2O3为0.3摩尔%至30.0摩尔%;Gd2O3为0.0摩尔%至15.0摩尔%;以及Bi2O3为0.0摩尔%至10.0摩尔%。
根据本公开内容的第14个方面,方面9-13中任一项的玻璃,其中,玻璃包含的(Na2O+K2O)之和为0.0摩尔%至10.0摩尔%。
根据本公开内容的第15个方面,方面9-14中任一项的玻璃,其中,玻璃包含以下至少一种:TiO2为0.3摩尔%至18.0摩尔%;ZrO2为0.3摩尔%至10.0摩尔%;Nb2O5为0.3摩尔%至15.0摩尔%;WO3为0.0摩尔%至10.0摩尔%;Na2O为0.0摩尔%至5.0摩尔%;K2O为0.0摩尔%至5.0摩尔%;SrO为0.0摩尔%至7.5摩尔%;以及Li2O为0.0摩尔%至4.0摩尔%.。
根据本公开内容的第16个方面,方面9-15中任一项的玻璃,其中,玻璃表征为在空气中在2.5分钟内从1100℃冷却到500℃而不发生结晶的能力。
根据本公开内容的第17个方面,方面9-16中任一项的玻璃,其中,玻璃具有1.95或更大的折射率nd,以587.56nm波长测量,以及5.3g/cm3或更小的密度dRT,以25℃测量。
根据本公开内容的第18个方面,玻璃包含:TiO2为1.0摩尔%至40.0摩尔%;B2O3为1.0摩尔%至29.0摩尔%;SiO2为0.0摩尔%至32.0摩尔%,其中,(SiO2+B2O3)之和为45.0摩尔%或更小;以及选自以下的至少一种氧化物:Nb2O5、ZrO2、La2O3、Y2O3、Li2O、Al2O3、BaO、Bi2O3、CaO、Er2O3、Gd2O3、Na2O、Nd2O3、P2O5、PbO、WO3、Y2O3、Yb2O3和ZnO,要求的其他条件是:La2O3为0.0摩尔%至30.0摩尔%;ZrO2为0.0摩尔%至7.8摩尔%;Nb2O5为0.0摩尔%至7.0摩尔%;CaO为0.0摩尔%至15.0摩尔%;BaO为0.0摩尔%至15.0摩尔%;Li2O为0.0摩尔%至3.5摩尔%;GeO2为0.0摩尔%至10.0摩尔%;Al2O3为0.0摩尔%至10.0摩尔%;氟为0.0原子%至1.0原子%;(Y2O3+ZnO)之和为0.0摩尔%至2.0摩尔%;二价金属氧化物的总含量(RO)为0.0摩尔%至40.0摩尔%;以及单价金属氧化物的总含量(R2O)为0.0摩尔%至15.0摩尔%,以及其中,玻璃具有0.25至0.75的透射率指数Ti,以及其中,玻璃具有满足如下方程式(XII)的折射能力参数Pref和透射率指数Ti:
Pref–(0.262–0.115*Ti)>0.000(XII)
式中,折射能力参数Pref根据如下方程式(VIII)计算:
以及,式中,透射率指数Ti根据如下方程式(III)计算:
并且方程式(VIII)和方程式(III)中所列出的每种氧化物指的是玻璃中的氧化物的量,表述为摩尔%。
根据本公开内容的第19个方面,方面18的玻璃,其中,玻璃具有以587.56nm波长测量的折射率nd,以及以25℃测量的密度dRT(单位为g/cm3),以及其中,玻璃还满足如下方程式(V):
[(nd–1)/dRT]–(0.262–0.115*Ti)>0.000(V)
根据本公开内容的第20个方面,方面18或方面19的玻璃,其中,玻璃具有0.485或更大的透射率指数Ti。
根据本公开内容的第21个方面,方面18-20中任一项的玻璃,其中,玻璃具有587.56nm波长测得的折射率nd,以及其中,玻璃还满足如下方程式(IV):
nd–(2.000–0.36*Ti)≥0.000(IV)
根据本公开内容的第22个方面,方面18-21中任一项的玻璃,其中,玻璃包含SiO2为0.3摩尔%至30.0摩尔%。
根据本公开内容的第23个方面,方面18-22中任一项的玻璃,其中,玻璃包含以下至少一种:La2O3为0.3摩尔%至30.0摩尔%;ZrO2为0.3摩尔%至7.8摩尔%;以及Nb2O5为0.3摩尔%至7.0摩尔%。
根据本公开内容的第24个方面,方面18-23中任一项的玻璃,其中,玻璃包含以下至少一种:BaO为0.0摩尔%至10.0摩尔%;WO3为0.0摩尔%至10.0摩尔%;Na2O为0.0摩尔%至5.0摩尔%;K2O为0.0摩尔%至5.0摩尔%;SrO为0.0摩尔%至7.5摩尔%;以及Y2O3为0.0摩尔%至3.0摩尔%。
根据本公开内容的第25个方面,方面18-24中任一项的玻璃,其中,玻璃表征为在空气中在2.5分钟内从1100℃冷却到500℃而不发生结晶的能力。
根据本公开内容的第26个方面,方面18-25中任一项的玻璃,其中,玻璃具有1.95或更大的折射率nd,以587.56nm波长测量,以及5.3g/cm3或更小的密度dRT,以25℃测量。
可以对本公开内容的上文所述的实施方式进行许多改变和改进,而不明显背离本公开内容的精神和各个原理。所有此类变化和修改旨在包括在本文中,位于本公开内容的范围内和受到所附权利要求的保护。
在尚未描述的范围内,本公开内容的各个方面的不同特征可以根据需要相互结合使用。关于本公开内容的每个方面中未明确示出或描述的特定特征并不意味着解读为这是不可以的,而是解读为为了描述的简洁性和简洁性而这样做。因而,不同方面的各种特征可以根据需要进行混合和匹配以形成新的方面,无论新的方面是否明确公开。
Claims (26)
1.一种玻璃,其包含:
B2O3为9.0摩尔%至33.0摩尔%;
La2O3为15.0摩尔%至50.0摩尔%;
SiO2为大于0.0摩尔%,其中,SiO2(表述为摩尔%)与SiO2和B2O3之和(表述为摩尔%)之比(SiO2/(SiO2+B2O3))为0.05至0.95;以及
选自以下的至少一种氧化物:Nb2O5、TiO2、ZrO2、Y2O3、Li2O、Ta2O5、Al2O3、BaO、Bi2O3、CaO、Er2O3、Gd2O3、K2O、Na2O、Nd2O3、P2O5、PbO、TeO2、WO3、Y2O3、Yb2O3和ZnO,要求的前提条件是:
Nb2O5为0.0摩尔%至12.0摩尔%;
TiO2为0.0摩尔%至40.0摩尔%;
ZrO2为0.0摩尔%至13.5摩尔%;
Y2O3为0.0摩尔%至3.0摩尔%;
ZnO为0.0摩尔%至0.8摩尔%;
Li2O为0.0摩尔%至0.5摩尔%;以及
Ta2O5为0.0摩尔%至1.5摩尔%;以及
其中,玻璃具有满足如下方程式(IX)的折射率参数Pn和密度参数Pd:
Pn–(1.000+0.19*Pd)>0.000(IX)
式中,折射率参数Pn根据如下方程式(VI)计算:
以及
式中,密度参数Pd根据如下方程式(VII)计算:
以及
其中,玻璃具有0.532或更大的透射率指数Ti,式中,透射率指数Ti根据如下方程式(III)计算:
式中,方程式(VI)、方程式(VII)和方程式(III)中所列出的每种氧化物指的是玻璃中的氧化物的量,表述为摩尔%。
2.如权利要求1所述的玻璃,其中,玻璃具有满足如下方程式(I)(a)的折射率nd和密度dRT:
nd–(1.000+0.19*dRT)>0.000(I)(a)
式中,折射率nd是在587.56nm波长测得的,以及密度dRT是在25℃测得的,单位为g/cm3。
3.如权利要求1或2所述的玻璃,其中,透射率指数Ti是0.550或更大。
4.如权利要求1-3中任一项所述的玻璃,其中,玻璃包含SiO2为0.3摩尔%至30.0摩尔%。
5.如权利要求1-4中任一项所述的玻璃,其中,玻璃包含以下至少一种:
TiO2为0.3摩尔%至40.0摩尔%;
ZrO2为0.3摩尔%至10.0摩尔%;以及
Nb2O5为0.3摩尔%至12.0摩尔%。
6.如权利要求1-5中任一项所述的玻璃,其中,玻璃包含以下至少一种:
CaO为0.0摩尔%至30.0摩尔%;
BaO为0.0摩尔%至10.0摩尔%;
WO3为0.0摩尔%至10.0摩尔%;
Na2O为0.0摩尔%至5.0摩尔%;
K2O为0.0摩尔%至5.0摩尔%;以及
SrO为0.0摩尔%至7.5摩尔%。
7.如权利要求1-6中任一项所述的玻璃,其中,玻璃表征为在空气中在2.5分钟内从1100℃冷却到500℃而不发生结晶的能力。
8.如权利要求1-7中任一项所述的玻璃,其中,玻璃具有1.95或更大的折射率nd,以587.56nm波长测量,以及5.3g/cm3或更小的密度dRT,以25℃测量。
9.一种玻璃,其包含:
SiO2为3.0摩尔%或更多;
B2O3为1.0摩尔%或更多,其中,(SiO2+B2O3)之和为48.0摩尔%或更少;
二价金属氧化物的总含量(RO)为8.5摩尔%或更多;以及
选自以下的至少一种氧化物:Nb2O5、TiO2、ZrO2、Y2O3、Li2O、Ta2O5、Al2O3、BaO、Bi2O3、CaO、Er2O3、Gd2O3、K2O、Na2O、Nd2O3、P2O5、PbO、TeO2、WO3、Y2O3、Yb2O3和ZnO,要求的前提条件是:
Gd2O3为0.0摩尔%至27.0摩尔%;
CaO为0.0摩尔%至32.0摩尔%;
Li2O为0.0摩尔%至7.0摩尔%;
MgO为0.0摩尔%至5.0摩尔%;
Y2O3为0.0摩尔%至1.5摩尔%;
Ta2O5为0.0摩尔%至0.5摩尔%;
BaO为0.0摩尔%至14.0摩尔%;
CdO为0.0摩尔%至10.0摩尔%;
Bi2O3为0.0摩尔%至20.0摩尔%;
PbO为0.0摩尔%至1.0摩尔%;
HfO2为0.0摩尔%至1.0摩尔%;
TeO2为0.0摩尔%至5.0摩尔%;
Nb2O5为0.0摩尔%至25.0摩尔%;
TiO2为0.0摩尔%至18.0摩尔%;
ZnO为0.0摩尔%至2.0摩尔%;
氟为0.0原子%至1.0原子%;
(SiO2+B2O3+Alk2O+MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)之和为69.0摩尔%或更少,式中,Alk2O是碱金属氧化物的总含量;以及
(REmOn+TiO2+Nb2O5+ZrO2+Bi2O3+WO3)之和为25.0摩尔%或更大,式中,REmOn是稀土金属氧化物的总含量,以及
玻璃具有满足如下方程式(IX)(a)的折射率参数Pn和透射率指数Ti:
Pn–(2.055–0.36*Ti)>0.000(XI)(a)
式中,折射率参数Pn根据如下方程式(VI)计算:
以及
式中,透射率指数Ti根据如下方程式(III)计算:
并且方程式(VI)和方程式(III)中所列出的每种氧化物指的是玻璃中的氧化物的量,表述为摩尔%。
10.如权利要求9所述的玻璃,其中,玻璃具有587.56nm波长测得的折射率nd,以及其中,玻璃满足如下方程式(II)(a):
nd–(2.055–0.36*Ti)≥0.000(II)(a)。
11.如权利要求9所述的玻璃,其中,玻璃具有满足如下方程式(I)(a)的折射率nd和密度dRT:
nd–(1.000+0.19*dRT)>0.000(I)(a)
式中,折射率nd是在587.56nm波长测得的,以及密度dRT是在25℃测得的,单位为g/cm3。
12.如权利要求9-11中任一项所述的玻璃,其中,玻璃包含:
SiO2为3.0摩尔%至45.0摩尔%;以及
B2O3为1.0摩尔%至45.0摩尔%。
13.如权利要求9-12中任一项所述的玻璃,其中,玻璃包含以下至少一种:
Nb2O5为0.0摩尔%至22.0摩尔%;
La2O3为0.3摩尔%至30.0摩尔%;
Gd2O3为0.0摩尔%至15.0摩尔%;以及
Bi2O3为0.0摩尔%至10.0摩尔%。
14.如权利要求9-13中任一项所述的玻璃,其中,所述玻璃包含的(Na2O+K2O)之和为0.0摩尔%至10.0摩尔%。
15.如权利要求9-14中任一项所述的玻璃,其中,玻璃包含以下至少一种:
TiO2为0.3摩尔%至18.0摩尔%;
ZrO2为0.3摩尔%至10.0摩尔%;
Nb2O5为0.3摩尔%至15.0摩尔%;
WO3为0.0摩尔%至10.0摩尔%;
Na2O为0.0摩尔%至5.0摩尔%;
K2O为0.0摩尔%至5.0摩尔%;
SrO为0.0摩尔%至7.5摩尔%;以及
Li2O为0.0摩尔%至4.0摩尔%。
16.如权利要求9-15中任一项所述的玻璃,其中,玻璃表征为在空气中在2.5分钟内从1100℃冷却到500℃而不发生结晶的能力。
17.如权利要求9-16中任一项所述的玻璃,其中,玻璃具有1.95或更大的折射率nd,以587.56nm波长测量,以及5.3g/cm3或更小的密度dRT,以25℃测量。
18.一种玻璃,其包含:
TiO2为1.0摩尔%至40.0摩尔%;
B2O3为1.0摩尔%至29.0摩尔%;
SiO2为0.0摩尔%至32.0摩尔%,其中,(SiO2+B2O3)之和为45.0摩尔%或更少;以及
选自以下的至少一种氧化物:Nb2O5、ZrO2、La2O3、Y2O3、Li2O、Al2O3、BaO、Bi2O3、CaO、Er2O3、Gd2O3、Na2O、Nd2O3、P2O5、PbO、WO3、Y2O3、Yb2O3和ZnO,要求的前提条件是:
La2O3为0.0摩尔%至30.0摩尔%;
ZrO2为0.0摩尔%至7.8摩尔%;
Nb2O5为0.0摩尔%至7.0摩尔%;
CaO为0.0摩尔%至15.0摩尔%;
BaO为0.0摩尔%至15.0摩尔%;
Li2O为0.0摩尔%至3.5摩尔%;
GeO2为0.0摩尔%至10.0摩尔%;
Al2O3为0.0摩尔%至10.0摩尔%;
氟为0.0原子%至1.0原子%;
(Y2O3+ZnO)之和为0.0摩尔%至2.0摩尔%;
二价金属氧化物的总含量(RO)为0.0摩尔%至40.0摩尔%;以及
单价金属氧化物的总含量(R2O)为0.0摩尔%至15.0摩尔%;以及
其中,玻璃具有0.25至0.75的透射率指数Ti,以及其中,玻璃具有满足如下方程式(XII)的折射能力参数Pref和透射率指数Ti:
Pref–(0.262–0.115*Ti)>0.000(XII)
式中,折射能力参数Pref根据如下方程式(VIII)计算:
以及
式中,透射率指数Ti根据如下方程式(III)计算:
并且方程式(VIII)和方程式(III)中所列出的每种氧化物指的是玻璃中的氧化物的量,表述为摩尔%。
19.如权利要求18所述的玻璃,其中,玻璃具有以587.56nm波长测量的折射率nd,以及以25℃测量的密度dRT(单位为g/cm3),以及其中,玻璃还满足如下方程式(V):
[(nd–1)/dRT]–(0.262–0.115*Ti)>0.000(V)。
20.如权利要求18或19所述的玻璃,其中,玻璃具有0.485或更大的透射率指数Ti。
21.如权利要求18-20中任一项所述的玻璃,其中,玻璃具有587.56nm波长测得的折射率nd,以及其中,玻璃还满足如下方程式(IV):
nd–(2.000–0.36*Ti)≥0.000(IV)。
22.如权利要求18-21中任一项所述的玻璃,其中,玻璃包含SiO2为0.3摩尔%至30.0摩尔%。
23.如权利要求18-22中任一项所述的玻璃,其中,玻璃包含以下至少一种:
La2O3为0.3摩尔%至30.0摩尔%;
ZrO2为0.3摩尔%至7.8摩尔%;以及
Nb2O5为0.3摩尔%至7.0摩尔%。
24.如权利要求18-23中任一项所述的玻璃,其中,玻璃包含以下至少一种:
BaO为0.0摩尔%至10.0摩尔%;
WO3为0.0摩尔%至10.0摩尔%;
Na2O为0.0摩尔%至5.0摩尔%;
K2O为0.0摩尔%至5.0摩尔%;
SrO为0.0摩尔%至7.5摩尔%;以及
Y2O3为0.0摩尔%至3.0摩尔%。
25.如权利要求18-24中任一项所述的玻璃,其中,玻璃表征为在空气中在2.5分钟内从1100℃冷却到500℃而不发生结晶的能力。
26.如权利要求18-25中任一项所述的玻璃,其中,玻璃具有1.95或更大的折射率nd,以587.56nm波长测量,以及5.3g/cm3或更小的密度dRT,以25℃测量。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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