KR20240036653A - 높은 굴절률 및 낮은 액상선 온도를 갖는 붕산염 및 규소붕산염(silicoborate) 광학 유리 - Google Patents

높은 굴절률 및 낮은 액상선 온도를 갖는 붕산염 및 규소붕산염(silicoborate) 광학 유리 Download PDF

Info

Publication number
KR20240036653A
KR20240036653A KR1020247005981A KR20247005981A KR20240036653A KR 20240036653 A KR20240036653 A KR 20240036653A KR 1020247005981 A KR1020247005981 A KR 1020247005981A KR 20247005981 A KR20247005981 A KR 20247005981A KR 20240036653 A KR20240036653 A KR 20240036653A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mol
less
glass
composition
tio
Prior art date
Application number
KR1020247005981A
Other languages
English (en)
Inventor
안토이네 마리 조셉 레피카드
지안 루오
알렉산더 I 프리븐
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from NL2029053A external-priority patent/NL2029053B1/en
Application filed by 코닝 인코포레이티드 filed Critical 코닝 인코포레이티드
Publication of KR20240036653A publication Critical patent/KR20240036653A/ko

Links

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
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
    • 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
    • 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
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/07—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead
    • C03C3/072—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead containing boron
    • 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
    • C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
    • C03C3/142—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing lead
    • 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
    • C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
    • C03C3/15—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths
    • C03C3/155—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths containing zirconium, titanium, tantalum or niobium
    • 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
    • C03C3/19—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing boron
    • 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
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (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)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

유리 조성물은 산화 붕소(B2O3), 산화 란탄(La2O3), 산화 텅스텐(WO3) 및 지르코니아(ZrO2)를 구성 성분으로 포함하며 선택적으로 니오비아(Nb2O5), 티타니아(TiO2), 산화 비스무트(Bi2O3), 이트리아(Y2O3), 산화 텔루륨(TeO2), SiO2, PbO 및 다른 구성 성분을 포함할 수 있다. 유리는 공지의 유리에 비해 587.56 nm에서의 높은 굴절률 및 실온에서의 낮은 밀도에 의해 특징지어질 수 있다.

Description

높은 굴절률 및 낮은 액상선 온도를 갖는 붕산염 및 규소붕산염(silicoborate) 광학 유리
본 출원은 2021년 8월 3일 출원된 미국 특허 가출원 번호 제 63/228,704 호로부터의 우선권의 이익을 주장하는 2021년 8월 25일 출원된 네덜란드 특허 출원 제 2029053 호에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 이의 내용은 본원에 의존되고 전체가 참조로서 본원에 통합된다.
분야
본 개시는 일반적으로 높은 굴절률, 낮은 밀도, 및 낮은 액상선 온도를 갖는 붕산염 및 규소붕산염 유리에 관한 것이다.
유리는 다양한 광학 장치에 사용되며, 이의 예는 증강 현실 장치, 가상 현실 장치, 혼합 현실 장치, 아이웨어(eye wear) 등을 포함한다. 이러한 유형의 유리에 대한 바람직한 특성은 종종 높은 굴절률 및 낮은 밀도를 포함한다. 추가적인 바람직한 특성은 전자기 스펙트럼의 가시 범위 및 근-자외선(근-UV) 범위에서의 높은 투과율 및/또는 낮은 광학 분산을 포함할 수 있다. 이들 특성의 원하는 조합을 가지며 우수한 유리-형성 능력을 갖는 조성물로부터 형성될 수 있는 유리를 찾는 것은 어려울 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 말하면, 유리의 굴절률이 증가할 때, 밀도 또한 높아지는 경향이 있다. TiO2 및 Nb2O5와 같은 종은 유리의 밀도를 증가시키지 않고 유리의 굴절률을 증가시키기 위해 종종 첨가된다. 그러나, 이러한 물질은 종종 청색 광 및 UV 광을 흡수하며, 이는 유리에 의한 이 스펙트럼 영역 내의 광의 투과율을 바람직하지 않게 감소시킬 수 있다. 종종, 낮은 밀도를 유지하고, 스펙트럼의 청색 및 UV 영역에서의 투과율을 감소시키지 않으면서 유리의 굴절률을 증가시키려는 시도는 물질의 유리-형성 능력의 감소를 초래할 수 있다. 예를 들어, 결정화 및/또는 액체-액체 상 분리는 업계에서 일반적으로 선호되는 냉각 속도로 유리 용융물을 냉각하는 동안 발생할 수 있다. 일반적으로, 유리-형성 능력의 감소는 ZrO2, Y2O3, Sc2O3, BeO 등과 같은 특정 종의 양이 증가함에 따라 나타난다.
저밀도, 고굴절률 유리는 종종 사용된 유리 형성제에 따라 두 유형의 화학 시스템 중 하나에 속한다: (a) SiO2 및/또는 B2O3가 주요 유리 형성제로 사용되는 규소붕산염 또는 붕산염 유리 및 (b) P2O5가 주요 유리 형성제로 사용되는 인산염 유리. GeO2, TeO2, Bi2O3, 및 V2O5와 같은 주요 유리 형성제로서 다른 산화물을 사용하는 유리는 비용, 유리-형성 능력, 광학 특성, 및/또는 생산 요구 사항으로 인해 사용하기 어려울 수 있다.
인산염 유리는 높은 굴절률 및 낮은 밀도에 의해 특징지어질 수 있으나, 인산염 유리는 용융물로부터의 P2O5의 휘발 및/또는 백금 불화합성(incompatibility)의 위험으로 인해 생산이 어려울 수 있다. 또한, 인산염 유리는 종종 매우 착색되며 원하는 투과율 특성을 갖는 유리를 제공하기 위한 추가의 표백 단계를 요구할 수 있다. 또한, 높은 굴절률을 나타내는 인산염 유리는 광학 분산의 증가를 갖는 경향이 있다.
규소붕산염 및 붕산염 유리는 일반적으로 생산이 보다 쉽고 일부 경우 표백 단계 없이 높은 투과율을 나타낼 수 있다. 그러나, 규소붕산염 및 보로실리케이트 유리는 일반적으로 인산염 유리에 비해 굴절률이 증가함에 따라 밀도의 증가를 나타낸다.
이러한 점을 고려할 때, 높은 굴절률, 낮은 밀도, 및 청색 광에 대한 높은 투과율을 갖는 붕산염 및 규소붕산염 유리에 대한 요구가 있다.
본 개시의 구현예에 따르면, 유리는 복수의 구성 성분을 포함하며, 상기 유리는 10.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 B2O3, 0.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 WO3, 0.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 0.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하의 TiO2, 0.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 La2O3, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 Bi2O3, 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 TeO2, 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 ZrO2, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 SiO2, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 PbO, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 GeO2, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 P2O5, 0.0 mol.% 이상 6.0 mol.% 이하의 Y2O3, 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 V2O5, 0.1 mol.% 이상의 WO3 + Bi2O3를 포함하며 희토류 금속 산화물 REmOn, Al2O3, BaO, CaO, K2O, Li2O, MgO, Na2O, SrO, Ta2O5 및 ZnO로부터 선택되는 하나 이상의 구성 성분을 선택적으로 함유할 수 있는 구성 성분의 조성을 갖고, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하고: REmOn + ZrO2 - Nb2O5 [mol.%] ≥ 5.0, 여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며: ·Pn > 2.04, ·-5 ≤ PGF ≤ 15, 여기서 Pn은 식 (IV)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산된 굴절률 파라미터이고:
PGF는 식 (III)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산된 유리 형성 파라미터이며:
여기서 REmOn는 희토류 금속 산화물의 총 합이고, max(0, WO3-TiO2-0.5*ZrO2) 는 0과 차이 WO3-TiO2-0.5*ZrO2 중 큰 것을 지칭하며 별표(*)는 곱셈을 의미한다.
본 개시의 또 다른 구현예에 따르면, 유리는 복수의 구성 성분을 포함하고, 상기 유리는 10.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 B2O3, 0.5 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 Bi2O3, 0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하의 P2O5, 0.0 at.% 이상 1.0 at.% 이하의 Cu, 0.0 at.% 이상 1.0 at.% 이하의 Fe, 0.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 BaO + SrO + ZnO + CdO, 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 MoO3 + V2O5을 포함하고 TiO2, Nb2O5, SiO2, Al2O3, CaO, Er2O3, Gd2O3, GeO2, K2O, La2O3, Li2O, MgO, Na2O, PbO, Ta2O5, TeO2, WO3, Y2O3, Yb2O3 및 ZrO2로부터 선택되는 하나 이상의 구성 성분을 선택적으로 함유할 수 있는 구성 성분의 조성을 갖고, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하며: TiO2 - Nb2O5 [mol.%] ≤ 5.0 및 SiO2 - B2O3 [mol.%] ≤ 5.0, 여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하고: Pn > 1.9 및 Pn - (1.483 + 0.104 * Pd) > 0.000, 여기서 Pn은 식 (IV)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 굴절률 파라미터이고:
Pd은 식 (V)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 밀도 파라미터이며:
여기서 별표(*)는 곱셈을 의미한다.
본 개시의 일 이상의 구현예에 따르면, 유리는 복수의 구성 성분을 포함하고, 상기 유리는 10.0 mol.% 이상의 B2O3, 3.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 0.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 TiO2, 0.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 La2O3, 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 Bi2O3, 0.0 mol.% 이상 14.0 mol.% 이하의 TeO2, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 P2O5, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 GeO2, 2.0 mol.% 이상의 WO3 + Bi2O3, 2.0 mol.% 이상의 TiO2 + ZrO2, 1.0 mol.% 이상의 TiO2 + Nb2O5, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 BaO + ZnO를 포함하고 SiO2, Al2O3, CaO, Er2O3, Gd2O3, K2O, Li2O, MgO, Na2O, PbO, SrO, Ta2O5, Y2O3 및 Yb2O3로부터 선택되는 하나 이상의 구성 성분을 선택적으로 함유할 수 있는 구성 성분의 조성을 가지며, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하고: Nb2O5 - SiO2 [mol.%] ≥ 3.0, 여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며: 500 ≤ PTg ≤ 750 및 Pn - (1.47 + 0.0009 * PTg) > 0.000, 여기서 Pn은 식 (IV)에 따라 상기 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 굴절률 파라미터이고:
PTg는 식 (VI)에 따라 상기 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 Tg 파라미터이며:
여기서 별표(*)는 곱셈을 의미한다.
본 개시의 이들 및 다른 관점, 목적 및 특징은 다음의 명세서, 청구범위 및 첨부된 도면을 연구함으로써 당업자에 의해 이해되고 인정될 것이다.
도 1은 몇몇 비교예 유리와 본 개시의 구현예에 따른 몇몇 실시예 유리에 대한 비(Tg/Tliq)와 액상선 점도 사이의 관계를 설명하는 플롯이다.
도 2는 몇몇 비교예 유리와 본 개시의 구현예에 따른 몇몇 실시예 유리에 대한 굴절률 nd와 식 (IV)에 의해 계산된 굴절률 파라미터 Pn 사이의 관계를 설명하는 플롯이다.
도 3은 몇몇 비교예 유리와 본 개시의 구현예에 따른 몇몇 실시예 유리에 대한 밀도 dRT와 식 (V)에 의해 계산된 밀도 파라미터 Pd 사이의 관계를 설명하는 플롯이다.
도 4는 몇몇 비교예 유리와 본 개시의 구현예에 따른 몇몇 실시예 유리에 대한 유리 전이 온도 Tg와 식 (VI)에 의해 계산된 Tg 파라미터 PTg 사이의 관계를 설명하는 플롯이다.
도 5는 몇몇 비교예 유리와 본 개시의 구현예에 따른 몇몇 실시예 유리에 대한 "15분 테스트" 조건 및 "2.5분 테스트" 조건에 따른 예시적인 냉각 스케쥴의 플롯이다.
도 6은 몇몇 비교예 유리와 본 개시의 구현예에 따른 몇몇 실시예 유리에 대한 밀도 파라미터 Pd와 굴절률 파라미터 Pn 사이의 관계를 설명하는 플롯이다.
도 7은 몇몇 비교예 유리와 본 개시의 구현예에 따른 몇몇 실시예 유리에 대한 실온에서의 밀도 dRT와 587.56 nm에서의 굴절률 nd 사이의 관계를 설명하는 플롯이다.
도 8은 몇몇 비교예 유리와 본 개시의 구현예에 따른 몇몇 실시예 유리에 대한 Tg 파라미터 PTg와 굴절률 파라미터 Pn 사이의 관계를 설명하는 플롯이다.
도 9는 몇몇 비교예 유리와 본 개시의 구현예에 따른 몇몇 실시예 유리에 대한 유리 전이 온도 Tg와 587.56 nm에서의 굴절률 nd 사이의 관계를 설명하는 플롯이다.
다음의 상세한 설명에서는, 제한이 아닌 설명의 목적으로, 특정 세부사항을 개시하는 예시적인 구현예가 본 발명의 다양한 원리에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 본 개시의 이익을 얻은 당업자에게는 본 개시가 본원에 개시된 특정 세부사항으로부터 벗어나는 다른 구현예에서 실시될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 또한, 본 개시의 다양한 원리의 설명을 모호하게 하지 않기 위해 잘 알려진 장치, 방법 및 물질에 대한 설명은 생략될 수 있다. 마지막으로, 적용 가능한 경우 유사한 참조 번호는 유사한 요소를 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 2 이상의 항목의 목록에서 사용되는 경우, 나열된 항목 중 어느 하나가 단독으로 사용될 수 있거나, 나열된 항목 중 2 이상의 임의의 조합이 사용될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 조성이 성분 A, B, 및/도는 C를 함유하는 것으로 기재되는 경우, 조성은 A 단독; B 단독; 및 A 및 B의 조합; A 및 C의 조합; B 및 C의 조합; 또는 A, B 및 C의 조합을 함유할 수 있다.
본 개시의 수정은 본 기술 분야의 기술자 및 본 개시를 만들거나 이용하는 사람에게 발생할 것이다. 그러므로, 도면에 도시되고 위에서 설명된 구현예는 단지 예시의 목적이며 균등론의 원리를 포함하는 특허법의 원리에 따라 해석되는 다음의 청구범위에 의해 정의되는 본 개시의 범위를 제한하는 의도가 아니라는 것이 이해된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약"은 양, 크기, 제형, 파라미터, 및 다른 양 및 특성이 정확하지 않고 정확할 필요도 없으나, 원하는 대로 허용 오차, 전환 인자, 반올림, 측정 오류 등 및 본 기술분야의 기술자에게 공지된 다른 인자를 반영하여 근사되거나 및/또는 보다 크거나 작을 수 있음을 의미한다. 용어 "약"이 값 또는 범위의 끝점을 설명하는데 사용되는 경우, 본 개시는 지칭된 특정 값 또는 끝점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 수치 값 또는 범위의 끝점이 "약"을 인용하는지에 관계 없이, 수치 값 또는 범위의 끝점은 두 구현예: "약"에 의해 수정된 것 및 "약"에 의해 수정되지 않은 것을 포함하는 것으로 의도된다. 각 범위의 끝점은 다른 끝점과의 관계에서, 및 다른 끝점과 독립적으로 모두 중요하다는 것이 더욱 이해될 것이다.
용어 "구성 성분"은 유리가 형성되는 배치 조성(batch composition) 내에 포함되는 물질 또는 화합물을 지칭한다. 구성 성분은 화학식 (III), (IV), (V) 및 (VI) 및 청구범위에서 표현되는 것을 포함하나, 이에 제한되지 않는 산화물을 포함한다. 대표적인 구성 성분은 B2O3, SiO2, WO3, Nb2O5, TiO2, ZrO2, La2O3, Bi2O3, TeO2 등을 포함한다. 다른 대표적인 구성 성분은 할로겐(예를 들어, F, Br, Cl)을 포함한다. 구성 성분이 수학적 표현 또는 식에서 용어로 포함될 때마다, 구성 성분은 유리의 배치 조성 내의 mol.% 단위로 구성 성분의 양을 지칭하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 표현 B2O3 + WO3은 유리의 배치 조성 내의 mol.% 단위의 B2O3의 양 및 mol.% 단위의 WO3의 양의 합을 지칭한다. 수학적 표현 또는 식은 "+", "-", "*", "/" 또는 "max"와 같은 수학 연산자를 포함하는 임의의 표현 또는 식이다.
용어 "~로부터 형성된"은 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나 이루어지는 것 중 하나 이상을 의미할 수 있다. 예를 들어, 특정 물질로부터 형성된 구성 성분은 특정 물질을 포함하거나 특정 물질로 필수적으로 이루어지거나, 또는 특정 물질로 이루어질 수 있다.
용어 "~가 없는" 및 "실질적으로 없는"은 유리 조성에 의도적으로 첨가되지 않은 유리 조성 내의 특정 구성 성분의 양 및/또는 부재를 나타내기 위해 본원에서 상호 교환적으로 사용된다. 유리 조성은 0.10 mol.% 미만의 양의 오염 물질 또는 트램프(tramp)로서 미량의 특정 구성 성분을 함유할 수 있는 것으로 이해된다.
본원에서 사용되는 용어 "트램프"는 유리 조성의 특정 구성 성분을 설명하는 데 사용되는 경우, 유리 조성에 의도적으로 첨가되지 않고 0.10 mol.% 미만의 양으로 존재하는 구성 성분을 의미한다. 트램프 구성 성분은 다른 구성 성분의 불순물로서 및/또는 유리 조성물의 가공 동안 조성 내로의 트램프 구성 성분의 이동을 통해 의도치 않게 유리 조성에 첨가될 수 있다.
달리 명시되지 않는 한, 용어 "유리"는 본원에 개시된 유리 조성물로부터 제조된 유리를 지칭하는 데 사용된다.
기호 "*"는 본원의 임의의 수학적 표현 또는 식에서 사용될 때 곱셈을 의미한다.
용어 "로그"는 10진법의 대수(logarithm)를 의미한다.
온도는 본원에서 ℃(섭씨)의 단위로 표현된다.
용어 "유리 형성제"는 유리 조성물에 단독으로 존재하며(즉, 트램프를 제외하고는 다른 구성 성분 없이), 약 200 ℃/분 내지 약 300 ℃/분 이하의 속도로 구성 성분의 용융물을 냉각할 때 유리를 형성할 수 있는 구성 성분을 지칭하기 위해 본원에서 사용된다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "개질제"는 1가 또는 2가 금속의 산화물, 즉 R2O 또는 RO를 지칭하며, 여기서 "R"은 양이온을 지칭한다. 개질제는 용융물 및 생성되는 유리의 원자 구조를 변화시키기 위해 유리 조성물에 첨가될 수 있다. 일부 구현예에서, 개질제는 유리 형성제에 존재하는 양이온(예를 들어, B2O3 내의 붕소)의 배위수를 변화시킬 수 있으며, 이는 보다 많이 중합된 원자 네트워크를 형성할 수 있고, 결과적으로 보다 나은 유리 형성을 제공할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "RO"는 2가 금속 산화물의 총 함량을 지칭하며, 용어 "R2O"는 1가 금속 산화물의 총 함량을 지칭하고, 용어 "Alk2O"는 알칼리 금속 산화물의 총 함량을 지칭한다. 용어 R2O는 예를 들어 Ag2O, Tl2O, 및 Hg2O와 같은 다른 1가 금속 산화물 외에도 알칼리 금속 산화물(Alk2O)을 포함한다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 본 개시에서, 희토류 금속 산화물은 본원에서 정규화된 식(RE2O3)으로 지칭되며, 여기서 희토류 금속 RE는 "+3"의 산화 환원 상태를 갖고 따라서 희토류 금속 산화물은 용어 RO에 포함되지 않는다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "희토류 금속"은 IUPAC 주기율표의 란탄족 계열에 나열된 금속에 이트륨 및 스칸듐을 더한 것을 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "희토류 금속 산화물"은 La2O3의 란탄에 대해 "+3", CeO2의 세륨에 대해 "+4", EuO의 유로퓸에 대해 "+2" 등과 같이 상이한 산화 환원 상태의 희토류 금속의 산화물을 지칭하는데 사용된다. 일반적으로, 산화물 유리 내 희토류 금속의 산화 환원 상태는 다양할 수 있으며, 특히 산화 환원 상태는 유리가 용융되거나 및/또는 열처리되는(예를 들어, 어닐링되는) 배치 조성에 기초하여 용융 동안 변화할 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 희토류 금속 산화물은 희토류 금속이 "+3"의 산화 환원 상태를 갖는 정규화된 식으로 본원에 지칭된다. 따라서, "+3" 외의 산화 환원 상태를 갖는 희토류 금속이 유리 조성 배치에 첨가되는 경우에, 유리 조성은 일부 산소를 첨가하거나 제거하여 화학량론을 유지하기 위해 재산정된다. 예를 들어, CeO2(세륨이 "+4"의 산화 환원 상태에 있는)가 배치 구성 성분으로 사용되는 경우, 생성되는 배치된-대로의(as-batched) 조성은 2몰의 CeO2가 1몰의 Ce2O3과 동일하다는 가정 하에 재산정되며, 생성되는 배치된-대로의 조성은 Ce2O3로 표현된다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "REmOn"는 존재하는 모든 산화 환원 상태의 희토류 금속 산화물의 총 함량을 지칭하는데 사용되고, 용어 "RE2O3"는 "+3" 산화 환원 상태의 희토류 금속 산화물의 총 함량을 지칭하는데 사용되며 "3가 당량"으로도 지정된다.
달리 명시되지 않는 한, 모든 조성은 유리의 구성 성분의 배치된-대로의 몰 퍼센트(mol.%)로 표현된다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 다양한 용융 성분(예를 들어 불소, 알칼리 금속, 붕소 등)은 성분의 용융 동안 다양한 수준의 휘발을 겪을 수 있다(예를 들어, 증기압, 용융 시간 및/또는 용융 온도의 함수로서). 이와 같이, 이러한 구성 성분과 관련된 용어 "약"은 본원에 제공된 배치된-대로의 조성물과 비교하여 최종 물품을 측정할 때 약 0.2 mol.% 이내의 값을 포함하도록 의도된다. 전술한 내용을 염두에 두고, 최종 물품과 배치된-대로의 조성물 사이의 실질적인 조성적 동등성이 예상된다.
불소 또는 다른 할로겐(염소, 브롬, 및/또는 요오드)이 산화물 유리에 첨가되거나 존재하는 경우, 생성되는 유리 조성물의 분자 표현은 다른 방식으로 표현될 수 있다. 본 개시에서, 존재하는 경우, 단일 용어로서 불소의 함량은 원자 퍼센트(at.%)로 표현되며, 이는 유리 조성물 내의 모든 원자의 총합에서 불소의 분율을 기준으로 100을 곱하여 결정된다.
본 개시에서, 불소-함유 조성 및 농도 범위를 표현하기 위하 다음의 방법이 사용된다. 모든 산화물(예를 들어, SiO2, B2O3, Na2O 등)에 대한 농도 제한은 각각의 양이온(예를 들어, 규소[Si4 +], 붕소[B3 +], 나트륨[Na+] 등)이 초기에 대응하는 산화물의 형태로 존재한다는 가정 하에 존재한다. 불소가 존재하는 경우, 조성물의 구성 성분의 농도를 계산하기 위한 목적에서, 산화물 내 산소의 일부는 불소로 등가적으로 대체된다(즉, 산소 원자 1개는 불소 원자 2개로 대체됨). 상기 불소는 불화규소(SiF4)의 형태로 존재하는 것으로 가정된다; 따라서, 모든 산화물과 SiF4의 합은 모든 조성물에서 100 몰 퍼센트 또는 100 중량 퍼센트로 가정된다.
본원에 보고된 유리에 대해 측정된 밀도 값은 수중에서 아르키메데스 방법에 의해 실온에서 g/cm3 단위로 측정되었으며 오차는 0.001 g/cm3이다. 본원에 사용된 바와 같이, 실온에서의 밀도 측정(dRT로 지칭됨)은 20 ℃ 또는 25 ℃에서 측정되는 것으로 표시되며, 20 ℃ 내지 25 ℃ 범위일 수 있는 온도에서의 측정을 포함한다. 실온은 약 20 ℃ 내지 약 25 ℃에서 변화할 수 있으나, 본 개시의 목적을 위해 20 ℃ 내지 25 ℃의 온도 범위 내에서 밀도의 변화는 0.001 g/cm3의 오차 미만인 것으로 이해된다.
본원에 사용된 바와 같이, 우수한 유리 형성 능력은 배치가 냉각됨에 따른 용융물의 실투에 대한 저항성을 지칭한다. 유리 형성 능력은 용융물의 임계 냉각 속도를 결정하여 측정될 수 있다. 용어 "임계 냉각 속도" 또는 "vcr"은 주어진 조성물의 용융물이 500x 배율의 광학 현미경 하에서 육안으로 볼 수 있는 결정이 없는 유리를 형성하는 최소 냉각 속도를 지칭하기 위해 본원에서 사용된다. 임계 냉각 속도는 조성물의 유리 형성 능력, 즉 주어진 유리 조성물의 용융물이 냉각 시 유리를 형성하는 능력을 측정하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 임계 냉각 속도가 낮을수록 유리-형성 능력이 좋아진다.
용어 "액상선 온도"는 이를 초과하는 온도에서 유리 조성물이 유리의 구성 성분의 결정화 없이 완전히 액체인 것을 지칭한다. 본원에 보고된 액상선 온도 값은 DSC를 사용하여 샘플을 측정하거나 백금 호일로 랩핑된 샘플을 등온 유지하여 얻어졌다. DSC를 사용하여 측정된 샘플의 경우, 분말 샘플은 10 K/min의 속도로 1250 ℃까지 가열되었다. 결정의 용융에 해당하는 흡열 현상의 종료는 액상선 온도로 간주되었다. 제2 기술(등온 유지)의 경우, 유리 블럭(약 1 cm3)이 휘발을 회피하기 위해 백금 호일에 랩핑되었고 17시간 동안 주어진 온도의 로에 위치되었다. 유리 블럭은 이후 결정을 확인하기 위해 광학 현미경으로 관찰되었다.
본원에 보고된 굴절률 값은 달리 명시되지 않는 한 실온(약 25 ℃)에서 측정되었다. 유리 샘플의 굴절률 값은 Metricon Model 2010 프리즘 커플러 굴절계를 사용하여 측정되었고 오차는 약 ±0.0002였다. Metricon을 사용하여, 유리 샘플의 굴절률은 약 406 nm, 473 nm, 532 nm, 633 nm, 828 nm, 및 1064 nm의 2 이상의 파장에서 측정되었다. 측정된 의존성은 분산을 특성화한 후 Cauchy의 법칙 방정식 또는 Sellmeier 방정식으로 피팅되어 측정된 파장 사이의 주어진 관심 파장에서의 샘플의 굴절률의 계산을 허용한다. 용어 "굴절률 nd"는 본원에서 헬륨 d-선 파장에 대응하는 587.56 nm의 파장에서 전술한 바와 같이 계산된 굴절률을 지칭하는데 사용된다. 용어 "굴절률 nC"는 본원에서 656.3 nm의 파장에서 전술한 바와 같이 계산된 굴절률을 지칭하는데 사용된다. 용어 "굴절률 nF"는 486.1 nm의 파장에서 전술한 바와 같이 계산된 굴절률을 지칭하는데 사용된다. 용어 "굴절률 ng"는 본원에서 435.8 nm의 파장에서 전술한 바와 같이 계산된 굴절률을 지칭하는데 사용된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "고 굴절률" 또는 "고 인덱스"는 달리 명시되지 않는 한 적어도 1.90 이상인 유리의 굴절률 값을 지칭한다. 표시된 경우, 용어 "고 굴절률" 또는 "고 인덱스"의 구현예는 적어도 1.95, 2.00 이상, 또는 2.05 이상인 유리의 굴절률 값을 지칭한다.
용어 "분산" 및 "광학 분산"은 미리 결정된 파장에서 유리 샘플의 굴절률의 차이 또는 비율을 지칭하기 위해 상호 교환적으로 사용된다. 본원에 보고된 광학 분산의 하나의 수치적 측정은 다음의 식 υx = (nx - 1)/(nF - nC)에 의해 계산될 수 있는 Abbe 수이며, 여기서 본 개시의 "x"는 일반적으로 일반적으로 사용되는 파장(예를 들어, υd의 경우 587.56 nm[d-라인] 또는 υD의 경우 589.3 nm[D-라인]) 중 하나를 나타내고, nF 및 nC는 각각 486.1 nm(F-라인) 및 656.3 nm(C-라인) 파장에서의 굴절률이다. υd 및 υD의 수치적 값은 아주 약간 상이하며, 대부분 ±0.1% 내지 ±0.2% 이내이다. 본원에 보고된 바와 같이, 유리 샘플의 분산은 Abbe 수(υd)로 표시되며, 이는 다음의 식에 따라 3개의 상이한 파장에서 샘플의 굴절률 사이의 관계를 나타낸다: υd = (nd-1)/( nF-nC), 여기서 nd는 587.56 nm(d-라인)에서의 굴절률이고, nF는 486.1 nm에서의 굴절률이며, nC는 656.3 nm에서의 굴절률이다. 보다 높은 Abbe 수는 보다 낮은 광학 분산에 해당한다.
본원에 사용된 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, 용어 "내부 투과율" 또는 "τint"는 Fresnel 손실에 대해 보정된 유리 샘플을 통한 투과율을 지칭하는데 사용된다. 용어 "총 투과율" 또는 τ는 Fresnel 손실이 고려되지 않은 투과율 값을 지칭하는데 사용된다. 유리 샘플의 투과율은 Cary 5000 Spectrometer를 사용하여 250 nm 내지 2500 n의 파장, 1 nm의 분해능 및 적분구를 사용하여 2 mm 두께의 샘플 상에서 측정되었다. 10 mm 두께의 샘플에 대한 내부 투과율 값은 측정된 굴절률 및 측정된 원시(raw) 투과율을 사용하여 375 내지 1175 nm에사 계산되었다. 예를 들어, 5% 또는 70%와 같은 특정 투과율 값에 해당하는 파장은 각각 λ5% 및 λ70%와 같은 해당 첨자로 표시된다.
본원에 사용된 용어 "α," 또는 "α20-300"는 20 ℃(실온, 또는 RT) 내지 300 ℃의 온도 범위에 걸친 유리 조성물의 선형 열팽창계수(CTE)를 지칭한다. 이 특성은 ASTM E228-11d에 따라 수평팽창계(푸시-로드 팽창계)를 사용하여 측정된다. α의 수치 측정은 특정 온도 범위 ΔT(예를 들어, RT 내지 300 ℃)에서 α = ΔL(L0ΔT)로 표현되는 선형 평균 값이며, 여기서 L0는 측정된 범위 내 또는 그 부근의 일부 온도에서의 샘플의 선형 크기이며, L은 측정된 온도 범위 ΔT에서 선형 크기의 변화(ΔL)이다.
영(Young's) 탄성 계수 E는 ITW Indiana Private Limited, Magnaflux Division의 Quasar RUSpec 4000를 사용한 공명 초음파 분광법을 사용하여 측정된다.
유리 전이 온도(Tg)는 제조된-대로의(as-made) 샘플을 실온으로부터 10 K/min의 가열 속도로 가열할 때 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 측정된다.
유리 조성물은 산화 붕소(B2O3)를 포함할 수 있다. 본 개시의 일부 구현예에 따르면, 산화 붕소는 유리 형성제의 역할을 수행할 수 있다. 유리 형성제로서, B2O3는 액상선 점도를 증가시키는 것을 도울 수 있으며, 따라서 유리 조성물을 결정화로부터 보호한다. 그러나, 유리 조성물에 B2O3를 첨가하는 것은 액체-액체 상 분리를 유발할 수 있으며, 이는 생성되는 유리의 실투 및/또는 투과율의 감소를 초래할 수 있다. 또한, 고-인덱스 유리에 (2O3를 첨가하는 것은 굴절률을 감소시킨다. 따라서, 산화 붕소의 양은 바람직하게 제한된다. 구현예에서, 유리 조성물은 10.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양으로 산화 붕소(B2O3)를 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 10.0 mol.% 이상, 15.0 mol.% 이상, 20.0 mol.% 이상, 23.5 mol.% 이상, 24.0 mol.% 이상, 24.5 mol.% 이상, 30.0 mol.% 이상, 34.0 mol.% 이상, 36.0 mol.% 이상, 또는 38.0 mol.%. 이상 의 양으로 B2O3를 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 40.0 mol.% 이하, 38.0 mol.% 이하, 36.0 mol.% 이하, 35.0 mol.% 이하, 34.0 mol.% 이하, 32.0 mol.% 이하, 31.0 mol.% 이하, 30.0 mol.% 이하, 29.0 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이하, 또는 15.0 mol.%. 이하의 양으로 B2O3를 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 10.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하, 23.5 mol.% 이상 32.0 mol.% 이하, 24.11 mol.% 이상 29.1 mol.% 이하, 24.5 mol.% 이상 31.0 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이상 29.0 mol.% 이하, 30.0 mol.% 이상 31.0 mol.% 이하, 31.0 mol.% 이상 32.0 mol.% 이하, 32.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하, 32.0 mol% 이상 34.0 mol.% 이하의 양으로 B2O3를 함유할 수 있다.
유리 조성물은 게르마니아(GeO2)를 포함할 수 있다. 게르마니아(GeO2)는 굴절률과 밀도 사이의 우수한 비를 제공하나 투과율을 감소시키지 않는다. 그러나, 게르마니아는 비싸다. 따라서, 게르마니아의 함량은 바람직하게 제한되거나, 유리는 GeO2가 실질적으로 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 게르마니아(GeO2)를 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 7.0 mol.% 이상, 8.0 mol.% 이상, 또는 9.0 mol.% 이상의 양의 GeO2를 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 10.0 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이하, 8.0 mol.% 이하, 7.0 mol.%, 이하, l5.0 mol.% 이하, 또는 0.5 mol.% 이하의 양의 GeO2를 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하, 0.5 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 0.5 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 7.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이상 8.0 mol.% 이하의 양의 GeO2를 함유할 수 있다.
유리 조성물은 산화 인(P2O5)을 포함할 수 있다. 본원에 기재된 구현예의 유리 조성물은 산화 인(P2O5)을 추가적인 유리 형성제로서 포함할 수 있다. 보다 많은 양의 P2O5은 주어진 온도에서용융물 점도 값을 보다 크게 증가시키며, 이는 냉각 시 용융물의 결정화를 q방지하여 용융물의 유리-형성 능력을 향상시킨다(즉, 용융물의 임계 냉각 속도를 낮춤). 그러나, P2O5은 굴절률을 감소시킨다. 또한 일부 경우 이는 액체-액체 상 분리를 자극할 수 있고, 이는 냉각 시 용융물의 결정화 및/또는 투과율의 손실을 유발할 수 있다. 따라서, P2O5의 함량은 바람직하게 제한되거나, 유리는 P2O5가 실질적으로 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 산화 인(P2O5)을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 7.0 mol.% 이상, 8.0 mol.%, 이상, 또는 9.0 mol.% 이상의 양의 P2O5을 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 10.0 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이하, 8.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이하, 또는 3.0 mol.% 이하의 양의 P2O5을 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하, 3.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 3.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 7.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이상 8.0 mol.% 이하의 양의 P2O5을 함유할 수 있다. .
유리 조성물은 실리카(SiO2)를 포함할 수 있다. 실리카는 추가적인 유리-형성제의 역할을 수행할 수 있다. B2O3 뿐만 아니라 SiO2는 액상선 점도(액상선 온도에서의 점도)를 증가시키는 것을 도울 수 있으며, 따라서 유리를 결정화로부터 보호할 수 있다. 그러나, 유리 조성물에 SiO2를 첨가하는 것은 액체-액체 상 분리를 유발할 수 있으며, 이는 생성되는 유리의 실투 및/또는 투과율 감소를 유발할 수 있다. 또한, SiO2는 낮은 굴절률 구성 성분이며 높은 인덱스를 달성하는 것을 어렵게 한다. 따라서, SiO2의 함량은 바람직하게 제한되거나 또는 유리는 SiO2가 실질적으로 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 실리카(SiO2)를 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 7.0 mol.% 이상, 8.0 mol.% 이상, 또는 9.0 mol.% 이상의 양의 SiO2를 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 10.0 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이하, 8.0 mol.% 이하, 7.5 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이하, 5.5 mol.% 이하, 또는 5.0 mol.% 이하의 양의 SiO2를 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 7.5 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 5.5 mol.% 이하, 5.5 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 5.5 mol.% 이상 7.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이상 7.5 mol.% 이하의 양의 SiO2를 함유할 수 있다.
유리 조성물은 란탄 산화물(La2O3)을 포함할 수 있다. 란탄 산화물은 가시 범위에서 투과율의 상당한 손실 없이 높은 굴절률을 제공하는 가장 싼 산화물 중 하나이다. 또한, La2O3의 첨가는 상 분리의 위험을 감소시킬 수 있다. 그러나, La2O3는 예를 들어 TiO2, Nb2O5 또는 WO3와 같은 다른 고-인덱스 구성 성분보다 높은 밀도를 제공한다. 또한, 다량 첨가 시, 이는 란타늄 디실리케이트(La2Si2O7), 란타늄 지르콘산염(La2ZrO5) 등과 같은 내화종, 또는 이들 광물을 포함하는 고용체의 결정화를 야기할 수 있으며, 이는 유리의 액상선 온도를 증가시킬 수 있고, 따라서 이의 유리 형성 능력을 감소시킨다. 이러한 이유로, La2O3의 함량은 바람직하게 제한되며 일부 경우 유리는 La2O3이 실질적으로 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 26.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 란탄 산화물(La2O3)을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 10.0 mol.% 이상, 13.5 mol.% 이상, 14.0 mol.% 이상, 14.25 mol.% 이상, 20.0 mol.% 이상, 22.0 mol.% 이상, 또는 24.0 mol.% 이상의 양의 La2O3을 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 26.0 mol.% 이하, 25.0 mol.% 이하, 24.0 mol.% 이하, 22.0 mol.% 이하, 21.0 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이하, 또는 5.0 mol.%. 이하의 양의 La2O3을 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하, 13.5 mol.% 이상22.0 mol.% 이하, 14.17 mol.% 이상 19.99 mol.% 이하, 14.25 mol.% 이상 21.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 26.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 21.0 mol.% 이상 22.0 mol.% 이하, 22.0 mol.% 이상 24.0 mol.% 이하의 양의 La2O3을 함유할 수 있다.
유리 조성물은 산화 이트륨(Y2O3)을 포함할 수 있다. 산화 이트륨은 가시광에서의 투과율의 손실을 야기하지 않고 La2O3, Gd2O3 등과 같은 다른 희토류 금속 산화물보다 낮는 밀도에서 높은 굴절률을 제공한다. 그러나, Y2O3의 첨가는 이트륨 지르콘산염 Y2ZrO5, 이트륨 니오베이트 YNbO4 등과 같은 내화성 광물의 결정화를 야기할 수 있으며, 이는 유리의 액상선 온도를 증가시킬 수 있고, 따라서, 이의 유리 형성 능력을 감소시킨다. 이러한 이유로, Y2O3의 함량은 바람직하게 제한되고, 일부 경우에 유리는 Y2O3가 실질적으로 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 산화 이트륨(Y2O3)을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 0.8 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 7.0 mol.% 이상, 8.0 mol.% 이상, 또는 9.0 mol.%. 이상의 양의 Y2O3을 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 10.0 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이하, 8.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이하, 6.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이하, 4.0 mol.% 이하, 3.4 mol.% 이하, 3.0 mol.% 이하, 또는 1.5 mol.% 이하의 양의 Y2O3을 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 6.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 4.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 3.4 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하, 0.8 mol.% 이상 1.5 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 1.5 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하, 3.4 mol.% 이상 4.0 mol.% 이하, 4.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 양의 Y2O3을 함유할 수 있다.
유리 조성물은 바나디아(V2O5)를 포함할 수 있다. 바나디아는 모든 산화물 중 가장 높은 굴절률 대 밀도의 비를 제공한다. 그러나, 바나디아는 바람직하지 않은 어두운 착색을 유발할 수 있고 또한 환경 문제를 일으킬 수 있다. 이러한 이유로, 바나디아의 함량은 바람직하게 제한되거나 유리 조성물은 V2O5가 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 바나디아(V2O5)를 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 7.0 mol.% 이상, 8.0 mol.% 이상, 또는 9.0 mol.% 이상의 양의 V2O5를 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 10.0 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이하, 8.0 mol.% 이하, 7.0 mol.%이하, 5.0 mol.% 이하, 또는 0.1 mol.% 이하의 양의 V2O5를 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 0.1 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 0.1 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 0.1 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 7.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이상 8.0 mol.% 이하양의 V2O5를 함유할 수 있다.
유리 조성물은 산화납(PbO)를 포함할 수 있다. 산화납은 매우 높은 굴절률을 제공하나, 또한 밀도를 크게 증가시킨다. 또한, PbO는 환경 문제를 유발할 수 있다. 이러한 이유로, PbO의 함량은 바람직하게 제한되거나, 또는 유리는 PbO가 실질적으로 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 산화납(PbO)를 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 7.0 mol.% 이상, 8.0 mol.% 이상, 또는 9.0 mol.% 이상의 양의 PbO를 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 10.0 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이하, 8.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이하, 또는 0.5 mol.% 이하의 양의 PbO를 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하, 0.5 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 0.5 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 7.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이상 8.0 mol.% 이하의 양의 PbO를 함유할 수 있다.
유리 조성물은 산화 텔루륨(TeO2)을 포함할 수 있다. 산화 텔루륨은 일반적으로 본 개시에 기재된 비스무트 산화물과 유사하게 작용하며; 또한 TeO2는 매우 비싸기 때문에 출발 물질의 가격을 높일 수 있다. 따라서, 텔루륨 산화물의 함량은 바람직하게 제한되거나, 유리 조성물은 TeO2이 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 산화 텔루륨(TeO2)을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 0.1 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 9.0 mol.% 이상, 10.0 mol.% 이상, 11.0 mol.% 이상, 또는 13.0 mol.% 이상의 양의 TeO2을 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 15.0 mol.% 이하, 14.0 mol.% 이하, 13.0 mol.% 이하, 11.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이하, 8.5 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이하, 1.2 mol.% 이하, 또는 0.1 mol.% 이하의 양의 TeO2을 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 14.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 8.5 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 0.1 mol.% 이하, 0.14 mol.% 이상 1.21 mol.% 이하, 0.1 mol.% 이상 1.2 mol.% 이하, 1.2 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 8.5 mol.% 이하, 8.5 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 양의 TeO2을 함유할 수 있다..
유리 조성물은 비스무트 산화물(Bi2O3)을 포함할 수 있다. Bi2O3는 매우 높은 굴절률을 제공하나, 밀도의 증가를 초래한다. 그러나, 이는 고온에서의 용융물의 점도를 감소시킬 수 있으며, 이는 냉각 시 용융물의 결정화를 야기할 수 있다. 따라서, 비스무트 산화물의 함량은 바람직하게 제한되거나, 유리 조성물은 Bi2O3이 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 비스무트 산화물(Bi2O3)을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 0.1 mol.% 이상, 0.5 mol.% 이상, 1.0 mol.% 이상, 3.0 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 10.0 mol.% 이상, 14.0 mol.% 이상, 16.0 mol.% 이상, 또는 18.0 mol.% 이상의 양의 Bi2O3을 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 20.0 mol.% 이하, 18.0 mol.% 이하, 16.0 mol.% 이하, 15.0 mol.% 이하, 14.0 mol.% 이하, 11.5 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이하, 또는 5.0 mol.% 이하의 양의 Bi2O3을 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 11.5 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 0.1 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 0.5 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 1.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하, 2.88 mol.% 이상 7.13 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 7.0 mol.% 이하, 7.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이상 11.5 mol.% 이하, 11.5 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 14.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하, 15.0 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하의 양의 Bi2O3을 함유할 수 있다.
유리 조성물은 지르코니아(ZrO2)를 포함할 수 있다. 지르코니아는 수용 가능하게 낮은 밀도를 유지하면서 굴절률을 증가시킬 수 있다. ZrO2는 또한 용융물의 점도를 증가시킬 수 있으며, 이는 용융물을 결정화로부터 보호하는 것을 도울 수 있다. ZrO2는 가시 및 근-UV 범위에서 유리 내의 착색을 도입하지 않으며, 이는 유리의 높은 투과율을 유지하는 것을 도울 수 있다. 그러나, 지르코니아의 높은 농도는 지르코니아(ZrO2), 지르콘(ZrSiO4), 지르콘산 이트륨(Y2ZrO5) 등과 같은 내화성 광물의 결정화를 야기할 수 있으며, 이는 용융물의 유리 형성 능력을 감소시킬 수 있다. 따라서, 지르코니아의 함량은 바람직하게 제한되거나, 유리 조성물은 ZrO2이 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 지르코니아(ZrO2)를 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 2.5 mol.% 이상, 4.4 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 7.0 mol.% 이상, 9.0 mol.% 이상, 10.0 mol.% 이상, 11.0 mol.% 이상, 또는 13.0 mol.% 이상의 양의 ZrO2를 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 15.0 mol.% 이하, 13.0 mol.% 이하, 11.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이하, 8.6 mol.% 이하, 8.5 mol.% 이하, 8.3 mol.% 이하, 또는 5.0 mol.% 이하의 양의 ZrO2를 함유할 수 있다.일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하, 2.5 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 4.4 mol.% 이상 8.6 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 9.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 8.5 mol.% 이하, 6.99 mol.% 이상 8.29 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 8.3 mol.% 이하, 8.3 mol.% 이상 8.5 mol.% 이하, 8.5 mol.% 이상 8.6 mol.% 이하, 8.6 mol.% 이상 9.0 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 양의 ZrO2를 함유할 수 있다.
유리 조성물은 티타니아(TiO2)를 포함할 수 있다. 굴절률을 증가시키기 위해 유리에서 일반적으로 사용되는 TiO2 및/또는 Nb2O5의 수준은 근-UV 영역에서의 투과율을 감소시키고 UV 컷-오프를 보다 높은 파장으로 이동시키는 경향이 있다. 따라서, TiO2의 함량은 바람직하게 제한되거나 일부 경우 유리 조성물은 TiO2가 실질적으로 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 티타니아(TiO2)를 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 1.0 mol.% 이상, 3.5 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 11.0 mol.% 이상, 20.0 mol.% 이상, 25.0 mol.% 이상, 30.0 mol.% 이상, 또는 35.0 mol.% 이상의 양의 TiO2를 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 40.0 mol.% 이하, 35.0 mol.% 이하, 30.0 mol.% 이하, 25.0 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이하, 18.0 mol.% 이하, 15.5 mol.% 이하, 14.0 mol.% 이하, 또는 5.0 mol.% 이하의 양의 TiO2를 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 1.0 mol.% 이상 18.0 mol.% 이하, 3.5 mol.% 이상 15.5 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 10.99 mol.% 이상 13.53 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 14.0 mol.% 이하, 14.0 mol.% 이상 15.5 mol.% 이하, 15.5 mol.% 이상 18.0 mol.%이하, 18.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 양의 TiO2를 함유할 수 있다.
유리 조성물은 니오비아(Nb2O5)를 포함할 수 있다. 니오비아는 낮은 밀도를 유지하면서 유리의 굴절률을 증가시키는데 사용될 수 있다. 그러나, 니오비아는 티타니아와 같은 방식으로 표백될 수 없는 유리에 대한 황색 착색을 도입할 수 있으며, 이는 특히 청색 및 UV 범위에서의 투과율의 손실을 초래할 수 있다. 니오비아는 용융물의 결정화 및/또는 상 분리를 유발할 수 있다. 따라서, Nb2O5의 양은 바람직하게 제한되거나; 일부 구현예에서, 유리는 Nb2O5가 실질적으로 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 니오비아(Nb2O5)를 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 0.3 mol.% 이상, 3.0 mol.% 이상, 4.5 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 10.0 mol.% 이상, 11.0 mol.% 이상, 20.0 mol.% 이상, 24.0 mol.% 이상, 26.0 mol.% 이상, 또는 28.0 mol.% 이상의 양의 Nb2O5를 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 30.0 mol.% 이하, 28.0 mol.% 이하, 26.0 mol.% 이하, 25.0 mol.% 이하, 24.0 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이하, 16.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이하, 또는 5.0 mol.% 이하의 양의 Nb2O5를 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하, 0.3 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 3.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하, 3.0 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하, 4.5 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하, 11.0 mol.% 이상 15.78 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하, 16.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하, 16.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이상 24.0 mol.% 이하, 24.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하, 25.0 mol.% 이상 26.0 mol.% 이하의 양의 Nb2O5를 함유할 수 있다.
유리 조성물은 산화 텅스텐(WO3)을 포함할 수 있다. WO3는 밀도를 상당히 증가시키거나 원하지 않는 착색을 유발하지 않고 높은 굴절률을 제공한다. 또한, 유리 조성물에 대한 WO3의 첨가는 액상선 온도를 감소시킬 수 있으며, 이는 보다 낮은 온도에서의 이러한 유리의 용융을 가능하게 하며, 차례로 이러한 유리의 투과율을 증가시킬 수 있다. 또한, WO3의 첨가는 유리 전이 온도 Tg를 감소시킬 수 있으며, 이는 보다 낮은 온도에서 이러한 유리를 형성하는 것을 가능하게 한다. 보다 높은 WO3 농도에서, 액상선 온도는 증가하는 경향이 있고, 액상선 온도에서의 점도는 감소하며, 이는 냉각 시 용융물의 결정화를 회피하기 어렵게 한다. 따라서, WO3의 함량은 바람직하게 제한되거나, 유리 조성물은 WO3이 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 산화 텅스텐(WO3)을 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 0.3 mol.% 이상, 5.0 mol.% 이상, 9.0 mol.% 이상, 13.0 mol.% 이상, 14.5 mol.% 이상, 20.0 mol.% 이상, 25.0 mol.% 이상, 30.0 mol.% 이상, 또는35.0 mol.% 이상의 양의 WO3을 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 40.0 mol.% 이하, 38.0 mol.% 이하, 35.0 mol.% 이하, 30.0 mol.% 이하, 25.0 mol.% 이하, 23.0 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이하, 또는 5.0 mol.% 이하의 양의 WO3을 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.3 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이상 38.0 mol.% 이하, 13.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하, 14.49 mol.% 이상 23.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하, 23.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하, 25.0 mol.% 이 상 40.0 mol.% 이하, 25.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하, 30.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하, 35.0 mol.% 이상 38.0 mol.% 이하의 이하의 양의 WO3을 함유할 수 있다.
유리 조성물은 철(Fe)를 포함할 수 있다. 산화철 FeO 및 Fe2O3, 특히 Fe2O3는 용융물의 점도를 증가시킬 수 있고, 따라서 액상선 점도를 증가시킨다. 그러나, 철은 또한 원하지 않는 착색을 제공하며, 이는 광 투과율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 산화철의 함량은 바람직하게 제한되거나, 유리 조성물은 산화철이 실질적으로 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 at.% 이상 1.0 at.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 철(Fe)을 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 1.0 at.% 이하 또는 0.5 at.% 이하의 양의 Fe를 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 at.% 이상 1.0 at.% 이하, 0.0 at.% 이상 0.5 at.% 이하의 양의 Fe를 함유할 수 있다.
유리 조성물은 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 구리 산화물은 유리의 황색 착색을 억제할 수 있으며; 또한 이들 산화물은 의도치 않게 다른 물질에 대한 불순물로서 유리 조성물에 첨가될 수 있다. 그러나, 다량 첨가될 때, 구리 산화물은 원하지 않는 착색을 유발할 수 있다. 따라서, 유리 조성물 내의 구리 산화물의 함량은 바람직하게 제한되거나, 또는 유리 조성물은 구리 산화물이 실질적으로 없을 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 at.% 이상 1.0 at.% 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 양의 구리(Cu)를 함유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 1.0 at.% 이하 또는 0.5 at.% 이하의 양의 Cu를 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 at.% 이상 1.0 at.% 이하, 0.0 at.% 이상 0.5 at.% 이하의 양의 Cu를 함유할 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 10.0 mol.% 이상, 또는 20.0 mol.% 이상의 BaO+SrO+ZnO+CdO의 합을 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 25.0 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이하, 또는 10.0 mol.% 이하의 BaO+SrO+ZnO+CdO의 합을 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 또는 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하, 또는 10.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 양의 BaO+SrO+ZnO+CdO의 합을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 또는 10.0 mol.% 이상의 BaO+ZnO의 합을 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 20.0 mol.% 이하 또는 10.0 mol.% 이하의 BaO+ZnO의 합을 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 또는 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 BaO+ZnO의 합을 가질 수 있다..
일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이하 또는 0.25 mol.% 이하의 양의 FeO+Fe2O3의 합을 함유할 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하, 또는 0.0 mol.% 이상 0.25 mol.% 이하의 양의 FeO+Fe2O3의 합을 함유할 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 또는 10.0 mol.% 이상의 Li2O+Na2O+K2O의 합을 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 15.0 mol.% 이하 또는 10.0 mol.% 이하의 Li2O+Na2O+K2O의 합을 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하, 또는 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 Li2O+Na2O+K2O의 합을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 또는 10.0 mol.% 이상의 MgO+CaO+SrO의 합을 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 15.0 mol.% 이하 또는 10.0 mol.% 이하의 MgO+CaO+SrO의 합을 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하, 또는 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 MgO+CaO+SrO의 합을 가질 수 있다.
일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 5.0 mol.% 이하 또는 2.5 mol.% 이하의 MoO3+V2O5의 합을 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, 또는 0.0 mol.% 이상 2.5 mol.% 이하의 MoO3+V2O5의 합을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 1.0 mol.% 이상, 10.0 mol.% 이상, 20.0 mol.% 이상, 또는 22.0 mol.% 이상의 TiO2+Nb2O5의 합을 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 28.9 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이하, 또는 10.0 mol.% 이하의 TiO2+Nb2O5의 합을 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 28.9 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 또는 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 1.0 mol.% 이상 28.9 mol.% 이하, 1.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 또는 1.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이상 28.9 mol.% 이하, 또는 10.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 TiO2+Nb2O5의 합을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 2.0 mol.% 이상, 10.0 mol.% 이상, 18.0 mol.% 이상, 또는 20.0 mol.% 이상의 TiO2+ZrO2의 합을 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 21.0 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이하, 또는 10.0 mol.% 이하의 TiO2+ZrO2의 합을 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 21.0 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 또는 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 2.0 mol.% 이상 21.0 mol.% 이하, 2.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 또는 2.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이상 21.0 mol.% 이하, 또는 10.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 TiO2+ZrO2의 합을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 0.1 mol.% 이상, 2.0 mol.% 이상, 10.0 mol.% 이상, 18.9 mol.% 이상, 또는 20.0 mol.% 이상의 WO3+Bi2O3 의 합을 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 26.2 mol.% 이하, 20.0 mol.% 이하, 또는 10.0 mol.% 이하의 WO3+Bi2O3 의 합을 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 26.2 mol.% 이하, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 또는 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 0.1 mol.% 이상 26.2 mol.% 이하, 0.1 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 또는 0.1 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 2.0 mol.% 이상 26.2 mol.% 이하, 2.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 또는 2.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하, 10.0 mol.% 이상 26.2 mol.% 이하, 또는 10.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하, 18.9 mol.% 이상 26.2 mol.% 이하의 WO3+Bi2O3 의 합을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 비 (La2O3+Y2O3)/(TiO2+Bi2O3)에 대한 제한을 가질 수 있다. TiO2 및 Bi2O3에 의해 제공되는 원하지 않는 색상은 La2O3 및 Y2O3의 존재 하에 감소될 수 있음이 실험적으로 밝혀졌다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.000 이상, 또는 0.7 이상의 (La2O3+Y2O3)/(TiO2+Bi2O3) [mol.%]의 비를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 Nb2O5/TiO2의 비에 대한 제한을 가질 수 있다. 일부 구현예에서 용융물의 상 분리의 위험은 비 (Nb2O5/TiO2)의 일부 범위에서 감소될 수 있음이 실험적으로 밝혀졌다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.00 mol.% 이상, 또는 1.00 mol.% 이상의 비 Nb2O5/TiO2를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리는 1.50 mol.% 이하 또는 1.00 mol.% 이하의 비 Nb2O5/TiO2를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 1.00 mol.% 이상 1.50 mol.% 이하, 0.00 mol.% 이상 1.50 mol.% 이하, 또는 0.00 mol.% 이상 1.00 mol.% 이하의 비 Nb2O5/TiO2를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 비 P2O5/B2O3에 대한 제한을 가질 수 있다. P2O5가 본 개시의 유리 조성물에 첨가되는 경우, 액체-액체 상 분리가 특히 동등하게 낮은 B2O3의 함량의 경우에 증가할 수 있음이 실험적으로 밝혀졌다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상, 또는 0.25 mol.% 이상의 비 P2O5/B2O3를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 0.5 mol.% 이하, 또는 0.25 mol.% 이하의 비 P2O5/B2O3를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하, 또는 0.0 mol.% 이상 0.25 mol.% 이하의 P2O5/B2O3를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 차이 SiO2-B2O3에 대한 제한을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 -29.0 mol.% 이상, 또는 -10.0 mol.% 이상의 차이 SiO2-B2O3를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 5.0 mol.% 이하, -10.0 mol.% 이하, 또는 -24.0 mol.% 이상의 차이 SiO2-B2O3를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 -29.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, -29.0 mol.% 이상 -10.0 mol.% 이하의 차이 SiO2-B2O3를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 비 SiO2/B2O3에 대한 제한을 가질 수 있다. P2O5와 유사하게, SiO2는 종종 본 개시의 유리의 용융물에서, 특히 동등하게 낮은 B2O3의 함량의 경우에 액체-액체 상 분리를 자극할 수 있다는 점이 실험적으로 밝혀졌다. 이러한 이유로, 일부 구현예에서 비 (SiO2/B2O3)는 바람직하게 제한된다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 또는 0.2 mol.% 이상의 비 SiO2/B2O3를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 0.4 mol.% 이하 또는 0.2 mol.% 이하의 비 SiO2/B2O3를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 0.0 mol.% 이상 0.4 mol.% 이하, 또는 0.0 mol.% 이상 0.2 mol.% 이하의 비 SiO2/B2O3를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 차이 TiO2-Nb2O5에 대한 제한을 가질 수 있다. Nb2O5에 대한 TiO2의 과잉 및 TiO2에 대한 Nb2O5의 과잉은 종종 과잉 구성 성분을 함유한 내화상의 결정화를 자극할 수 있다는 것이 실험적으로 밝혀졌다. 따라서, 일부 구현예에서, 차이 (TiO2-Nb2O5)는 바람직하게 제한된다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 -3.0 mol.% 이상, 또는 2.0 mol.% 이상의 차이 TiO2-Nb2O5를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 5.0 mol.% 이하, 2.0 mol.% 이하, 또는 0 mol.% 이하의 차이 TiO2-Nb2O5를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 -3.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하, -3.0 mol.% 이상 2.0 mol.% 이하, 또는 -3.0 mol.% 이상 0 mol.% 이하의 차이 TiO2-Nb2O5를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 차이 Nb2O5-SiO2에 대한 제한을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, Nb2O5의 함량을 감소시키는 것은 특히 SiO2가 유리 조성물에 첨가되는 경우에 액체-액체 상 분리를 유발할 수 있음이 실험적으로 밝혀졌다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 3.0 mol.% 이상, 11.0 mol.% 이상, 또는 12.5 mol.% 이상의 차이 Nb2O5-SiO2를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 16.0 mol.% 이하, 또는 12.5 mol.% 이하의 차이 Nb2O5-SiO2를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 3.0 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하, 또는 3.0 mol.% 이상 12.5 mol.% 이하, 11.0 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하의 차이 Nb2O5-SiO2를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 조성물은 차이 REmOn+ZrO2-Nb2O5에 대한 제한을 가질 수 있다. 일부 경우, Nb2O5가 없거나 소량의 Nb2O5와 함께 희토류 금속 산화물 및/또는 지르코니아를 첨가하는 것은 용융물의 액체-액체 상 분리를 유발할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 유리 조성물은 차이 REmOn+ZrO2-Nb2O5의 충분히 높은 값을 유지하는 것이 바람직하다. 일부 구현예에서, 유리 조성물은 5.0 mol.% 이상, 6.8 mol.% 이상, 9.0 mol.% 이상, 또는 14.0 mol.% 이상의 차이 REmOn+ZrO2-Nb2O5를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리 조성물은 14.7 mol.% 이하, 14.0 mol.% 이하, 또는 9.0 mol.% 이하의 차이 REmOn+ZrO2-Nb2O5를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리 조성물은 5.0 mol.% 이상 14.7 mol.% 이하, 5.0 mol.% 이상 14.0 mol.% 이하, 또는 5.0 mol.% 이상 9.0 mol.% 이하, 6.8 mol.% 이상 14.7 mol.% 이하, 6.8 mol.% 이상 14.0 mol.% 이하, 또는 6.8 mol.% 이상 9.0 mol.% 이하, 9.0 mol.% 이상 14.7 mol.% 이하, 또는 9.0 mol.% 이상 14.0 mol.% 이하의 차이 REmOn+ZrO2-Nb2O5를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 1.90 이상 2.20 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 587.56 nm에서의 굴절률 nd를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 유리는 1.90 이상, 1.95 이상, 2.00 이상, 2.0 이상, 2.05 이상, 2.10 이상, 2.14 이상, 2.16 이상, 또는 2.18 이상의 nd를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리는 2.20 이하, 2.18 이하, 2.16 이하, 2.15 이하, 2.14 이하, 2.10 이하, 2.09 이하, 2.00 이하, 또는 1.95 이하의 nd를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리는 2.04 이상 2.20 이하, 2.05 이상 2.20 이하, 1.90 이상 2.20 이하, 1.90 이상 1.95 이하, 2.00 이상 2.09 이하, 2.09 이상 2.20 이하, 2.09 이상 2.10 이하, 2.14 이상 2.15 이하의 nd를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 500 ℃ 이상 750 ℃ 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 유리 전이 온도 Tg를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 유리는 500 ℃ 이상, 550 ℃ 이상, 600 ℃ 이상, 606 ℃ 이상, 690 ℃ 이상, 700 ℃ 이상, 710 ℃ 이상, 또는 730 ℃ 이상의 Tg를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리는 750 ℃ 이하, 730 ℃ 이하, 710 ℃ 이하, 700 ℃ 이하, 690 ℃ 이하, 650 ℃ 이하, 631 ℃ 이하, 600 ℃ 이하, 또는 550 ℃ 이하의 Tg를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리는 500 ℃ 이상 750 ℃ 이하, 500 ℃ 이상 700 ℃ 이하, 600 ℃ 이상 631 ℃ 이하, 631 ℃ 이상 750 ℃ 이하, 631 ℃ 이상 650 ℃ 이하, 650 ℃ 이상 750 ℃ 이하, 650 ℃ 이상 690 ℃ 이하의 Tg를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 4.50 g/cm3 이상 6.30 g/cm3 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 실온에서의 밀도 dRT를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 유리는 4.50 g/cm3 이상, 5.00 g/cm3 이상, 5.50 g/cm3 이상, 5.70 g/cm3 이상, 5.90 g/cm3 이상, 또는 6.10 g/cm3 이상의 dRT를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리는 6.30 g/cm3 이하, 6.10 g/cm3 이하, 5.90 g/cm3,이하, 5.70 g/cm3 이하, 5.50 g/cm3 이하, 또는 5.00 g/cm3 이하의 dRT를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리는 4.50 g/cm3 이상 6.30 g/cm3 이하, 4.50 g/cm3 이상 5.70 g/cm3 이하, 4.50 g/cm3 이상 5.00 g/cm3 이하, 5.00 g/cm3 이상 6.30 g/cm3 이하, 5.00 g/cm3 이상 5.50 g/cm3 이하, 5.50 g/cm3 이상 6.30 g/cm3 이하, 5.50 g/cm3 이상 5.70 g/cm3 이하, 5.70 g/cm3 이상 6.30 g/cm3 이하, 5.70 g/cm3 이상 5.90 g/cm3 이하, 5.90 g/cm3 이상 6.30 g/cm3 이하, 5.90 g/cm3 이상 6.10 g/cm3 이하의 dRT를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 14.00 이상 23.00 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위-범위의 Abbe 수 υd를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 유리는 14.00 이상, 15.00 이상, 19.00 이상, 20.00 이상, 21.00 이상, 또는 22.00 이상의 υd를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리는 23.00 이하, 22.00 이하, 21.00 이하, 20.00 이하, 19.00 이하, 또는 15.00 이하의 υd를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리는 14.00 이상 23.00 이하, 15.00 이상 21.00 이하, 14.00 이상 15.00 이하, 15.00 이상 23.00 이하, 15.00 이상 19.00 이하, 19.00 이상 23.00 이하, 19.00 이상 20.00 이하, 20.00 이상 23.00 이하, 20.00 이상 21.00 이하, 21.00 이상 23.00 이하, 21.00 이상 22.00 이하의 υd를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 100 GPa 이상 140 GPa 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 영률 E를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 유리는 100 GPa 이상, 105 GPa 이상, 120 GPa 이상, 125 GPa 이상, 130 GPa 이상, 또는 135 GPa 이상의 E를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리는 140 GPa 이하, 135 GPa 이하, 130 GPa 이하, 125 GPa 이하, 120 GPa 이하, 또는 105 GPa 이하의 E를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리는 100 GPa 이상 140 GPa 이하, 100 GPa 이상 105 GPa 이하, 105 GPa 이상 140 GPa 이하, 105 GPa 이상 120 GPa 이하, 120 GPa 이상 140 GPa 이하, 120 GPa 이상 125 GPa 이하, 125 GPa 이상 140 GPa 이하, 125 GPa 이상 130 GPa 이하, 130 GPa 이상 140 GPa 이하, 130 GPa 이상 135 GPa 이하의 E를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 60 x 10-7 K-1 이상 90 x 10-7 K-1 이하 및 전술한 값 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 200 내지 300 ℃ 범위에서의 유리의 선형 열팽창계수 a20-300를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 유리는 60 x 10-7 K-1 이상, 65 x 10-7 K-1 이상, 70 x 10-7 K-1 이상, 80 x 10-7 K-1 이상, 84 x 10-7 K-1 이상, 86 x 10-7 K-1 이상, 또는 88 x 10-7 K-1 이상의 a20-300를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리는 90 x 10-7 K-1 이하, 88 x 10-7 K-1 이하, 86 x 10-7 K-1 이하, 84 x 10-7 K-1 이하, 80 x 10-7 K-1 이하, 70 x 10-7 K-1 이하, 또는 65 x 10-7 K-1 이하의 a20-300를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리는 60 x 10-7 K-1 이상 90 x 10-7 K-1 이하, 60 x 10-7 K-1 이상 65 x 10-7 K-1 이하, 65 x 10-7 K-1 이상 90 x 10-7 K-1 이하, 65 x 10-7 K-1 이상 70 x 10-7 K-1 이하, 70 x 10-7 K-1 이상 90 x 10-7 K-1 이하, 70 x 10-7 K-1 이상 80 x 10-7 K-1 이하, 80 x 10-7 K-1 이상 90 x 10-7 K-1 이하, 80 x 10-7 K-1 이상 84 x 10-7 K-1 이하, 84 x 10-7 K-1 이상 90 x 10-7 K-1 이하, 84 x 10-7 K-1 이상 86 x 10-7 K-1 이하의 a20-300를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 1200 ℃ 이하의 액상선 온도 Tliq를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 450 nm 이하의 10 mm 두께의 샘플의 총 투과율의 70%에 해당하는 파장 λ70%를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 -5 이상, 0 이상, 5 이상, 9 이상, 11 이상, 또는 13 이상의 유리 형성 파라미터 PGF를 가질 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 유리는 15 이하 또는 5 이하의 유리 형성 파라미터 PGF를 가질 수 있다. 일부 추가 구현예에서, 유리는 -5 이상 15 이하, 또는 -5 이상 5 이하, 0 이상 15 이하, 또는 0 이상 5 이하의 PGF를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 0.000 이상의 양 nd - (1.483 + 0.104 * dRT)를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 0.000 이상의 양 nd - (1.503 + 0.104 * dRT)를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 0.000 이상의 양 nd - (1.47 + 0.0009 * Tg)를 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 유리는 0.000 이상의 양 nd - (1.49 + 0.0009 * Tg)를 가질 수 있다.
대수(logarithmic) 비) LR(Tg, Tliq)는 아래의 식 (I)에 의해 계산되는 양이며, 여기서 Tg 및 Tliq는 ℃의 단위로 표현된다:
유리의 경우 LR(Tg, Tliq)의 값이 액상선 점도 ηliq와 상관 관계가 있다는 점이 실험적으로 밝혀졌다. 도 1은 15.0 mol.% 이상의 B2O3의 조성을 포함하고 2.00 이상인 굴절률을 갖는 일부 비교예 유리에 대한 이들 두 양의 관계를 나타낸다. 비교예 유리는 미국 특허 출원 공보 제 2021/0179479 A1, 일본 특허 출원 공보 제 2007-112697 A 및 미국 가출원 번호 제 63/163,269 호에 개시되었다. 도면으로부터 알 수 있듯, 대수 비 LR(Tg, Tliq)의 보다 높은 값은 통계적으로 보다 높은 액상선 점도에 대응하며; 특히 ηliq = 1P의 액상선 점도는 대략 LR(Tg, Tliq) =-0.20에 대응하고; ηliq = 2P의 액상선 점도는 대략 LR(Tg, Tliq) =-0.18에 대응한다. 상관 관계는 다음의 식 (II)으로 근사화될 수 있다(여기서 액상선 점도는 P(Poise) 단위로 표현됨):
.
따라서, LR(Tg, Tliq)의 값은 액상선 점도에 대한 대략적인 예측 변수로 사용될 수 있다.
유리 형성 파라미터 PGF는 다음의 식 (III)에 따라 구성 성분의 mol.%로 유리 조성으로부터 계산되는 양이고:
여기서 REmOn는 희토류 금속 산화물의 총 합이다. 식 (III)에서, "max"는 쉼표로 구분된 골호 안의 두 값 중 최대값을 의미하며 특히 max(0, WO3-TiO2-0.5*ZrO2)는 0과 차이 WO3-TiO2-0.5*ZrO2 중 더 큰 것을 의미한다.
유리 형성 파라미터 PGF는 냉각 시 주어진 조성의 용융물이 유리화되는 능력과 상관 관계가 있는 것으로 밝혀졌다. PGF의 값이 낮거나 음수인 경우, 액체-액체 상 분리의 위험은 증가할 수 있으며, 이 경우 냉각 시 용융물이 불투명해지거나 결정화될 수 있음이 실험적으로 밝혀졌다. 차례로, PGF의 값이 매우 높아지면, 냉각 시 WO3 및 용융물의 다른 구성 성분의 침전의 위험이 증가될 수 있다. 또한, PGF의 높은 값에서 높은 굴절률에 도달하는 것이 보다 어려워질 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서 PGF의 값이 제한되는 것이 바람직하다.
굴절률 nd, 밀도 dRT 및 유리 전이 온도 Tg는 유리 조성물로부터 예측될 수 있는 유리의 특성이다. 아래 실시예 섹션의 본 개시의 실시예 유리 및 문헌에 보고된 다른 유리 조성물의 선형 회귀 분석은 굴절률 nd, 밀도 및 유리 전이 온도의 조성 의존성을 예측할 수 있는 식을 결정하기 위해 수행되었다.
아래 표 1에 명시된 기준을 충족하고 관심의 물성 측정값을 갖는 유리 조성물의 트레이닝 데이터세트에서, 각 물성(nd, 밀도 및 Tg)에 대해 약 100개의 유리 조성이 SciGlass Information System 데이터베이스에서 입수 가능한 공개된 문헌 데이터 및 본원에 제시된 구현예로부터의 실시예 유리로부터 임의로 선택되었다. 위에서 지정된 데이터세트에 대한 선형 회귀 분석은 중요하지 않은 변수 및 이상값을 제외하고 수식을 결정하는데 사용되었다. 결과적인 식은 아래 표 2에 제시된다. 동일한 기준을 충족하는 유리 조성의 또 다른 부분은 표 2에 지정된 표준 편차에 해당하는 미리 정의된 조성적 제한 내에서 보간하는 능력을 평가하기 위한 검증 세트로서 사용되었다. 또한 SciGlass Information System 데이터베이스에서 임의로 선택된 선행 기술 유리 조성의 외부 데이터세트는 합리적인 정확도로 지정된 조성적 한계의 외부의 특성을 예측하는 능력을 평가하기 위해 사용되었다. 이 프로세스의 다수의 반복이 표 2에 명시된 전수한 회귀 공식에 해당하는 각 특성에 대한 최상의 변형을 결정하기 위해 수행되었다.
트레이닝 데이터세트, 검증 데이터세트 및 외부 데이터세트를 포함하는 선형 회귀 분석에서 사용되는 비교예 유리 조성에 대한 데이터는 공개적으로 이용 가능한 SciGlass Information System 데이터베이스에서 얻어졌다. 아래의 식 (IV), (V) 및 (VI)은 선형 회귀 분석으로부터 얻어졌고 각각 유리의 굴절률 nd, 밀도 dRT 및 유리 전이 온도 Tg를 예측하는데 사용되었다:
식 (IV), (V) 및 (VI) 및 표 1 및 2에서, 굴절률 파라미터 Pn은 mol.%로 표현된 유리 조성물의 구성 성분으로부터 계산된 587.56 nm에서의 굴절률 nd를 예측하는 파라미터이고; 밀도 파라미터 Pd는 mol.%로 표현되는 유리 조성물의 구성 성분으로부터 계산되는 실온에서의 밀도 dRT[g/cm3의 단위임]를 예측하는 파라미터이며; Tg 파라미터 PTg는 mol.%로 표현되는 유리 조성물의 구성 성분으로부터 계산되는 유리 전이 온도 Tg [℃의 단위임]를 예측하는 파라미터이다.
식 (IV), (V) 및 (VI)에서, 유리 조성물의 각 구성 성분은 이의 화학식으로 열거되며, 여기서 화학식은 mol.% 단위로 표현되는 구성 성분의 농도를 지칭한다. 예를 들어, 식 (IV), (V), 및 (VI)의 목적에서, Al2O3는 유리 조성물 내의 mol.%로 표현되는 Al2O3의 농도를 지칭한다. 식 (IV), (V) 및 (VI)에 열거된 모든 구성 성분이 반드시 특정 유리 조성물에 존재하는 것은 아니며 식 (IV), (V) 및 (VI)은 식에 열거된 모든 구성 성분보다 적은 양을 함유하는 유리 조성물에 대해 동일하게 유효하다는 점이 이해된다. 또한 식 (IV), (V) 및 (VI)은 식에 열거된 구성 성분 외의 구성 성분을 함유하는 본 개시의 범위 및 청구범위 내의 유리 조성물에 대해 유효하다는 것이 이해된다. 식 (IV), (V) 및 (VI)에 열거된 구성 성분이 특정 유리 조성물에 없는 경우, 유리 조성물 내의 구성 성분의 농도는 0 mol.%이고 구성 성분의 식으로부터 계산된 값에 대한 기여는 0이다. 표 1에서, REmOn는 희토류 금속 산화물의 총 합이다.
모델링에 사용되는 조성 공간
특성 nd dRT, g/cm3 Tg, °C
구성 성분 제한 Min, mol.% Max, mol.% Min, mol.% Max, mol.% Min, mol.% Max, mol.%
TiO2 5 40 1 20 1 35
La2O3 0 30 1 30 제한
없음		 제한
없음
B2O3 5 30 0 35 5 30
SiO2 0 15 0 30 0 15
ZrO2 0 10 0 20 0 15
Nb2O5 0 15 0 15 0 15
CaO 0 20 제한
없음		 제한
없음		 0 20
BaO 0 10 제한
없음		 제한
없음		 0 10
WO3 0 30 1 25 0 30
Bi2O3 0 20 제한
없음		 제한
없음		 0 20
PbO 0 15 제한
없음		 제한
없음		 0 15
P2O5 0 10 0 10 0 10
TeO2 0 20 제한
없음		 제한
없음		 0 20
Al2O3 + REmOn 0 30 제한
없음		 제한
없음		 0 30
GeO2 0 10 제한
없음		 제한
없음		 0 10
F 0 3 [at.%] 0 5 [at.%] 제한
없음		 제한
없음
La2O3 + Gd2O3 + ZrO2 + TiO2 + Nb2O5 + WO3 + Bi2O3 제한
없음		 제한
없음		 10 제한
없음		 제한
없음		 제한
없음
La2O3 + Gd2O3 제한
없음		 제한
없음		 제한
없음		 제한
없음		 1 35
F + Cl + Br + I 제한
없음		 제한
없음		 제한
없음		 제한
없음		 0 3
TiO2 + Nb2O5 제한
없음		 제한
없음		 제한
없음		 제한
없음		 제한
없음		 45
SiO2 + B2O3 - P2O5 제한
없음		 제한
없음		 제한
없음		 제한
없음		 0 제한
없음
Li2O + Na2O + K2O 제한
없음		 제한
없음		 제한
없음		 제한
없음		 0 25
Other species 0 제한
없음		 0 제한
없음		 0 제한
없음
특성 예측 모델
특성 약어 단위 예측 파라미터 회귀 공식 조성 단위 표준 오차
587.56 nm에서의 굴절률 nd Pn 식 (IV) Mol.% 0.017
실온에서의 밀도 dRT g/cm3 Pd 식 (V) Mol.% 0.085
유리 전이 온도 Tg °C PTg 식 (VI) Mol.% 17
도 2는 일부 문헌 유리("Comp. Glasses") 및 일부 실시예 유리("Ex. Glasses")에 대한 측정된 굴절률 nd의 함수로서 식 (IV)에 의해 계산된 파라미터 Pn 의 플롯이다. 도 2의 데이터에 의해 도시된 바와 같이, 파라미터 Pn의 조성 의존성은 대부분의 유리에 대한 측정된 nd의 ±0.017 단위 범위 내의 오차를 가졌으며, 이는 표 2에 명시된 표준 오차에 해당한다.
도 3은 일부 문헌 유리("Comp. Glasses") 및 일부 실시예 유리("Ex. Glasses")에 대한 측정된 밀도 dRT의 함수로서 식 (V)에 의해 계산된 파라미터 Pd의 플롯이다. 도 3의 데이터에 의해 도시된 바와 같이, 파라미터 Pd의 조성 의존성은 대부분의 유리에 대한 측정된 dRT의 ±0.085 단위 범위 내의 오차를 가졌으며, 이는 표 2에 명시된 표준 오차에 해당한다.
도 4는 일부 문헌 유리("Comp. Glasses") 및 일부 실시예 유리("Ex. Glasses")에 대한 측정된 유리 전이 온도 Tg의 함수로서 식 (VI)에 의해 계산된 파라미터 PTg의 플롯이다. 도 4의 데이터에 의해 도시된 바와 같이, 파라미터 PTg의 조성 의존성은 대부분의 유리에 대한 측정된 Tg의 ±17 단위(℃) 범위 내의 오차를 가졌으며, 이는 표 2에 명시된 표준 오차에 해당한다.
유리 조성의 함수로서 Tg를 고려할 때, 이 양의 수치 값은 이의 측정 방법(시차 주사 열량 측정법[DSC], 시차 열 분석[DTA], 열기계 분석[TMA] 등과 같은), 측정 조건(샘플을 가열할 때 Tg를 측정할 때의 가열 속도와 같은), 및 샘플의 용융부터 시작하는 예비 열처리의 시간-온도 스케줄을 의미하는 열 이력에 의존할 수 있다. 이는 Tg의 측정된 값과 유리 조성의 계산 결과의 비교가 상이한 측정 방법, 및/또는 상이한 공정 조건, 및/또는 상이한 열 이력에 의해 유발되는 일부 편차를 제공할 수 있는 이유이다. 공개적으로 이용 가능한 SciGlass Information System 데이터베이스의 사용으로 수행되는 상이한 소스로부터 취해진 발행된 데이터의 분석은 일반적으로 동일한 조건에 대해 보고되고 상이한 방식으로 얻어진 Tg의 값이 약 ±10-20 ℃ 내에서 서로 편차가 있음을 나타내며, 이는 일반적으로 본 개시에서 고려되는 범위 내에서 유리 조성을 변경함으로써 발생하는 Tg의 변화보다 몇배 작다.
따라서, 본 개시에 제시된 유리 조성물로부터의 Tg의 예측을 위한 식은 본 개시에 기재된 실험 조건 및 방법에 관한 것이며, 이는 특별한 전처리 없이 본 개시에 기재된 절차에 따라 10 ℃/분의 속도로 냉각된 유리 샘플을 가열할 때 DSC 방법에 의한 측정을 가정한다. 이러한 계산 결과를 문헌에 발표된 데이터와 비교할 때, 발표된 Tg 값은 일반적으로 약 20 ℃ 초과 동안 본원에 사용된 조건에서 얻어진 값으로부터 벗어나지 않는 것으로 가정된다.
표 3은 본 개시의 일부 구현예에 따른 구성 성분 및 이의 각각의 양의 조합을 식별한다. 표 3의 예시적인 유리 A는 본원에 기재된 바와 같은 본 개시의 임의의 관점에 따른 추가적인 구성 성분을 포함할 수 있다.
예시적인 유리 A
구성 성분 양 (mol.%)
B2O3 10.0 내지 40.0 mol.%
WO3 0.0 내지 40.0 mol.%
Nb2O5 0.0 내지 30.0 mol.%
TiO2 0.0 내지 30.0 mol.%
La2O3 0.0 내지 25.0 mol.%
Bi2O3 0.0 내지 20.0 mol.%
TeO2 0.0 내지 15.0 mol.%
ZrO2 0.0 내지 15.0 mol.%
SiO2 0.0 내지 10.0 mol.%
PbO 0.0 내지 10.0 mol.%
GeO2 0.0 내지 10.0 mol.%
P2O5 0.0 내지 10.0 mol.%
Y2O3 0.0 내지 6.0 mol.%
V2O5 0.0 내지 5.0 mol.%
Sum of (WO3+Bi2O3) ≥ 0.1 mol.%
일부 구현예에 따르면, 예시적인 유리 A는 또한 2.04 이상의 587.56 nm에서의 굴절률 nd를 가질 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 예시적인 유리 A는 또한 -5 내지 15의 유리 형성 파라미터 PGF를 가질 수 있다.
표 4는 다른 구현예에 따른 구성 성분 및 이의 각각의 양의 조합을 식별한다. 표 4의 예시적인 유리 B는 본원에 기재된 바와 같은 본 개시의 임의의 관점에 따른 추가적인 구성 성분을 포함할 수 있다.
예시적인 유리 B
구성 성분 양 (mol.%)
B2O3 10.0 내지 40.0 mol.%
Bi2O3 0.5 내지 20.0 mol.%
(BaO+SrO+ZnO+CdO)의 합 0.0 내지 25.0 mol.%
(MoO3+V2O5)의 합 0.0 내지 5.0 mol.%
구현예에 따른 예시적인 유리 B는 선택적으로 0.0 내지 1.0 at.%의 양의 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 예시적인 유리 B는 또한 선택적으로 0.0 내지 1.0 at.%의 양의 철(Fe)을 포함할 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 예시적인 유리 B는 또한 다음의 조건을 충족하며:
여기서 화학식은 mol.%로 표시된 유리 조성물 내의 구성 성분의 양을 지칭한다.
일부 구현예에 따르면, 예시적인 유리 B는 또한 다음의 조건을 충족하며:
여기서 화학식은 mol.%로 표시된 유리 조성물 내의 구성 성분의 양을 지칭한다.
일부 구현예에 따르면, 예시적인 유리 B는 또한 1.9 이상의 587.56 nm의 굴절률 nd를 가질 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 예시적인 유리 B는 또한 다음의 식을 충족할 수 있다:
일부 구현예에 따르면, 예시적인 유리 B는 또한 다음의 식을 충족할 수 있다:
표 5는 본 개시의 추가의 구현예에 따른 구성 성분 및 이의 각각의 양의 조합을 식별한다. 표 5의 예시적인 유리 C는 본원에 기재된 바와 같은 본 개시의 임의의 관점에 따른 추가적인 구성 성분을 포함할 수 있다.
예시적인 유리 C
구성 성분 양 (mol.%)
B2O3 ≥ 10.0 mol.%
Nb2O5 3.0 내지 30.0 mol.%
TiO2 0.0 내지 40.0 mol.%
La2O3 0.0 내지 25.0 mol.%
Bi2O3 0.0 내지 15.0 mol.%
TeO2 0.0 내지 14.0 mol.%
P2O5 0.0 내지 10.0 mol.%
GeO2 0.0 내지 10.0 mol.%
(WO3+Bi2O3)의 합 ≥ 2.0 mol.%
(TiO2+ZrO2)의 합 ≥ 2.0 mol.%
(TiO2+Nb2O5)의 합 ≥ 1.0 mol.%
(BaO+ZnO)의 합 0.0 내지 20.0 mol.%
구현예에 따른 예시적인 유리 C는 다음의 조건을 충족할 수 있으며:
여기서 화학식은 mol.%로 표현되는 유리 조성물 내의 구성 성분의 양을 지칭한다.
일부 구현예에 따르면, 예시적인 유리 C는 또한 500 내지 750의 유리 전이 온도 Tg [℃]를 가질 수 있다.
일부 구현예에 따르면, 예시적인 유리 C는 또한 다음의 식을 충족하며:
여기서 nd는 587.56 nm에서의 굴절률이며, Tg는 유리 전이 온도(℃)이다.
일부 구현예에 따르면, 예시적인 유리 C는 또한 다음의 식을 충족하며:
여기서 nd는 587.56 nm에서의 굴절률이며, Tg는 유리 전이 온도(℃)이다.
실시예
다음의 실시예는 본 개시에 의해 제공된 다양한 특징 및 이점을 설명하며, 본 발명 및 첨부된 청구범위를 제한하는 의도는 아니다.
본 개시의 일부 예시적인 유리에 대한 샘플을 제조하기 위해, 약 15 그램의각 유리의 배치 조성물(배치 조성물 내 의도된 구성 성분의 함량은 99.99 wt% 초과였다)은 1시간 동안 백금 또는 백금-로듐 도가니(Pt:Rh = 80:20)에서 약 1300 ℃의 온도로 배치 원료(구성 성분)로부터 용융되었다. 이후 두 가지 제어된 냉각 조건 중 하나가 용융물에 적용되었다. 제1 냉각 조건("15분 테스트" 또는 "15분 devit 테스트")에서, 냉각 속도는 로 안의 공기 중에서 샘플이 1100 ℃에서 500 ℃로 냉각되는데 약 15분이 소요되도록 제어되었다. 제2 냉각 조건("2.5분 테스트" 또는 "2.5분 devit 테스트"로 지칭됨)에서, 냉각 속도는 로 안의 공기 중에서 샘플이 1100 ℃에서 500 ℃로 냉각되는데 약 2.5분이 소요되도록 제어되었다. 온도 판독값은 로 온도를 직접 판독하거나 보정 스케일링이 가능한 IR 카메라를 사용하여 얻어졌다. 제1 냉각 조건(15분 테스트)은 1000 ℃의 온도에서 최대 300 ℃/min의 냉각 속도에 해당하고 제2 냉각 조건(2.5분 테스트)은 1000 ℃에서 최대 600 ℃의 냉각 속도에 해당한다(두 테스트에서, 냉각 속도는 약 1000 ℃의 최대값에 도달하였음). 유리의 온도가 낮은 경우, 냉각 속도는 크게 감소한다. 제1 및 제2 냉각 조건의 일반적인 일정은 도 5에 도시된다. 이들 샘플에 대해, "15분 devit 테스트" 및 "2.5분 devit 테스트"로 지칭되는 관측은 아래 표 6에 명시되며; 관측 "1"은 유리 조성물이 devit 테스트를 통과하였음을 나타내는데 사용되며, 여기서 조성물은 조성물의 용융물이 500x 배율의 광학 현미경 하에서 육안으로 볼 수 있는 결정이 없는 유리를 형성하는 경우 devit 테스트를 통과한 것으로 간주된다. 관측 "0"은 유리 조성물이 표시된 devit 테스트를 통과하지 못했음을 나타내는데 사용된다. 2.5분 devit 테스트를 통과한 유리는 본원에서 "결정화되지 않는 유리"로 지칭된다.
다른 예시적인 유리를 제조하기 위해, 구성 성분의 1 kg 배치가 순수 백금 도가니에서 제조되었다. 도가니는 1250 ℃의 온도로 설정된 로에 위치되었고 이후 로 안의 온도는 1300 ℃로 올려지고 1300 ℃에서 2시간 유지되었다. 로 온도는 이후 1250 ℃로 감소되었고 유리는 이 온도에서 1시간 동안 평형을 유지하도록 한 후 강철 테이블에 부어져 Tg에서 1시간 동안 어닐링되었다.
일부 예시적인 유리 조성물은 또한 줄 효과에 의해 가열된 "1 리터" 백금 도가니에서 용융되었다. 이 공정에서, 약 3700 g의 원료(구성 성분) 배치가 사용되었다. 도가니는 1250 ℃에서 1.5시간 동안 채워졌다. 이후 온도는 1300 ℃으로 상승되었고 1시간 동안 유지되었다. 이 단계 동안, 용융물은 30분 동안 60 rpm으로 교반되었다. 이후 교반은 추가 30분 동안 중지되었다. 이후 온도는 1200 ℃으로 감소되었고 여기서 용융물은 30분 동안 평형을 이루도록 되었으며 교반 속도는 20 rpm의 속도로 계속되었다. 이후 전달 튜브는 유리의 액상선 온도 초과로 가열되었고 용융물은 냉각된 흑연 테이블 상에서 캐스팅되었다. 생성된 유리는 대략 25 mm의 두께, 50 mm의 폭, 및 90 cm의 길이의 바(bar)로 형성되었다. 바는 결정화를 확인하기 위해 광학 현미경으로 조사되었고 모두 결정이 없었다. 광학 현미경 하에서 관측된 유리 품질은 바에 줄무늬 및 기포가 없어 양호했다. 유리는 거친 어닐링을 위해 1시간 동안 레어(lehr) 오븐에서 Tg에 위치되었다. 바는 이후 고정로에서 1시간 동안 Tg에서 어닐링되었고 온도는 이후 유리를 실온으로 되돌리기 위해 1 ℃/min으로 낮추어졌다.
예시적인 유리의 일부 샘플은 투과율을 향상시키기 위해 용융 후 표백되었다. 표백 공정은 500 ℃ 내지 결정화 개시 온도 Tx 사이의 온도에서 수행되었다. 표백 온도가 약 500 ℃ 미만인 경우, 표백 공정은 이의 늦은 속도 때문에 많은 시간을 소요할 수 있다. 표백 온도가 Tx를 초과하는 경우, 유리는 열처리 시 결정화될 수 있다. 표백 온도가 높을수록 표백 공정이 빨라지나, 총 투과율의 값이 낮아질 수 있다. 따라서, 표백의 온도 및 시간은 24시간 이하, 또는 48시간 이하, 또는 96시간 이하 등과 같이 합리적인 시간 내에 허용 가능한 전체 투과율에 도달하도록 선택되었다. 표백 전에, 유리는 3 내지 5 ℃/min의 속도로 실온으로부터 가열되었다. 표백 후, 유리는 1 내지 3 ℃/min의 속도로 실온으로 냉각되었다.
화학적 분석은 XRF에 의해(X-선 형광 - B2O3 및 Li2O을 제외한 모든 산화물에 대해), ICP에 의해(유도 커플링된 플라즈마 질량 분광법 - B2O3에 대해), 및 FES에 의해(화염 방출 분광법 - Li2O에 대해) 독립적인 용융에서 확인되었다. 이러한 분석은 약 1 mol% 미만인 Nb2O5와 같은 주요 구성 성분에 대해 ±2.0 질량% 이내에서 배치된-대로의(as-batched) 조성과의 편차를 제공한다.
표 6 및 7에서, 아래첨자를 갖는 약어 "n"은 nm 단위의 대응하는 파장에서의 굴절률을 지칭하며; 예를 들어, n632.8 nm는 632.8 nm의 파장에서의 굴절률을 지칭한다. Tx는 결정화 개시 온도를 지칭한다.
예시적인 유리 조성물
예시적인 유리 1 2 3 4 5 6 7 8
조성 - mol.%
WO3 mol.% 10.47 13.16 15.99 9.81 9.29 12.10 14.38 12.77
B2O3 mol.% 31.46 32.99 23.90 31.43 31.38 29.57 29.10 28.78
La2O3 mol.% 16.95 15.74 19.99 16.92 16.85 13.97 13.42 12.72
Nb2O5 mol.% 16.52 14.99 14.99 16.55 16.59 16.51 16.09 16.51
TiO2 mol.% 13.25 8.99 9.00 13.32 13.44 14.60 14.06 15.17
ZrO2 mol.% 7.00 7.00 7.00 6.99 7.00 7.00 7.00 7.00
TeO2 mol.% 0 0 9.09 0 0 0 0 0
Bi2O3 mol.% 4.31 7.08 0 4.93 5.41 4.31 3.12 4.31
Y2O3 mol.% 0 0 0 0 0 1.89 2.78 2.69
SiO2 mol.% 0.0307 0.0322 0.0315 0.031 0.0311 0.0304 0.0301 0.0303
Ta2O5 mol.% 0.0167 0.0131 0.0128 0.0168 0.0169 0.0166 0.0164 0.0165
조성 제한
WO3 + Bi2O3 mol.% 14.78 20.24 15.99 14.74 14.70 16.40 17.50 17.08
REmOn + ZrO2 - Nb2O5 mol.% 7.433 7.754 12.00 7.359 7.254 6.355 7.106 5.902
TiO2 - Nb2O5 mol.% -3.267 -6.002 -5.994 -3.224 -3.152 -1.912 -2.031 -1.340
SiO2 - B2O3 mol.% -31.43 -32.96 -23.87 -31.40 -31.35 -29.54 -29.07 -28.75
TiO2 + ZrO2 mol.% 20.25 15.99 15.99 20.32 20.44 21.60 21.06 22.17
TiO2 + Nb2O5 mol.% 29.76 23.98 23.99 29.87 30.03 31.11 30.16 31.68
Nb2O5 - SiO2 mol.% 16.49 14.96 14.96 16.52 16.56 16.48 16.06 16.48
측정된 특성
nd 2.0607 2.0727 2.0762
dRT g/cm3 5.187 5.402 5.333 5.284 5.301 5.243 5.198 5.240
Tg °C 618 606 617 620
Tx °C 733 710 722 727
Tliq °C 1078 1061 1083 1093
Log(ηliq) P 0.49
n531.9 nm 2.0763 2.0889 2.0924
n632.8 nm 2.0514 2.0630 2.0665
15-분 devit 테스트
(0/1)		 1 1 1 1 1 1
LR(Tg, Tliq) -0.18083 -0.18122 -0.18278 -0.18487
예측 및 계산된 특성
PGF mol.% 5.7622 3.8528 6.4808 5.1942 4.8087 6.2270 6.4898 6.4170
Pn [nd에 대해] 2.0379 2.0388 2.0223 2.0431 2.0472 2.0474 2.040 2.0514
Pd [dRT에 대해] g/cm3 5.1545 5.3588 5.3988 5.1849 5.206 5.1308 5.1075 5.1206
PTg [Tg에 대해] °C 630.8 599.9 611.4 629.3 628.1 628.6 630.8 627.7
Pn - (1.483 + 0.104 * Pd) 0.0188 -0.0015 -0.0222 0.0208 0.0228 0.0308 0.0259 0.0358
Pn - (1.503 + 0.104 * Pd) -0.0012 -0.0215 -0.0422 8.300E-04 0.0028 0.0108 0.0059 0.0158
Pn - (1.47 + 0.0009 * PTg) 1.600E-04 0.0289 0.0020 0.0067 0.0119 0.0117 0.0024 0.0165
Pn - (1.49 + 0.0009 * PTg) -0.0198 0.0089 -0.0180 -0.0133 -0.0081 -0.0083 -0.0177 -0.0035
아래의 표 7은 비교예 유리 C1-C39에 대한 유리 조성 및 특성을 열거한다.
비교예 유리의 조성 및 특성
비교예 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8
기준 [20] [18] [19] [4] [5] [9] [2] [8]
조성 - mol.%
BiCl3 mol.% 25.00 0 0 0 0 0 0 0
B2O3 mol.% 50.25 10.02 32.64 13.84 28.94 35.01 11.51 13.93
Li2O mol.% 24.75 0 0 0 0 0 0 0
PbO mol.% 0 69.98 0 53.94 26.56 0 58.93 66.24
Bi2O3 mol.% 0 20.00 13.36 18.09 17.81 15.00 4.00 17.17
Tl2O mol.% 0 0 54.00 0 0 0 0 0
Ga2O3 mol.% 0 0 0 14.13 0 0 0 0
BF3 mol.% 0 0 0 0 23.76 0 11.82 0
V2O5 mol.% 0 0 0 0 1.13 0 0 2.67
GeO2 mol.% 0 0 0 0 1.80 0 0 0
ZnF2 mol.% 0 0 0 0 0 25.00 9.63 0
BaO mol.% 0 0 0 0 0 10.00 2.56 0
Na2O mol.% 0 0 0 0 0 14.99 0 0
SiF4 mol.% 0 0 0 0 0 0 1.55 0
측정된 특성
nd 2.2024
dRT g/cm3 2.920 7.408
Tg ℃ 283.00 328.00 214.00 355.00 249.00
Tliq ℃ 630.00
LR(Tg, Tliq) -0.17681
예측 및 계산된 특성
Pn [nd에 대해] 1.905 2.277 1.969 2.211 2.066 1.953 2.108 2.223
Pd [dRT 에 대해] g/cm3 4.357 8.056 4.719 7.294 5.989 4.983 6.506 7.625
PTg [Tg에 대해] °C 511.3 329.9 504.2 372.7 424.7 468.0 429.4 348.8
표 7에 나열된 비교예dbfl 각각에 대한 참조 키는 다음과 같다: [1] JP11116275A; [2] JP5097470A; [3] JP53078048; [4] JP63274638A; [5] JP8157234A; [6] JPH09278480; [7] SU1533244; [8] US3480566; [9] US9011720B2; [10] DD206138; [11] SU798060A1; [12] US10287205B2; [13] JP2009096662; [14] U.S. provisional patent application serial no. 63/163,269; [15] US8053384B2; [16] US8476177B2; [17] US8563451B2; [18] Imaoka M., Low melting glasses., J.Inst.Ind.Sci.Univ.Tokyo, 1961, vol. 13, No. 11, p. 441-445.; Imaoka M., Glasses with high contents of Bi2O3 and PbO (일본어), J.Chem.Soc.Jpn,Chem.Chem.Ind., 1961, vol. 64, No. 5, p. 871-890; [19] Imaoka M.,Yamazaki T., Glass-formation ranges of ternary systems. III. Borates containing b-group elements, Rep.Inst.Ind.Sci.Univ.Tokyo, 1972, vol. 22, No. 3, p. 173-212; [20] Chandrashekaraiah G.,Reddy N.S.,Sujatha B.,Viswanatha R.,Reddy C.N., Role of Er3+ and Bi3+ ions on thermal and optical properties of Li2B4O7 glasses: Structural correlation, J.Non-Cryst.Solids, 2018, vol. 498, p. 252-261; [21] Milyukov E.M.,Lunkin S.P.,Maltseva Z.S., Glass formation regions and optical properties of some borate and germanate glasses of the systems containing Bi2O3 and PbO (러시아어), Fizika i Khimiya Stekla, 1979, vol. 5, No. 5, p. 612-616.
도 6은 일부 예시적인 유리와 일부 비교예 유리에 대한 밀도 파라미터 Pd 및 굴절률 파라미터 Pn 사이의 관계를 나타내는 플롯이다. 예시적인 유리(채워진 원)는 표 6의 실시예 1, 4-8, 26-39, 41-61, 63-72, 74-108, 116, 117, 124-126, 139-160, 163-167, 및 179-188이다. 비교예 유리(흰색 원)는 표 7의 실시예 C1-C12이다. 실온에서의 밀도를 예측하는 밀도 파라미터 Pd는 식 (V)에 따라 결정되었다. 587.56 nm에서의 굴절률을 예측하는 굴절률 파라미터 Pn은 식 (IV)에 따라 결정되었다. 도 6에 도시된 모든 예시적인 유리 및 비교예 유리는 표 8에 명시된 특징을 갖는다. 표 8에서, "제한되지 않음"은 조성을 선택할 때 고려되지 않은 제한을 지칭한다.
도 6에 도시된 유리 조성물에 대한 제한
양 단위 최소 최대
B2O3 mol.% 10 40
Bi2O3 mol.% 0.5 20
P2O5 mol.% 0 3
Cu at.% 0 1
Fe at.% 0 1
BaO + SrO + ZnO + CdO mol.% 0 25
MoO3 + V2O5 mol.% 0 5
TiO2 - Nb2O5 mol.% 제한되지 않음 5
SiO2 - B2O3 mol.% 제한되지 않음 5
Pn 1.9 제한되지 않음
위에 열거된 비교예 유리는 표 8에 명시된 특징을 갖는 공지된 유리 중 밀도 파라미터 Pd의 비교 가능한 값에서 가장 높은 굴절률 파라미터 Pn을 갖는 것으로 선택되었다.
도 6에 도시된 식 y = 1.483 + 0.104 * x에 대응하는 선은 표 8에 명시된 특징을 갖는 비교예 유리와 예시적인 유리 1, 4-8, 26-39, 41-61, 63-72, 74-108, 116, 117, 124-126, 139-160, 163-167 및 179-188 사이의 차이의 시각적인 표현을 제공한다. 도 6에서 알 수 있듯, 언급된 예시적인 유리(채워진 원)는 y = 1.483 + 0.104 * x 위에 위치되고 도 6에 표현된 비교예 유리 중 어느 것도 y = 1.483 + 0.104 * x 위에 위치되지 않으며, 여기서 y는 굴절률 파라미터 Pn에 대응하고 x는 밀도 파라미터 Pd에 대응한다. 다시 말해, 도 6에 도시된 예시적인 유리 일부는 다음의 식 (VII)(a)를 충족하고 비교예 유리 전부는 다음의 식 (VII)(a)를 충족하지 못한다:
또한 도 6에서 알 수 있듯, 도 6에 도시된 일부 예시적인 유리는 선 y = 1.503 + 0.104 * x 위에 놓이고 도 6에 도시된 비교예 유리 전부는 선 y = 1.503 + 0.104 * x에 놓이지 않으며, 여기서 y는 굴절률 파라미터 Pn에 대응하고 x는 밀도 파라미터 Pd에 대응한다. 다시 말해, 도 6에 도시된 예시적인 유리 일부는 다음의 식 (VII)(b)를 충족하고 비교예 유리 전부는 다음의 식 (VII)(b)를 충족하지 못한다:
도 6에 표현된 예시적인 실시예는 따라서, 예측에 의하면 표 8에 명시된 특징을 갖는 가장 잘 알려진 비교예 유리에 비해 dRT 및 nd의 조합의 관점에서 우수하다.
도 7은 일부 예시적인 유리 및 일부 비교예 유리에 대한 실온에서의 밀도 dRT와 587.56 nm에서의 굴절률 nd 사이의 관계를 나타내는 플롯이다. 예시적인 유리(채워진 원)는 표 6의 실시예 6, 8, 63, 65, 78, 80, 83, 86, 93, 97, 104, 107, 및 156이다. 비교예 유리(흰색 원)는 표 7의 실시예 C13-C17이다. 도 7에 도시된 모든 예시적인 유리 및 비교예 유리는 표 9에 명시된 특징을 갖는다. 표 9에서, 기재 "제한되지 않음"이 나타나면, 이는 조성을 선택할 때 고려되지 않은 제한을 지칭한다. 도 7에서, 위에 열거된 조성물 중 일부는 보다 나은 가시성을 위해 라벨링될 수 있고, 일부는 그렇지 않을 수 있으며, 일부 더 많은 유리는 도시되지 않을 수 있으며 이는 추가의 결론에 영향을 미치지 않는다.
도 7에 도시된 유리 조성물에 대한 제한
양 단위 최소 최대
B2O3 mol.% 10 40
Bi2O3 mol.% 0.5 20
P2O5 mol.% 0 3
Cu at.% 0 1
Fe at.% 0 1
BaO + SrO + ZnO + CdO mol.% 0 25
MoO3 + V2O5 mol.% 0 5
TiO2 - Nb2O5 mol.% 제한되지 않음 5
SiO2 - B2O3 mol.% 제한되지 않음 5
nd 1.9 제한되지 않음
위에 열거된 비교예 유리는 표 9에 명시된 언급된 특징을 갖는 공지의 유리 중 비교 가능한 실온에서의 밀도 값 dRT에서 가장 높은 587.56 nm에서의 굴절률의 측정값 nd을 갖는 것으로 선택되었다.
도 7에 도시된 식 y = 1.483 + 0.104 * x에 해당하는 선은 표 9에 명시된 특징을 갖는 비교예 유리와 본 개시에 따른 예시적인 유리 6, 8, 63, 65, 78, 80, 83, 86, 93, 97, 104, 107, 및 156 사이의 차이의 시각적인 표현을 제공한다. 도 7에서 알 수 있듯, 도 7에 도시된 언급된 예시적인 유리(채워진 원)는 선 y = 1.483 + 0.104 * x 위에 위치되고 도 7에 도시된 비교예 유리 중 어느 것도 선 y = 1.483 + 0.104 * x에 위치되지 않았으며, 여기서 y는 nd에 대응하고 x는 dRT에 대응한다. 다시 말해, 도 7에 도시된 예시적인 유리의 일부는 다음의 식 (VIII)(a)를 충족하고 도 7에 도시된 비교예 유리 중 어느 것도 다음의 식 (VIII)(a)를 충족하지 않는다:
또한 도 7에서 알 수 있듯, 도 7에 도시된 예시적인 유리 중 일부는 선 y = 1.503 + 0.104 * x 위에 위치되고 도 7에 도시된 비교예 유리 중 어느 것도 선 y = 1.503 + 0.104 * x에 위치되지 않았으며, 여기서 y는 nd에 대응하고 x는 dRT에 대응한다. 다시 말해, 도 7에 도시된 예시적인 유리의 일부는 다음의 식 (VIII)(b)를 충족하고 도 7에 도시된 비교예 유리 중 어느 것도 다음의 식 (VIII)(b)를 충족하지 않는다:
식 (VIII)(b)를 충족하는 도 7에 표시된 예시적인 실시예는 표 9에 명시된 특징을 갖는 유리 중 비교 가능한 dRT의 값에서 가장 높은 nd의 값에 의해 특징지어진다.
이는 위 표 9에 명시된 조건 하에서, 예시적인 유리 중 일부는 동일한 조건을 충족하는 비교예 유리 중 최고보다 실온에서의 밀도의 비교 가능한 측정값 dRT에서 587.56 nm에서의 굴절률의 가장 높은 측정값 nd를 갖는다는 것을 의미한다. 이는 측정에 따르면 이들 예시적인 유리가 유리 중 dRT의 비교 가능한 값에서 보다 높은nd의 값을 갖는 것으로 해석될 수 있으며, 즉, 이들은 표 9에 명시된 특징을 갖는 가장 잘 알려진 비교예 유리에 비해 dRT 및 nd의 조합의 측면에서 우수하다.
도 6 및 7에 플롯된 비교예 유리 C1-C17에 대한 표 8 및 9 및 식 (VII)(a), (VII)(b), (VIII)(a) 및 (VIII)(b)에 명시된 모든 속성의 값은 아래 표 10에 나타난다. 비교예 유리의 전체 조성은 표 7에 나타난다. 본 개시의 예시적인 유리의 전체 조성 및 전술한 속성은 표 6에 제시된다.
표 8 및 9에 명시된 특징을 갖는 비교예 유리의 속성
Ex. # C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8
조성
Bi2O3 mol.% 10.73 20.00 13.36 18.09 17.81 13.04 4.00 17.17
P2O5 mol.% 0 0 0 0 0 0 0 0
Cu mol.% 0 0 0 0 0 0 0 0
Fe mol.% 0 0 0 0 0 0 0 0
BaO + SrO + ZnO + CdO mol.% 0 0 0 0 0 21.74 2.56 0
MoO3 + V2O5 mol.% 0 0 0 0 1.14 0 0 2.67
TiO2 - Nb2O5 mol.% 0 0 0 0 0 0 0 0
SiO2 - B2O3 mol.% -39.48 -10.00 -32.63 -13.84 -28.93 -30.43 -11.52 -13.93
측정된 특성
dRT g/cm3
nd
nd - (1.483 + 0.104 * dRT)
nd - (1.503 + 0.104 * dRT)
예측 및 계산된 특성
Pd g/cm3 4.3564 8.0567 4.7191 7.2942 5.9888 4.9829 6.5057 7.6254
Pn 1.9046 2.2772 1.9692 2.2114 2.0656 1.9528 2.1077 2.2226
Pn - (1.483 + 0.104 * Pd) -0.0314 -0.0437 -0.0046 -0.0302 -0.0403 -0.0485 -0.0518 -0.0534
Pn - (1.503 + 0.104 * Pd) -0.0514 -0.0637 -0.0246 -0.0502 -0.0603 -0.0685 -0.0718 -0.0734
도 6 및 7에서, 예측 및 측정된 특성 데이터 모두는 예시적인 유리 중 일부가 표 8 및 9에 따라 명시된 특징을 갖는 비교예 유리 중 최고보다 실온에서의 밀도 dRT 및 587.56 nm에서의 굴절률 nd의 보다 나은 조합(주어진 dRT에 대해 보다 높은 nd)을 갖는다는 것을 확인시킨다.
도 8은 일부 예시적인 유리 및 일부 비교예 유리에 대한 Tg 파라미터 PTg와 굴절률 파라미터 Pn 사이의 관계를 나타내는 플롯이다. 예시적인 유리(채워진 원)는 표 6의 실시예 1-21, 23-138, 145-160, 162-166, 168-177, 및 177-184 이다. 비교예 유리(흰색 원)는 표 7의 실시예 C18-C29이다. 유리 전이 온도를 예측하는 Tg 파라미터 PTg는 식 (VI)에 따라 결정되었다. 587.56 nm에서의 굴절률을 예측하는 굴절률 파라미터 Pn는 식 (IV)에 따라 결정되었다. 도 8에 도시된 모든 예시적인 유리 및 비교예 유리는 표 11에 명시된 특징을 갖는다. 표 11에서, 기재 "제한되지 않음"은 조성을 선택할 때 고려되지 않은 제한을 지칭한다.
도 8에 도시된 유리 조성물에 대한 제한
양 단위 최소 최대
B2O3 mol.% 10 제한되지 않음
Nb2O5 mol.% 3 30
TiO2 mol.% 0 40
La2O3 mol.% 0 25
Bi2O3 mol.% 0 15
TeO2 mol.% 0 14
P2O5 mol.% 0 10
GeO2 mol.% 0 10
WO3 + Bi2O3 mol.% 2 제한되지 않음
TiO2 + ZrO2 mol.% 2 제한되지 않음
TiO2 + Nb2O5 mol.% 1 제한되지 않음
BaO + ZnO mol.% 0 20
Nb2O5 - SiO2 mol.% 3 제한되지 않음
PTg ℃ 500 750
상기 열거된 비교예 유리는 표 11에 명시된 특징을 갖는 공지된 유리 중 Tg 파라미터 PTg 에서의 가장 높은 굴절률 파라미터 Pn을 갖는 것으로 선택되었다.
도 8에 도시된 식 y = 1.47 + 0.0009 * x에 대응하는 선은 표 11에 명시된 특징을 갖는 비교예 유리와 예시적인 유리 1-21, 23-138, 145-160, 162-166, 168 -177, 및 179-184 사이의 차이의 시각적 표현을 제공한다. 도 8에서 알 수 있듯, 언급된 예시적인 유리(채워진 원)는 선 y = 1.47 + 0.0009 * x 위에 위치되고 도 8에 표현된 비교예 유리(흰색 원) 중 어느 것도 선 y = 1.47 + 0.0009 * x 위에 위치되지 않으며, 여기서 y는 굴절률 파라미터 Pn에 해당하고 x는 Tg 파라미터 PTg에 해당한다. 다시 말해, 도 8에 도시된 예시적인 유리 중 일부는 다음의 식 (IX)(a)를 충족하고 비교예 유리 중 어느 것도 다음의 식 (IX)(a)를 충족하지 않는다:
또한 도 8에서 알 수 있듯, 도 8에 표시된 예시적인 유리 중 일부는 선 y = 1.49 + 0.0009 * x 위에 위치되고 도 8에 표현된 비교예 유리 중 어느 것도 선 y = 1.49 + 0.0009 * x 위에 위치되지 않으며, 여기서 y는 굴절률 파라미터 Pn에 해당하고 x는 Tg 파라미터 PTg에 해당한다. 다시 말해, 도 8에 도시된 예시적인 유리 중 일부는 다음의 식 (IX)(b)를 충족하고 비교예 유리 중 어느 것도 다음의 식 (IX)(b)를 충족하지 않는다:
도 8에 표시된 예시적인 실시예는 따라서, 예측에 의하면 표 11에 명시된 특징을 갖는 가장 잘 알려진 비교예 유리에 비해 Tg 및 nd의 조합의 관점에서 우수하다.
도 9는 일부 예시적인 유리 및 일부 비교예 유리에 대한 유리 전이 온도 Tg와 587.56 nm에서의 굴절률 nd 사이의 관계를 나타내는 플롯이다. 예시적인 유리(채워진 원)는 표 6의 실시예 53, 60 및 86이다. 비교예 유리(흰색 원)는 표 7의 실시예 C18, C22 및 C30-C39이다. 도 9에 도시된 모든 예시적인 유리 및 비교예 유리는 표 12에 명시된 특징을 갖는다. 표 12에서, "제한되지 않음"은 조성을 선택할 때 고려되지 않은 제한을 지칭한다. 도 9에서, 위에 열거된 조성물 중 일부는 보다 나은 가시성을 위해 라벨링될 수 있고, 다른 일부는 그렇지 않을 수 있으며, 일부 더 많은 유리는 표시되지 않을 수 있고, 이는 추가의 결론에 영향을 미치지 않는다.
도 9에 도시된 유리 조성물에 대한 제한
양 단위 최소 최대
B2O3 mol.% 10 제한되지 않음
Nb2O5 mol.% 3 30
TiO2 mol.% 0 40
La2O3 mol.% 0 25
Bi2O3 mol.% 0 15
TeO2 mol.% 0 14
P2O5 mol.% 0 10
GeO2 mol.% 0 10
WO3 + Bi2O3 mol.% 2 제한되지 않음
TiO2 + ZrO2 mol.% 2 제한되지 않음
TiO2 + Nb2O5 mol.% 1 제한되지 않음
BaO + ZnO mol.% 0 20
Nb2O5 - SiO2 mol.% 3 제한되지 않음
Tg ℃ 500 750
상기 열거된 비교예 유리는 표 12에 명시된 언급된 특징을 갖는 공지된 유리 중 비교 가능한 유리 전이 온도 Tg의 값에서 가장 높은 587.56 nm에서의 굴절률 측정값 nd을 갖는 것으로 선택되었다.
도 9에 도시된 식 y = 1.47 + 0.0009 * x에 해당하는 선은 표 12에 명시된 특징을 갖는 비교예 유리와 본 개시의 예시적인 유리 53, 60 및 86 사이의 차이의 시각적 표현을 제공한다. 도 9에서 알 수 있듯, 도 9에 표시된 언급된 예시적인 유리(채워진 원)은 선 y = 1.47 + 0.0009 * x 위에 놓이고 도 9에 표시된 비교예 유리(흰색 원) 중 어느 것도 선 y = 1.47 + 0.0009 * x 위에 놓이지 않으며, 여기서 y는 nd에 해당하고 x는 Tg에 해당한다. 다시 말해, 도 9에 표시된 예시적인 유리 중 일부는 다음의 식 (X)(a)를 충족하고 도 9에 표시된 비교예 유리 중 어느 것도 다음의 식 (X)(a)를 충족하지 않는다:
또한 도 9에서 알 수 있듯, 도 9에 표시된 예시적인 유리 중 일부는 선 y = 1.49 + 0.0009 * x 위에 놓이고 도 9에 표시된 비교예 유리 중 어느 것도 선 y = 1.49 + 0.0009 * x 위에 놓이지 않으며, 여기서 y는 nd에 해당하고 x는 Tg에 해당한다. 다시 말해, 도 9에 표시된 예시적인 유리 중 일부는 다음의 식 (X)(b)를 충족하고 도 9에 표시된 비교예 유리 중 어느 것도 다음의 식 (X)(b)를 충족하지 않는다:
식 (X)(b)를 충족하는 도 9에 표시된 예시적인 실시예는 표 12에 명시된 특징을 갖는 유리 중 비교 가능한 Tg의 값에서 가장 높은 nd 값으로 특징지어진다.
이는 위의 표 12에 명시된 조건 하에서, 예시적인 유리 중 일부는 동일한 조건을 충족하는 비교예 유리 중 최고보다 높은 비교 가능한 유리 전이 온도 Tg에서의 587.56 nm에서의 측정된 굴절률 값 nd를 갖는다는 것을 의미한다. 이는 측정에 따르면, 이들 예시적인 유리가 상기 유리 중에서 비교 가능한 Tg 값에서 보다 높은 nd 값을 갖는 것으로 해석될 수 있으며, 즉, 이들은 측정에 따르면 표 12에 명시된 특징을 갖는 가장 잘 알려진 비교예 유리에 비해 Tg 및 nd의 조합의 관점에서 우수하다.
도 8 및 9에 플롯된 비교예 유리 C18 내지 C39에 대한 표 11 및 12 및 식 (IX)(a), (IX)(b), (X)(a) 및 (X)(b)에 명시된 모든 속성의 값은 아래 표 13에 표시된다. 비교예 유리의 전체 조성은 표 7에 표시된다. 본 개시의 예시적인 유리의 전체 조성 및 상기 언급된 속성은 표 6에 표시된다.
표 11 및 12에 명시된 특징을 갖는 비교예 유리의 속성
Ex. # C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25
조성
Nb2O5 mol.% 6.00 8.32 8.99 6.00 15.00 6.23 8.98 15.99
TiO2 mol.% 0 0 4.84 0 10.00 9.97 7.01 10.00
La2O3 mol.% 16.00 24.58 21.52 16.00 15.00 21.50 20.86 19.99
Bi2O3 mol.% 5.00 0 0 5.00 0 0 0 0
TeO2 mol.% 9.00 0 0 9.00 0 0 0 0
P2O5 mol.% 0 0 0 0 0 0 0 0
GeO2 mol.% 0 0 0 0 0 0 0 0
WO3 + Bi2O3 mol.% 5.00 15.08 28.11 5.00 13.00 26.34 25.93 17.99
TiO2 + ZrO2 mol.% 3.00 6.20 11.83 3.00 10.00 16.96 14.00 17.00
TiO2 + Nb2O5 mol.% 6.00 8.32 13.83 6.00 25.00 16.20 15.99 25.99
BaO + ZnO mol.% 18.00 0 0 18.00 7.00 0 0 0
Nb2O5 - SiO2 mol.% 6.000 8.320 7.550 6.000 15.00 4.143 6.866 15.96
측정된 특성
Tg ℃ 565.0 679.0 614.0
nd 1.900 1.953 1.965
nd - (1.47 + 0.0009 * Tg) -0.0785 -0.1281 -0.0576
nd - (1.49 + 0.0009 * Tg) -0.0985 -0.1481 -0.0776
예측 및 계산된 특성
PTg ℃ 534.3 682.0 614.0 534.3 610.8 620.0 618.5 644.1
Pn 1.8586 2.026 2.0096 1.8586 1.9249 2.0135 2.0054 2.0255
Pn - (1.47 + 0.0009 * PTg) -0.0923 -0.0577 -0.0129 -0.0923 -0.0948 -0.0146 -0.0212 -0.0242
Pn - (1.49 + 0.0009 * PTg) -0.1123 -0.0777 -0.0329 -0.1123 -0.1148 -0.0346 -0.0412 -0.0442
도 8 및 9로부터, 예측 및 측정된 특성 데이터 모두는 예시적인 유리 중 일부가 표 11 및 12에 따른 명시된 특징을 갖는 최고의 비교예 유리보다 유리 전이 온도 Tg와 587.56 nm에서의 굴절률 nd의 보다 나은 조합을 갖는다는 점을 확인한다.
다음의 비-제한적인 관점은 본 개시에 포함된다. 아직 설명되지 않은 범위까지, 제1 내지 제70 관점의 특징 중 어느 하나는 이러한 조합이 명시적으로 설명되지 않는 경우에도 본 개시의 다른 관점 중 어느 하나 이상의 특징과 부분적으로 또는 전체적으로 조합되어 추가적인 관점을 형성할 수 있다.
제1 관점에 따르면, 유리는 복수의 구성 성분을 포함하며, 상기 유리는 10.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 B2O3, 0.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 WO3, 0.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 0.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하의 TiO2, 0.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 La2O3, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 Bi2O3, 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 TeO2, 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 ZrO2, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 SiO2, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 PbO, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 GeO2, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 P2O5, 0.0 mol.% 이상 6.0 mol.% 이하의 Y2O3, 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 V2O5, 0.1 mol.% 이상의 WO3 + Bi2O3 및 희토류 금속 산화물 REmOn, Al2O3, BaO, CaO, K2O, Li2O, MgO, Na2O, SrO, Ta2O5 및 ZnO로부터 선택되는 하나 이상의 구성 성분을 선택적으로 포함하는 구성 성분의 조성을 갖고, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하고: REmOn + ZrO2 - Nb2O5 [mol.%] ≥ 5.0, 및 여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며: Pn > 2.04 및 -5 ≤ PGF ≤ 15, 여기서 Pn은 식 (IV)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산된 굴절률 파라미터이고:
PGF는 다음의 식 (III)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산된 유리 형성 파라미터이며:
여기서 REmOn는 희토류 금속 산화물의 총 합이고, max(0, WO3-TiO2-0.5*ZrO2) 는 0과 차이 WO3-TiO2-0.5*ZrO2 중 큰 것을 지칭하며 별표(*)는 곱셈을 의미한다.
제2 관점에 따르면, 제1 관점에 따른 유리에서, 상기 유리는 587.56 nm에서 2.04 이상인 굴절률 nd를 갖는다.
제3 관점에 따르면, 관점 1-2 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은: 20.0 mol.% 이상 31.0 mol.% 이하의 B2O3, 10.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 La2O3, 2.5 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 ZrO2, 0.3 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 WO3, 0.3 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 0.1 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 Bi2O3, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 TiO2, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 TeO2, 0.0 mol.% 이상 7.5 mol.% 이하의 SiO2 및 0.0 mol.% 이상 4.0 mol.% 이하의 Y2O3를 포함한다.
제4 관점에 따르면, 관점 1-3 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은: 23.5 mol.% 이상 32.0 mol.% 이하의 B2O3, 13.5 mol.% 이상 22.0 mol.% 이하의 La2O3, 9.0 mol.% 이상 38.0 mol.% 이하의 WO3, 4.4 mol.% 이상 8.6 mol.% 이하의 ZrO2, 3.0 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 1.0 mol.% 이상 18.0 mol.% 이하의 TiO2, 0.1 mol.% 이상 11.5 mol.% 이하의 Bi2O3, 0.0 mol.% 이상 8.5 mol.% 이하의 TeO2, 0.0 mol.% 이상 5.5 mol.% 이하의 SiO2, 0.0 mol.% 이상 3.4 mol.% 이하의 Y2O3 및 0.0 mol.% 이상 0.9 mol.% 이하의 CaO를 포함한다.
제5 관점에 따르면, 관점 1-4 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 24.5 mol.% 이상 31.0 mol.% 이하의 B2O3, 14.25 mol.% 이상 21.0 mol.% 이하의 La2O3, 13.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하의 WO3, 0.1 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 Bi2O3, 4.5 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 SiO2, 3.5 mol.% 이상 15.5 mol.% 이하의 TiO2, 5.0 mol.% 이상 8.0 mol.% 이하의 ZrO2, 0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하의 Y2O3, 0.0 mol.% 이상 0.8 mol.% 이하의 CaO를 포함하고, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 TeO2가 실질적으로 없다.
제6 관점에 따르면, 관점 1의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 10.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 5.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하의 WO3, 5.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 La2O3, 5.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 TiO2 및 0.1 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 Bi2O3를 포함한다.
제7 관점에 따르면, 관점 1-3 및 6 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 5.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 WO3 및 1.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 Bi2O3를 포함한다.
제8 관점에 따르면, 관점 1-7 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 BaO, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 CdO, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 ZnO, 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 Li2O + Na2O + K2O 및 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 MgO + CaO + SrO를 포함한다.
제9 관점에 따르면, 관점 1-8 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 Al2O3를 포함하고, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 조건: 0.00 ≤ P2O5 / B2O3 [mol.%] ≤ 0.50를 충족한다.
제10 관점에 따르면, 관점 1-9 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하의 MoO3, 0.0 mol.% 이상 2.0 mol.% 이하의 Ta2O5, 0.0 mol.% 이상 1.0 mol.% 이하의 Sb2O3, 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하의 GeO2, 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하의 PbO, 0.0 mol.% 이상 0.2 mol.% 이하의 As2O3, 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하의 FeO + Fe2O3를 포함하고, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 불소 및 V2O5이 실질적으로 없다.
제11 관점에 따르면, 관점 1-10 중 어느 하나의 유리에서, -1 ≤ PGF ≤ 10이다.
제12 관점에 따르면, 관점 1-11 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 4.5 g/cm3 이상 6.3 g/cm3 이하인 실온에서의 밀도 dRT, 100 GPa 이상 140 GPa 이하의 영 모듈러스 E, 2.0 이상 2.2 이하의 587.56 nm에서의 굴절률 nd, 14 이상 23 이하의 Abbe 수 υd, 및 60 x 10-7 K-1 이상 90 x 10-7 K-1 이하의 20-300 ℃ 범위에서의 유리의 선형 열팽창계수 α20-300를 갖는다.
제13 관점에 따르면, 관점 1-12 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 다음 조건을 충족하며: 4.5 ≤ Pd ≤ 5.7 및 2.1 ≤ Pn ≤ 2.2, 여기서 Pd는 식 (V)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 밀도 파라미터이고:
여기서 별표(*)는 곱셈을 의미한다.
제14 관점에 따르면, 관점 1-13 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 4.5 g/cm3 이상 5.7 g/cm3 이하의 실온에서의 밀도 dRT, 및 2.1 이상 2.2 이하의 587.56 nm에서의 굴절률 nd를 갖는다.
제15 관점에 따르면, 관점 1-14 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 15 이상 21 이하의 Abbe 수 υd를 갖는다.
제16 관점에 따르면, 관점 1-15 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 1200 ℃ 이하인 액상선 온도 Tliq를 갖고, 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며: 및 500 ≤ PTg ≤ 700, 여기서 PTg는 식 (VI)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 Tg 파라미터이고:
여기서 별표(*)는 곱셈을 의미한다.
제17 관점에 따르면, 관점 1-16 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 -0.21 이상인 대수 비 , 500 ℃ 이상 700 ℃ 이하인 유리 전이 온도 Tg, 및 1200 ℃ 이하인 액상선 온도 Tliq를 갖고, 여기서 대수 비 는 식 (I)에 의해 주어진다:
제18 관점에 따르면, 관점 1-17 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족한다: (La2O3 + Y2O3) / (TiO2 + Bi2O3) [mol.%] ≥ 0.70, 1.0 ≤ Nb2O5 / TiO2 [mol.%] ≤ 1.5 및 0.00 ≤ SiO2 / B2O3 [mol.%] ≤ 0.40.
제19 관점에 따르면, 관점 1-18 중 어느 하나의 유리에서, 2.5분 간 공기 ㅈ중에서 1100 ℃에서 500 ℃로 냉각될 때, 유리는 결정화되지 않는다.
제20 관점에 따르면, 관점 1-19 중 어느 하나의 유리에서, 10 mm의 두께를 가질 때, 상기 유리는 450 nm 이하의 70% 총 투과율에 해당하는 파장 λ70%을 갖는다.
제21 관점에 따르면, 광학 요소를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은 관점 1-20 중 어느 하나의 유리를 처리하는 단계를 포함한다.
제22 관점에 따르면, 관점 1-21 중 어느 하나의 유리를 포함하는 광학 요소가 제공된다.
제23 관점에 따르면, 유리는 복수의 구성 성분을 포함하고, 상기 유리는 10.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 B2O3, 0.5 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 Bi2O3, 0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하의 P2O5, 0.0 at.% 이상 1.0 at.% 이하의 Cu, 0.0 at.% 이상 1.0 at.% 이하의 Fe, 0.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 BaO + SrO + ZnO + CdO, 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 MoO3 + V2O5를 포함하고 TiO2, Nb2O5, SiO2, Al2O3, CaO, Er2O3, Gd2O3, GeO2, K2O, La2O3, Li2O, MgO, Na2O, PbO, Ta2O5, TeO2, WO3, Y2O3, Yb2O3 및 ZrO2로부터 선택되는 하나 이상의 구성 성분을 선택적으로 함유할 수 있으며, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하고: TiO2 - Nb2O5 [mol.%] ≤ 5.0 및 SiO2 - B2O3 [mol.%] ≤ 5.0, 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며: Pn > 1.9 및 Pn - (1.483 + 0.104 * Pd) > 0.000, 여기서 Pn은 식 (IV)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 굴절률 파라미터이고:
Pd는 식 (V)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 밀도 파라미터이며:
여기서 별표(*)는 곱셈을 의미한다.
제24 관점에 따르면, 제23 관점의 유리에서, 상기 유리는 1.9 이상의 587.56 nm에서의 굴절률 nd를 갖고, 여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며: nd - (1.483 + 0.104 * dRT) > 0.000, 여기서 dRT [g/cm3]는 실온에서의 밀도이다.
제25 관점에 따르면, 관점 23-24 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 다음의 조건을 충족하고: nd - (1.503 + 0.104 * dRT) > 0.000, 여기서 nd는 587.56 nm에서의 굴절률이고 dRT [g/cm3]는 실온에서의 밀도이다.
제26 관점에 따르면, 관점 23-25 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 다음의 조건: Pn - (1.503 + 0.104 * Pd) > 0.000을 충족한다.
제27 관점에 따르면, 관점 23-26 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 20.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하의 B2O3, 10.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 La2O3, 2.5 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 ZrO2, 0.3 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 WO3, 0.5 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 Bi2O3, 0.3 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 TiO2, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 TeO2, 0.0 mol.% 이상 7.5 mol.% 이하의 SiO2 및 0.0 mol.% 이상 4.0 mol.% 이하의 Y2O3를 포함한다.
제28 관점에 따르면, 관점 23-27 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 다음의 구성 성분 중 하나 이상을 포함한다: 23.5 mol.% 이상 32.0 mol.% 이하의 B2O3, 13.5 mol.% 이상 22.0 mol.% 이하의 La2O3, 9.0 mol.% 이상 38.0 mol.% 이하의 WO3, 4.4 mol.% 이상 8.6 mol.% 이하의 ZrO2, 3.0 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 1.0 mol.% 이상 18.0 mol.% 이하의 TiO2, 0.5 mol.% 이상 11.5 mol.% 이하의 Bi2O3, 0.0 mol.% 이상 8.5 mol.% 이하의 TeO2, 0.0 mol.% 이상 5.5 mol.% 이하의 SiO2, 0.0 mol.% 이상 3.4 mol.% 이하의 Y2O3 및 0.0 mol.% 이상 0.9 mol.% 이하의 CaO.
제29 관점에 따르면, 관점 23-28 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 24.5 mol.% 이상 31.0 mol.% 이하의 B2O3, 14.25 mol.% 이상 21.0 mol.% 이하의 La2O3, 13.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하의 WO3, 0.5 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 Bi2O3, 4.5 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 SiO2, 3.5 mol.% 이상 15.5 mol.% 이하의 TiO2, 0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하의 Y2O3, 5.0 mol.% 이상 8.5 mol.% 이하의 ZrO2, 0.0 mol.% 이상 0.8 mol.% 이하의 CaO를 포함하고 여기서 상기 구성 성분의 조성은 TeO2가 실질적으로 없다.
제30 관점에 따르면, 관점 23-26 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 10.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 5.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하의 WO3, 5.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 La2O3 및 5.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 TiO2를 포함한다.
제31 관점에 따르면, 관점 23-27 및 30 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 5.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 WO3 및 1.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 Bi2O3를 포함한다.
제32 관점에 따르면, 관점 23-31 중 어느 하나의 유리에서,상기 구성 성분의 조성은 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 BaO, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 CdO, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 ZnO, 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 Li2O + Na2O + K2O 및 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 MgO + CaO + SrO를 포함한다.
제33 관점에 따르면, 관점 23-32 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 Al2O3를 포함하며 여기서 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하고: 0.00 ≤ P2O5 / B2O3 [mol.%] ≤ 0.50, 여기서 화학식은 유리 내의 해당 구성 성분의 함량을 의미한다.
제34 관점에 따르면, 관점 23-33 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하의 MoO3, 0.0 mol.% 이상 2.0 mol.% 이하의 Ta2O5, 0.0 mol.% 이상 1.0 mol.% 이하의 Sb2O3, 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하의 GeO2, 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하의 PbO, 0.0 mol.% 이상 0.2 mol.% 이하의 As2O3, 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하의 FeO + Fe2O3를 포함하고, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 불소 및 V2O5가 실질적으로 없다.
제35 관점에 따르면, 관점 23-34 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 -1 이상 10 이하인 유리 형성 파라미터 PGF를 갖고, 여기서 PGF는 식 (III)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되며:
여기서 REmOn는 희토류 금속 산화물의 총 합이고, max(0, WO3-TiO2-0.5*ZrO2)는 0과 차이 WO3-TiO2-0.5*ZrO2 중 더 큰 것을 지칭하며 별표(*)는 곱셈을 의미한다.
제36 관점에 따르면, 관점 23-35 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 4.5 g/cm3 이상 6.3 g/cm3 이하인 실온에서의 밀도 dRT, 100 GPa 이상 140 GPa 이하인 영률 E, 2.0 이상 2.2 이하인 587.56 nm에서의 굴절률 nd, 14 이상 23 이하인 Abbe 수 υd, 및 60 x 10-7 K-1 이상 90 x 10-7 K-1 이하인 20-300 ℃ 범위에서의 유리의 선형 열팽창계수 α20-300를 갖는다.
제37 관점에 따르면, 관점 23-36 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 다음의 조건을 충족한다: 4.5 ≤ Pd ≤ 5.7 및 2.1 ≤ Pn ≤ 2.2.
제38 관점에 따르면, 관점 23-37 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 4.5 g/cm3 이상 5.7 g/cm3 이하인 실온에서의 밀도 dRT 및 2.1 이상 2.2 이하인 587.56 nm에서의 굴절률 nd를 갖는다.
제39 관점에 따르면, 관점 23-38 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 15 이상 21 이하인 Abbe 수 υd를 갖는다.
제40 관점에 따르면, 관점 23-39 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 1200 ℃ 이하인 액상선 온도 Tliq를 갖고, 여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며: 및 500 ≤ PTg ≤ 700, 여기서 PTg는 식 (VI)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 Tg 파라미터이며:
여기서 별표(*)는 곱셈을 의미한다.
제41 관점에 따르면, 관점 23-40 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 -0.21 이상인 대수 비 , 500 ℃ 이상 700 ℃ 이하인 유리 전이 온도 Tg, 1200 ℃ 이하인 액상선 온도 Tliq를 갖고, 여기서 상기 대수 비 (Tg/Tliq), 는 식 (I)에 따라 계산된다:
제42 관점에 따르면, 관점 23-41 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족한다: (La2O3 + Y2O3) / (TiO2 + Bi2O3) [mol.%] ≥ 0.70, 1.0 ≤ Nb2O5 / TiO2 [mol.%] ≤ 1.5 및 0.00 ≤ SiO2 / B2O3 [mol.%] ≤ 0.40.
제43 관점에 따르면, 관점 23-42 중 어느 하나의 유리에서, 2.5분 동안 공기 중에서 1100 ℃에서 500 ℃로 냉각될 때, 상기 유리는 결정화되지 않는다.
제44 관점에 따르면, 관점 23-43 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리가 10 mm의 두께를 가질 때, 상기 유리는 450 nm 이하인 70% 총 투과율에 대응하는 파장 λ70%를 갖는다.
제45 관점에 따르면, 광학 요소를 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 관점 23-44 중 어느 하나의 유리를 처리하는 단계를 포함한다.
제46 관점에 따르면, 관점 23-45 중 어느 하나의 유리를 포함하는 광학 요소가 제공된다.
제47 관점에 따르면, 상기 유리는 복수의 구성 성분을 포함하며, 상기 유리는 10.0 mol.% 이상의 B2O3, 3.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 0.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 TiO2, 0.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 La2O3, 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 Bi2O3, 0.0 mol.% 이상 14.0 mol.% 이하의 TeO2, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 P2O5, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 GeO2, 2.0 mol.% 이상의 WO3 + Bi2O3, 2.0 mol.% 이상의 TiO2 + ZrO2, 1.0 mol.% 이상의 TiO2 + Nb2O5, 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 BaO + ZnO를 포함하고 선택적으로 SiO2, Al2O3, CaO, Er2O3, Gd2O3, K2O, Li2O, MgO, Na2O, PbO, SrO, Ta2O5, Y2O3 및 Yb2O3로부터 선택되는 하나 이상의 구성 성분을 함유할 수 있으며, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하고: Nb2O5 - SiO2 [mol.%] ≥ 3.0, 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며: 500 ≤ PTg ≤ 750 및 Pn - (1.47 + 0.0009 * PTg) > 0.000, 여기서 Pn는 식 (IV)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 굴절률 파라미터이고:
PTg는 식 (VI)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 Tg 파라미터이며:
여기서 별표(*)는 곱셈을 의미한다.
제48 관점에 따르면, 제47 관점에 따른 유리에서, 상기 유리는 500 ℃ 이상 750 ℃ 이하인 유리 전이 온도 Tg를 갖고, 여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며: nd - (1.47 + 0.0009 * Tg) > 0.000, 여기서 nd는 587.56 nm에서의 굴절률이다.
제49 관점에 따르면, 관점 47-48 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 다음의 조건을 충족하고: nd - (1.49 + 0.0009 * Tg) > 0.000, 여기서 nd는 587.56 nm에서의 굴절률이며, Tg [℃]는 유리 전이 온도이다.
제50 관점에 따르면, 관점 47-49 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 다음의 조건을 충족한다: Pn - (1.49 + 0.0009 * PTg) > 0.000.
제51 관점에 따르면, 관점 47-50 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 20.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하의 B2O3, 10.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 La2O3, 3.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 2.5 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 ZrO2, 2.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 WO3, 2.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 TiO2, 0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 TeO2, 0.0 mol.% 이상 7.5 mol.% 이하의 SiO2 및 0.0 mol.% 이상 4.0 mol.% 이하의 Y2O3를 포함한다.
제52 관점에 따르면, 관점 47-51 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 다음의 구성 성분 중 하나 이상을 포함한다: 23.5 mol.% 이상 32.0 mol.% 이하의 B2O3, 13.5 mol.% 이상 22.0 mol.% 이하의 La2O3, 9.0 mol.% 이상 38.0 mol.% 이하의 WO3, 4.4 mol.% 이상 8.6 mol.% 이하의 ZrO2, 3.0 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 2.0 mol.% 이상 18.0 mol.% 이하의 TiO2, 2.0 mol.% 이상 11.5 mol.% 이하의 Bi2O3, 0.0 mol.% 이상 8.5 mol.% 이하의 TeO2, 0.0 mol.% 이상 5.5 mol.% 이하의 SiO2, 0.0 mol.% 이상 3.4 mol.% 이하의 Y2O3 및 0.0 mol.% 이상 0.9 mol.% 이하의 CaO.
제53 관점에 따르면, 관점 47-52 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 24.5 mol.% 이상 31.0 mol.% 이하의 B2O3, 14.25 mol.% 이상 21.0 mol.% 이하의 La2O3, 13.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하의 WO3, 2.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 Bi2O3, 4.5 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 3.5 mol.% 이상 15.5 mol.% 이하의 TiO2, 5.0 mol.% 이상 8.5 mol.% 이하의 ZrO2, 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 SiO2, 0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하의 Y2O3, 0.0 mol.% 이상 0.8 mol.% 이하의 CaO를 포함하고, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 TeO2가 실질적으로 없다.
제54 관점에 따르면, 관점 47-50 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 10.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 Nb2O5, 5.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하의 WO3, 5.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 La2O3, 5.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 TiO2 및 2.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 Bi2O3를 포함한다.
제55 관점에 따르면, 관점 47-51 및 54 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 5.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 WO3 및 2.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 Bi2O3를 포함한다.
제56 관점에 따르면, 관점 47-55 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 CdO, 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 Li2O + Na2O + K2O 및 0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 MgO + CaO + SrO를 포함한다.
제57 관점에 따르면, 관점 47-56 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 Al2O3를 포함하고 여기서 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하며: 0.00 ≤ P2O5 / B2O3 [mol.%] ≤ 0.50, 여기서 화학식은 유리 내의 해당 구성 성분의 함량을 의미한다.
제58 관점에 따르면, 관점 47-57 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분은 0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하의 MoO3, 0.0 mol.% 이상 2.0 mol.% 이하의 Ta2O5, 0.0 mol.% 이상 1.0 mol.% 이하의 Sb2O3, 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하의 GeO2, 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하의 PbO, 0.0 mol.% 이상 0.2 mol.% 이하의 As2O3, 0.0 mol.% 이상 0.5 mol.% 이하의 FeO + Fe2O3를 포함하며, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 불소 및 V2O5가 실질적으로 없다.
제59 관점에 따르면, 관점 47-58 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 -1 이상 10 이하인 유리 형성 파라미터 PGF를 갖고, 여기서 PGF는 식 (III)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되며:
여기서 REmOn는 희토류 금속 산화물의 합이고, max(0, WO3-TiO2-0.5*ZrO2)는 0과 차이 WO3-TiO2-0.5*ZrO2 중 더 큰 것을 지칭하며, 별표(*)는 곱셈을 의미한다.
제60 관점에 따르면, 관점 47-59 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 4.5 g/cm3 이상 6.3 g/cm3 이하인 실온에서의 밀도 dRT, 100 GPa 이상 140 GPa 이하인 영률 E, 2.0 이상 2.2 이하인 587.56 nm에서의 굴절률 nd, 14 이상 23 이하인 Abbe 수 λd 및 60 x 10-7 K-1 이상 90 x 10=7 K-1 이하인 20-300 ℃ 범위에서의 선형 열팽창계수 α20-300를 갖는다.
제61 관점에 따르면, 관점 47-60 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 다음의 조건을 충족하고: 4.5 ≤ Pd ≤ 5.7 및 2.1 ≤ Pn ≤ 2.2, 여기서 Pd는 식 (V)에 따라 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 밀도 파라미터이고:
여기서 별표(*)는 곱셈을 의미한다.
제62 관점에 따르면, 관점 47-61 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 4.5 g/cm3 이상 5.7 g/cm3 이하인 실온에서의 밀도 dRT 및 2.1 이상 2.2 이하인 587.56 nm에서의 굴절률 nd를 갖는다.
제63 관점에 따르면, 관점 47-62 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 15 이상 21 이하의 Abbe 수 λd를 갖는다.
제64 관점에 따르면, 관점 47-63 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 1200 ℃ 이하인 액상선 온도 Tliq를 갖고, 여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족한다: 및 500 ≤ PTg ≤ 700.
제65 관점에 따르면, 관점 47-64 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 -0.21 이상인 대수 비, 500 ℃ 이상 700 ℃ 이하인 유리 전이 온도 Tg, 및 1200 ℃ 이하인 액상선 온도 Tliq를 갖고, 상기 대수 비 는 식 (I)에 따라 계산된다:
제66 관점에 따르면, 관점 47-65 중 어느 하나의 유리에서, 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족한다: (La2O3 + Y2O3) / (TiO2 + Bi2O3) [mol.%] ≥ 0.70, 1.0 ≤ Nb2O5 / TiO2 [mol.%] ≤ 1.5 및 0.00 ≤ SiO2 / B2O3 [mol.%] ≤ 0.40.
제67 관점에 따르면, 관점 47-66 중 어느 하나의 유리에서, 2.5분 동안 공기 중에서 1100 ℃에서 500 ℃로 냉각될 때, 상기 유리는 결정화되지 않는다.
제68 관점에 따르면, 관점 47-67 중 어느 하나의 유리에서, 10 mm의 두께를 갖는 경우, 상기 유리는 450 nm 이하인 70% 총 투과율에 대응하는 파장 λ70%를 갖는다.
제69 관점에 따르면, 광학 요소를 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 관점 47-68 중 어느 하나의 유리를 처리하는 단계를 포함한다.
제70 관점에 따르면, 관점 47-69 중 어느 하나의 유리를 포함하는 광학 요소가 제공된다.
제71 관점에 따르면, 관점 1-70 중 어느 하나의 유리에서, 상기 유리는 2.0 Poise 이상인 액상선 점도를 갖는다.
본 개시의 사상 및 다양한 원리로부터 실질적으로 벗어나지 않고 본 개시의 위에서 설명된 구현예에 대해 많은 변형 및 수정이 이루어질 수 있다. 이러한 모든 수정 및 변형은 본 개시의 범위 내에 포함되도록 의도되었으며 다음 청구범위에 의해 보호된다.
아직 설명되지 않은 범위까지, 본 개시의 다양한 관점의 다양한 특징은 원하는 대로 서로 조합되어 사용될 수 있다. 본 개시의 각 관점에 대하여 특정한 특징이 명시적으로 도시되거나 설명되지 않은 것은 그럴 수 없는 것으로 해석되어서는 안 되며, 설명의 간결성과 간결성을 위한 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 새로운 관점이 명시적으로 개시되는지 여부에 관계없이, 새로운 관점을 형성하기 위해 다양한 관점의 다양한 특징이 원하는 대로 혼합 및 매칭될 수 있다.

Claims (21)

  1. 복수의 구성 성분을 포함하는 유리로서, 상기 유리는 다음을 포함하는 구성 성분의 조성을 갖고:
    ·10.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 B2O3,
    ·0.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 WO3,
    ·0.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하의 Nb2O5,
    ·0.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하의 TiO2,
    ·0.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 La2O3,
    ·0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 Bi2O3,
    ·0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 TeO2,
    ·0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 ZrO2,
    ·0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 SiO2,
    ·0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 PbO,
    ·0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 GeO2,
    ·0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 P2O5,
    ·0.0 mol.% 이상 6.0 mol.% 이하의 Y2O3,
    ·0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 V2O5,
    ·0.1 mol.% 이상의 WO3 + Bi2O3 및
    ·희토류 금속 산화물 REmOn, Al2O3, BaO, CaO, K2O, Li2O, MgO, Na2O, SrO, Ta2O5 및 ZnO로부터 선택되는 하나 이상의 구성 성분을 선택적으로 포함하며,
    여기서 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하고:
    ·REmOn + ZrO2 - Nb2O5 [mol.%] ≥ 5.0, 및
    여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며:
    ·Pn > 2.04,
    ·-5 ≤ PGF ≤ 15
    여기서
    Pn은 식 (IV)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산된 굴절률 파라미터이고:

    PGF는 다음의 식에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산된 유리 형성 파라미터이며:

    여기서 REmOn는 희토류 금속 산화물의 총 합이고, max(0, WO3-TiO2-0.5*ZrO2) 는 0과 차이 WO3-TiO2-0.5*ZrO2 중 큰 것을 지칭하며 별표(*)는 곱셈을 의미하는, 유리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리는 587.56 nm에서 2.04 이상인 굴절률 nd를 갖는, 유리.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 구성 성분의 조성은:
    ·24.5 mol.% 이상 31.0 mol.% 이하의 B2O3,
    ·14.25 mol.% 이상 21.0 mol.% 이하의 La2O3,
    ·13.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하의 WO3,
    ·0.1 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 Bi2O3,
    ·4.5 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하의 Nb2O5,
    ·0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 SiO2,
    ·3.5 mol.% 이상 15.5 mol.% 이하의 TiO2,
    ·5.0 mol.% 이상 8.5 mol.% 이하의 ZrO2,
    ·0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하의 Y2O3,
    ·0.0 mol.% 이상 0.8 mol.% 이하의 CaO를 포함하고,
    여기서
    상기 구성 성분의 조성은 TeO2가 실질적으로 없는, 유리.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    -1 ≤ PGF ≤ 10인, 유리.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 1200 ℃ 이하인 액상선 온도 Tliq를 갖고,
    여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며:
    및
    500 ≤ PTg ≤ 700,
    여기서 PTg는 식 (VI)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산된 Tg 파라미터이고:

    여기서 별표(*)는 곱셈을 의미하는, 유리.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하는, 유리:
    ·(La2O3 + Y2O3) / (TiO2 + Bi2O3) [mol.%] ≥ 0.70,
    ·1.0 ≤ Nb2O5 / TiO2 [mol.%] ≤ 1.5 및
    ·0.00 ≤ SiO2 / B2O3 [mol.%] ≤ 0.40.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    공기 중에서 2.5분 내에 1100 ℃에서 500 ℃로 냉각되는 경우, 상기 유리는 결정화되지 않는, 유리.
  8. 복수의 구성 성분을 포함하는 유리로서, 상기 유리는 다음을 포함하는 구성 성분의 조성을 가지며:
    ·10.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 B2O3,
    ·0.5 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 Bi2O3,
    ·0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하의 P2O5,
    ·0.0 at.% 이상 1.0 at.% 이하의 Cu,
    ·0.0 at.% 이상 1.0 at.% 이하의 Fe,
    ·0.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 BaO + SrO + ZnO + CdO,
    ·0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 MoO3 + V2O5 및
    ·TiO2, Nb2O5, SiO2, Al2O3, CaO, Er2O3, Gd2O3, GeO2, K2O, La2O3, Li2O, MgO, Na2O, PbO, Ta2O5, TeO2, WO3, Y2O3, Yb2O3 및 ZrO2로부터 선택되는 하나 이상의 구성 성분을 선택적으로 포함하고, 여기서 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하며:
    ·TiO2 - Nb2O5 [mol.%] ≤ 5.0 및
    ·SiO2 - B2O3 [mol.%] ≤ 5.0,
    여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하고:
    ·Pn > 1.9 및
    ·Pn - (1.483 + 0.104 * Pd) > 0.000,
    여기서
    Pn은 식 (IV)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 굴절률 파라미터이고:

    Pd은 식 (V)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 밀도 파라미터이며:

    여기서 별표(*)는 곱셈을 의미하는, 유리.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 유리는
    1.9 이상인 587.56 nm에서의 굴절률 nd를 갖고,
    상기 유리는 다음의 조건을 충족하며:
    ·nd - (1.483 + 0.104 * dRT) > 0.000,
    여기서
    dRT [g/cm3]는 실온에서의 밀도인, 유리.
  10. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    상기 구성 성분의 조성은:
    ·24.5 mol.% 이상 31.0 mol.% 이하의 B2O3,
    ·14.25 mol.% 이상 21.0 mol.% 이하의 La2O3,
    ·13.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하의 WO3,
    ·0.5 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 Bi2O3,
    ·4.5 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하의 Nb2O5,
    ·0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 SiO2,
    ·3.5 mol.% 이상 15.5 mol.% 이하의 TiO2,
    ·0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하의 Y2O3,
    ·5.0 mol.% 이상 8.5 mol.% 이하의 ZrO2,
    ·0.0 mol.% 이상 0.8 mol.% 이하의 CaO 및
    여기서
    상기 구성 성분의 조성은 TeO2가 실질적으로 없는, 유리.
  11. 청구항 8 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 다음의 조건을 충족하며:
    ·-1 ≤ PGF ≤ 10,
    여기서 PGF는 다음의 식에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산된 유리 형성 파라미터이고:

    여기서 REmOn는 희토류 금속 산화물의 총 합이고, max(0, WO3-TiO2-0.5*ZrO2)는 0과 차이 WO3-TiO2-0.5*ZrO2 중 큰 것을 지칭하며, 별표(*)는 곱셈을 의미하는, 유리.
  12. 청구항 8 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 1200 ℃ 이하인 액상선 온도 Tliq를 갖고,
    여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며:
    및
    500 ≤ PTg ≤ 700,
    여기서
    PTg는 식 (VI)에 따라 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산된 Tg 파라미터이고:

    여기서 별표(*)는 곱셈을 의미하는, 유리.
  13. 청구항 8 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하는, 유리:
    ·(La2O3 + Y2O3) / (TiO2 + Bi2O3) [mol.%] ≥ 0.70,
    ·1.0 ≤ Nb2O5 / TiO2 [mol.%] ≤ 1.5 및
    ·0.00 ≤ SiO2 / B2O3 [mol.%] ≤ 0.40.
  14. 청구항 8 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    공기 중에서 2.5분 동안 1100 ℃에서 500 ℃로 냉각될 때, 상기 유리는 결정화되지 않는, 유리.
  15. 복수의 구성 성분을 포함하는 유리로서, 상기 유리는 다음을 포함하는 구성 성분의 조성을 갖고:
    ·10.0 mol.% 이상의 B2O3,
    ·3.0 mol.% 이상 30.0 mol.% 이하의 Nb2O5,
    ·0.0 mol.% 이상 40.0 mol.% 이하의 TiO2,
    ·0.0 mol.% 이상 25.0 mol.% 이하의 La2O3,
    ·0.0 mol.% 이상 15.0 mol.% 이하의 Bi2O3,
    ·0.0 mol.% 이상 14.0 mol.% 이하의 TeO2,
    ·0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 P2O5,
    ·0.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 GeO2,
    ·2.0 mol.% 이상의 WO3 + Bi2O3,
    ·2.0 mol.% 이상의 TiO2 + ZrO2,
    ·1.0 mol.% 이상의 TiO2 + Nb2O5,
    ·0.0 mol.% 이상 20.0 mol.% 이하의 BaO + ZnO 및
    ·SiO2, Al2O3, CaO, Er2O3, Gd2O3, K2O, Li2O, MgO, Na2O, PbO, SrO, Ta2O5, Y2O3 및 Yb2O3로부터 선택되는 하나 이상의 구성 성분을 선택적으로 포함하며,
    여기서 상기 구성 성분의 조성은 다음의 조건을 충족하고:
    ·Nb2O5 - SiO2 [mol.%] ≥ 3.0,
    여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며:
    ·500 ≤ PTg ≤ 750 및
    ·Pn - (1.47 + 0.0009 * PTg) > 0.000,
    여기서
    Pn은 식 (IV)에 따라 상기 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 굴절률 파라미터이고:

    PTg는 식 (VI)에 따라 상기 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 Tg 파라미터이며:

    여기서 별표(*)는 곱셈을 의미하는, 유리.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 유리는 500 ℃ 이상 750 ℃ 이하인 유리 전이 온도 Tg를 갖고,
    상기 유리는 다음의 조건을 충족하며:
    ·nd - (1.47 + 0.0009 * Tg) > 0.000,
    여기서
    nd는 587.56 nm에서의 굴절률인, 유리.
  17. 청구항 15 또는 16에 있어서,
    상기 구성 성분의 조성은:
    ·24.5 mol.% 이상 31.0 mol.% 이하의 B2O3,
    ·14.25 mol.% 이상 21.0 mol.% 이하의 La2O3,
    ·13.0 mol.% 이상 35.0 mol.% 이하의 WO3,
    ·2.0 mol.% 이상 10.0 mol.% 이하의 Bi2O3,
    ·4.5 mol.% 이상 16.0 mol.% 이하의 Nb2O5,
    ·3.5 mol.% 이상 15.5 mol.% 이하의 TiO2,
    ·5.0 mol.% 이상 8.5 mol.% 이하의 ZrO2,
    ·0.0 mol.% 이상 5.0 mol.% 이하의 SiO2,
    ·0.0 mol.% 이상 3.0 mol.% 이하의 Y2O3,
    ·0.0 mol.% 이상 0.8 mol.% 이하의 CaO 및
    여기서
    상기 구성 성분의 조성은 TeO2가 실질적으로 없는, 유리.
  18. 청구항 15 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 다음의 조건을 충족하며:
    -1 ≤ PGF ≤ 10,
    여기서 PGF는 다음의 식에 따른 상기 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 유리 형성 파라미터이며:

    여기서 REmOn는 희토류 금속 산화물의 총 합이고, max(0, WO3-TiO2-0.5*ZrO2)는 0과 차이 WO3-TiO2-0.5*ZrO2 중 큰 것을 지칭하며, 별표(*)는 곱셈을 의미하는, 유리.
  19. 청구항 15 내지 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 1200 ℃ 이하인 액상선 온도 Tliq를 갖고,
    여기서 상기 유리는 다음의 조건을 충족하며:
    및
    ·500 ≤ PTg ≤ 700,
    여기서
    PTg는 식 (VI)에 따라 상기 구성 성분의 mol.% 단위로 유리 조성으로부터 계산되는 Tg 파라미터이고:

    여기서 별표(*)는 곱셈을 의미하는, 유리.
  20. 청구항 15 내지 19 중 어느 한 항에 있어서,
    공기 중에서 2.5분간 1100 ℃에서 500 ℃로 냉각될 때, 상기 유리는 결정화되지 않는, 유리.
  21. 청구항 1 내지 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리는 2.0 Poise 이상인 액상선 점도를 갖는, 유리.
KR1020247005981A 2021-08-03 2022-07-27 높은 굴절률 및 낮은 액상선 온도를 갖는 붕산염 및 규소붕산염(silicoborate) 광학 유리 KR20240036653A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163228704P 2021-08-03 2021-08-03
US63/228,704 2021-08-03
NL2029053 2021-08-25
NL2029053A NL2029053B1 (en) 2021-08-03 2021-08-25 Borate and Silicoborate Optical Glasses with High Refractive Index and Low Liquidus Temperature
PCT/US2022/038443 WO2023014546A1 (en) 2021-08-03 2022-07-27 Borate and silicoborate optical glasses with high refractive index and low liquidus temperature

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240036653A true KR20240036653A (ko) 2024-03-20

Family

ID=82494016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020247005981A KR20240036653A (ko) 2021-08-03 2022-07-27 높은 굴절률 및 낮은 액상선 온도를 갖는 붕산염 및 규소붕산염(silicoborate) 광학 유리

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230073656A1 (ko)
EP (1) EP4129942A1 (ko)
KR (1) KR20240036653A (ko)
TW (1) TW202311183A (ko)
WO (1) WO2023014546A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023183141A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 Corning Incorporated Optical glasses containing bismuth oxide

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3480566A (en) 1965-10-22 1969-11-25 Du Pont Low melting glass and compositions containing the same
JPS5378048A (en) 1976-12-22 1978-07-11 Hitachi Ltd Glass coated thick film resistor
SU798060A1 (ru) 1979-01-29 1981-01-23 Московский Ордена Ленина И Орденатрудового Красного Знамени Химико- Технологический Институт Им.Д.И.Meh-Делеева Стекло
DD206138A1 (de) 1982-02-15 1984-01-18 Univ Schiller Jena Optisches telluritglas
JPS63274638A (ja) 1987-04-30 1988-11-11 Hoya Corp 高屈折率低融点ガラス用組成物
SU1533244A1 (ru) 1988-05-03 1994-11-15 Н.Н. Максимов Легкоплавкое стекло для магнитных головок
JPH0597470A (ja) 1991-10-02 1993-04-20 Nippon Electric Glass Co Ltd 低融点封着用組成物
JPH08157234A (ja) 1994-11-29 1996-06-18 Nippon Electric Glass Co Ltd 封着用組成物
JP3113591B2 (ja) 1996-02-13 2000-12-04 株式会社オハラ 高屈折率光学ガラス
JPH11116275A (ja) 1997-10-13 1999-04-27 Ohara Inc 低温封着用組成物
JP4446982B2 (ja) 2005-09-21 2010-04-07 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブ、ガラス成形体、光学素子およびそれらの製造方法
US8187986B2 (en) 2006-10-24 2012-05-29 Ohara Inc. Optical glass
US8053384B2 (en) 2007-04-03 2011-11-08 Ohara Inc. Optical glass
JP2009096662A (ja) 2007-10-16 2009-05-07 Ohara Inc ガラス組成物
DE102009047511A1 (de) 2009-12-04 2011-06-09 Schott Ag Hochbrechendes und hochtransparentes optisches Glas
EP2831009B1 (en) 2012-03-30 2017-05-03 Corning Incorporated Bismuth borate glass encapsulant for led phosphors
CN107445474B (zh) * 2014-01-22 2020-06-09 成都光明光电股份有限公司 高折射高色散光学玻璃、光学元件及光学仪器
CN105837028B (zh) 2015-04-10 2019-03-12 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃
JP6663177B2 (ja) * 2015-07-10 2020-03-11 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
CN113135653B (zh) * 2017-07-20 2022-11-01 Hoya株式会社 光学玻璃和光学元件
CN116655238A (zh) 2018-08-31 2023-08-29 Ａｇｃ株式会社 光学玻璃和光学部件

Also Published As

Publication number Publication date
US20230073656A1 (en) 2023-03-09
EP4129942A1 (en) 2023-02-08
WO2023014546A1 (en) 2023-02-09
TW202311183A (zh) 2023-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4211087A1 (en) Silicoborate and borosilicate glasses having high refractive index and high transmittance to blue light
KR20240036653A (ko) 높은 굴절률 및 낮은 액상선 온도를 갖는 붕산염 및 규소붕산염(silicoborate) 광학 유리
CN116529215A (zh) 具有高折射率和低密度的硅硼酸盐和硼硅酸盐玻璃
US20230339803A1 (en) High-Index Silicoborate and Borosilicate Glasses
US11472731B2 (en) Phosphate glasses with high refractive index and reduced dispersion
US20220324744A1 (en) High-Index Silicoborate and Borosilicate Glasses
US20230303426A1 (en) High-Index High-Dispersion Phosphate Glasses Containing Bismuth Oxide
US11479499B2 (en) Calcium-containing high-index phosphate glasses
JP2024511745A (ja) 高屈折率ホウ酸塩ガラス
US20230339801A1 (en) Optical Glasses Containing Bismuth Oxide
US11485676B2 (en) Phosphate glasses with high refractive index and low density
CN117980278A (zh) 具有高折射率和低液相线温度的硼酸盐和硅硼酸盐光学玻璃
NL2031590B1 (en) High-Index Silicoborate and Borosilicate Glasses
CN117480135A (zh) 高折射率硅硼酸盐和硼硅酸盐玻璃
CN117295695A (zh) 高折射率硼酸盐玻璃