TW202231595A - 光學玻璃、玻璃預製件、光學元件和光學儀器 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種光學玻璃,所述光學玻璃的組分以莫耳百分比表示,陽離子含有:P
5+:26~45%; Al
3+:5~25%;R
2+:28~60%;陰離子含有F
-和O
2-,其中:F
-+O
2-為98%以上,(P
5++Al
3+)/F
-為0.9~4.0,所述R
2+為Ba
2+、Sr
2+、Ca
2+和Mg
2+的合計含量。通過合理的組分設計,本發明獲得的光學玻璃在具有期望的折射率和阿貝數的同時,具有較低的ΔP
C,s值和ΔP
C,t值,耐候性優異。
Description
本發明涉及一種光學玻璃,尤其是涉及一種折射率為1.57~1.66,阿貝數為56~65的光學玻璃,以及由其製成的玻璃預製件、光學元件和光學儀器。
近年來,光學鏡頭大量應用在車載成像、監控安防等領域,在夜間成像時,鏡頭在夜間黑白模式下吸收近紅外光,而近紅外波段光線與可見光在通過鏡頭時在不同的焦距上成焦,造成成像畫質的劣化,成為車載成像、監控安防乃至望遠鏡、槍瞄鏡等領域光學設計的難題。
玻璃的折射率隨著波長的增大而減小,通常來講使用可見光圖像感測器的攝像系統在夜晚的近紅外輔助照明可用波長範圍大約在800~1000nm左右,研究發現,在這個波長範圍內,如果玻璃的折射率隨著波長的增大而減小的幅度小於正常玻璃,即玻璃在近紅外波段形成一定的異常分散,可以大幅度降低光學設計實現日夜共焦的難度,有效改善夜間成像品質,所述近紅外波段的異常分散用ΔP
C,s與ΔP
C,t值來表徵。
折射率為1.57~1.66,阿貝數為56~65的光學玻璃的折射率與阿貝數適中,廣泛應用於各類成像系統中。現有技術中折射率和阿貝數在該範圍內的光學玻璃的ΔP
C,s與ΔP
C,t值較大,不能滿足新型成像光學設備的發展需要,如申請號為200780019054.0的中國專利公開的一種折射率為1.55~1.65,阿貝數為55~65的光學玻璃。
另一方面,需要實現日夜共焦的光學系統通常需要工作在惡劣環境中,需要光學材料具備較好的耐候性以保證光學系統的可靠性。因此,開發出一種具有較低ΔP
C,s與ΔP
C,t值且耐候性優異的光學玻璃,對光電資訊領域的發展具有重要的作用。
本發明所要解決的技術問題是提供一種具有較低ΔP
C,s值和ΔP
C,t值,並且具有優異耐候性的光學玻璃。
本發明解決技術問題所採用的技術方案是:
(1)一種光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,陽離子含有:P
5+:26~45%;Al
3+:5~25%;R
2+:28~60%;陰離子含有F
-和O
2-,其中:F
-+O
2-為98%以上,(P
5++Al
3+)/F
-為0.9~4.0,所述R
2+為Ba
2+、Sr
2+、Ca
2+和Mg
2+的合計含量。
(2)根據(1)所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,陽離子還含有:La
3++Gd
3++Y
3+:0~20%;和/或Nb
5++W
6++Ti
4+:0~15%;和/或Rn
+:0~10%;和/或Yb
3+:0~10%;和/或Zn
2+:0~10%;和/或B
3+:0~10%;和/或Si
4+:0~5%;和/或Ta
5+:0~10%;和/或Sb
3+:0~1%;和/或Sn
4+:0~1%;和/或Ce
4+:0~1%,所述Rn
+為Li
+、Na
+、K
+中的一種或多種。
(3)一種光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,陽離子含有:P
5+:26~45%;La
3++Gd
3++Y
3+:0~20%;Al
3+:5~25%;R
2+:28~60%;Nb
5++W
6++Ti
4+:0~15%;Rn
+:0~10%;Yb
3+:0~10%;Zn
2+:0~10%;B
3+:0~10%;Si
4+:0~5%;Ta
5+:0~10%;Sb
3+:0~1%;Sn
4+:0~1%;Ce
4+:0~1%;陰離子含有F
-和O
2-,其中:F
-+O
2-為98%以上,所述R
2+為Ba
2+、Sr
2+、Ca
2+和Mg
2+的合計含量,Rn
+為Li
+、Na
+、K
+中的一種或多種。
(4)一種光學玻璃,其組分中陽離子含有P
5+、Al
3+和R
2+,陰離子含有F
-和O
2-,所述光學玻璃的折射率n
d為1.57~1.66,阿貝數ν
d為56~65,ΔP
C,s值為0以下,ΔP
C,t值為-0.01以下。
(5)根據(4)所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,陽離子含有:P
5+:26~45%;La
3++Gd
3++Y
3+:0~20%;Al
3+:5~25%;R
2+:28~60%;Nb
5++W
6++Ti
4+:0~15%;Rn
+:0~10%;Yb
3+:0~10%;Zn
2+:0~10%;B
3+:0~10%;Si
4+:0~5%;Ta
5+:0~10%;Sb
3+:0~1%;Sn
4+:0~1%;Ce
4+:0~1%,所述R
2+為Ba
2+、Sr
2+、Ca
2+和Mg
2+的合計含量,Rn
+為Li
+、Na
+、K
+中的一種或多種。
(6)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,其中:(P
5++Al
3+)/F
-為0.9~4.0,優選(P
5++Al
3+)/F
-為1.0~3.5,更優選(P
5++Al
3+)/F
-為1.2~3.0,進一步優選(P
5++Al
3+)/F
-為1.5~2.5。
(7)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,其中:(Nb
5++W
6++Ti
4+)/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.1~10.0,優選(Nb
5++W
6++Ti
4+)/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.2~6.0,更優選(Nb
5++W
6++Ti
4+)/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.5~4.0,進一步優選(Nb
5++W
6++Ti
4+)/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.7~2.0。
(8)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,其中:Y
3+/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.3~1.0,優選Y
3+/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.5~1.0,更優選Y
3+/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.6~1.0,進一步優選Y
3+/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.65~1.0。
(9)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,其中:Mg
2+/Ba
2+為0.01~0.3,優選Mg
2+/Ba
2+為0.02~0.25,更優選Mg
2+/Ba
2+為0.03~0.2,進一步優選Mg
2+/Ba
2+為0.05~0.15。
(10)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,其中:Sr
2+/Y
3+為0.3~10.0,優選Sr
2+/Y
3+為0.5~5.0,更優選Sr
2+/Y
3+為0.8~3.0,進一步優選Sr
2+/Y
3+為1.0~2.0。
(11)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,其中:(Ca
2++Zn
2+)/(Nb
5++W
6++Ti
4+)為2.0以下,優選(Ca
2++Zn
2+)/(Nb
5++W
6++Ti
4+)為1.0以下,更優選(Ca
2++Zn
2+)/(Nb
5++W
6++Ti
4+)為0.8以下,進一步優選(Ca
2++Zn
2+)/(Nb
5++W
6++Ti
4+)為0.5以下。
(12)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,其中:(Rn
++Ca
2+)/Mg
2+為2.0以下,優選(Rn
++Ca
2+)/Mg
2+為1.0以下,更優選(Rn
++Ca
2+)/Mg
2+為0.8以下,進一步優選(Rn
++Ca
2+)/Mg
2+為0.5以下。
(13)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,其中:F
-/O
2-為0.18~0.6,優選F
-/O
2-為0.2~0.5,更優選F
-/O
2-為0.25~0.45,進一步優選F
-/O
2-為0.28~0.4。
(14)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,其中:F
-/Ba
2+為0.35~1.2,優選F
-/Ba
2+為0.5~1.1,更優選F
-/Ba
2+為0.6~1.0,進一步優選F
-/Ba
2+為0.65~0.9。
(15)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,其中:P
5+:30~40%,優選P
5+:33~38%;和/或La
3++Gd
3++Y
3+:0.1~15%,優選La
3++Gd
3++Y
3+:0.5~12%,更優選La
3++Gd
3++Y
3+:1~10%;和/或Nb
5++W
6++Ti
4+:0.5~10%,優選Nb
5++W
6++Ti
4+:1~8%;和/或R
2+:35~55%,優選R
2+:38~50%;和/或Al
3+:8~20%,優選Al
3+:10~18%;和/或Rn
+:0~5%,優選Rn
+:0~2%,更優選不含有Rn
+;和/或Yb
3+:0~5%,優選Yb
3+:0~2%,更優選不含有Yb
3+;和/或Zn
2+:0~5%,優選Zn
2+:0~2%,更優選不含有Zn
2+;和/或B
3+:0~5%,優選B
3+:0~2%,更優選不含有B
3+;和/或Si
4+:0~2%,優選Si
4+:0~1%,更優選不含有Si
4+;和/或Ta
5+:0~5%,優選Ta
5+:0~2%,更優選不含有Ta
5+;和/或Sb
3+:0~0.5%,優選Sb
3+:0~0.1%;和/或Sn
4+:0~0.5%,優選Sn
4+:0~0.1%,更優選不含有Sn
4+;和/或Ce
4+:0~0.5%,優選Ce
4+:0~0.1%,更優選不含有Ce
4+。
(16)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,其中:Ba
2+:28~45%,優選Ba
2+:30~40%,更優選Ba
2+:33~38%;和/或Sr
2+:0~10%,優選Sr
2+:1~8%,更優選Sr
2+:2~7%;和/或Mg
2+:0~10%,優選Mg
2+:1~7%,更優選Mg
2+:2~6%;和/或Ca
2+:0~10%,優選Ca
2+:0~6%,更優選Ca
2+:0~5%;和/或La
3+:0~10%,優選La
3+:0~5%,更優選La
3+:0~3%;和/或Gd
3+:0~10%,優選Gd
3+:0~5%,更優選Gd
3+:0~3%;和/或Y
3+:0~10%,優選Y
3+:0.5~8%,更優選Y
3+:1~7%;和/或Nb
5+:0~10%,優選Nb
5+:0~6%,更優選Nb
5+:0~4%;和/或W
6+:0~10%,優選W
6+:0~6%,更優選W
6+:0~5%;和/或Ti
4+:0~10%,優選Ti
4+:0~5%,更優選Ti
4+:0~2%,進一步優選不含有Ti
4+。
(17)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,其中:F
-:15~45%,優選F
-:18~38%,更優選F
-:21~35%;和/或O
2-:55~85%,優選O
2-:62~82%,更優選O
2-:65~79%。
(18)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,陰離子還含有:Cl
-:0~2%;和/或Br
-:0~2%;和/或I
-:0~2%,優選陰離子還含有:Cl
-:0~1%;和/或Br
-:0~1%;和/或I
-:0~1%,更優選陰離子還含有:Cl
-:0~0.5%;和/或Br
-:0~0.5%;和/或I
-:0~0.5%。
(19)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,所述的光學玻璃的折射率n
d為1.57~1.66,優選折射率n
d為1.58~1.64,更優選折射率n
d為1.60~1.63;阿貝數ν
d為56~65,優選阿貝數ν
d為58~63,更優選阿貝數ν
d為59~62。
(20)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,所述的光學玻璃的ΔP
C,s值為0以下,優選ΔP
C,s值為-0.01以下,更優選ΔP
C,s值為-0.015以下,進一步優選ΔP
C,s值為-0.02以下;和/或ΔP
C,t值為-0.01以下,優選ΔP
C,t值為-0.02以下,更優選ΔP
C,t值為-0.03以下,進一步優選ΔP
C,t值為-0.04以下,更進一步優選ΔP
C,t值為-0.05以下。
(21)根據(1)~(5)任一所述的光學玻璃,所述的光學玻璃的耐水作用穩定性D
W為3類以上,優選耐水作用穩定性D
W為2類以上;和/或耐酸作用穩定性D
A為3類以上,優選耐酸作用穩定性D
A為2類以上;和/或耐候性CR為2類以上,優選耐候性CR為1類;和/或轉變溫度T
g為620℃以下,優選轉變溫度T
g為610℃以下,更優選轉變溫度T
g為600℃以下;和/或密度ρ為4.60g/cm
3以下,優選密度ρ為4.50g/cm
3以下,更優選密度ρ為4.40g/cm
3以下;和/或λ
80為380nm以下,優選λ
80為375nm以下,更優選λ
80為370nm以下;和/或λ
5為330nm以下,優選λ
5為325nm以下,更優選λ
5為320nm以下。
(22)一種玻璃預製件,採用(1)~(21)任一所述的光學玻璃製成。
(23)一種光學元件,採用(1)~(21)任一所述的光學玻璃或(22)所述的玻璃預製件製成。
(24)一種光學儀器,含有(1)~(21)任一所述的光學玻璃;和/或含有(23)所述的光學元件。
本發明的有益效果是:通過合理的組分設計,本發明獲得的光學玻璃在具有期望的折射率和阿貝數的同時,具有較低的ΔP
C,s值和ΔP
C,t值,耐候性優異。
以下,對本發明的光學玻璃的實施方式進行詳細說明,但本發明不限於下述的實施方式,在本發明目的的範圍內可進行適當的變更來加以實施。此外,關於重複說明部分,雖然有適當的省略說明的情況,但不會因此而限制發明的主旨,在以下內容中,本發明光學玻璃有時候簡稱為玻璃。
[光學玻璃]
以下對本發明組成光學玻璃的各組分(成分)範圍進行說明。在本說明書中,如果沒有特殊說明,陽離子組分的含量以該陽離子佔全部陽離子組分的莫耳百分比(mol%)表示,陰離子組分的含量以該陰離子佔全部陰離子組分的莫耳百分比(mol%)表示;陽離子組分含量之間的比值是各陽離子組分含量之間的莫耳百分比含量的比值;陰離子組分含量之間的比值是各陰離子組分含量之間的莫耳百分比含量的比值;陰陽離子組分含量之間的比值,是陽離子組分佔所有陽離子組分的莫耳百分比含量與陰離子組分佔所有陰離子組分的莫耳百分比含量的比值。
除非在具體情況下另外指出,本文所列出的數值範圍包括上限和下限值,“以上”和“以下”包括端點值,以及包括在該範圍內的所有整數和分數,而不限於所限定範圍時所列的具體值。本文所稱“和/或”是包含性的,例如“A和/或B”,是指只有A,或者只有B,或者同時有A和B。
需要說明的是,以下描述的各組分的離子價是為了方便而使用的代表值,與其他的離子價沒有區別。光學玻璃中各組分的離子價存在代表值以外的可能性。例如,P通常以離子價為+5價的狀態存在於玻璃中,因此在本專利中以“P
5+”作為代表值,但是存在以其他的離子價狀態存在的可能性,這也在本專利的保護範圍之內。
<關於陽離子組分>
P
5+是玻璃網路形成體組分,可以提高玻璃的穩定性,降低玻璃的△P
C,t值和△P
C,s值,當其含量低於26%時,上述效果不明顯,且玻璃的穩定性降低,析晶傾向增加。因此,本發明中P
5+的含量為26%以上,優選含量為30%以上,更優選含量為33%以上。另一方面,若P
5+的含量超過45%,玻璃的耐候性下降,且較難獲得本發明期望的光學常數。因此,本發明中P
5+的含量為45%以下,優選含量為40%以下,更優選含量為38%以下。在一些實施方式中,可含有26%、26.5%、27%、27.5%、28%、28.5%、29%、29.5%、30%、30.5%、31%、31.5%、32%、32.5%、33%、33.5%、34%、34.5%、35%、35.5%、36%、36.5%、37%、37.5%、38%、38.5%、39%、39.5%、40%、40.5%、41%、41.5%、42%、42.5%、43%、43.5%、44%、44.5%、或45%的P
5+。
Al
3+是本發明玻璃的骨架組分,可有效提高玻璃的機械性能和耐候性,同時降低玻璃的熱膨脹係數,當其含量低於5%時,無法形成穩定的玻璃骨架並獲得上述的效果。當Al
3+的含量高於25%時,玻璃的轉變溫度和液相溫度升高,玻璃熔制變得困難,同時成型溫度增加,從而導致玻璃的揮發加劇,使得玻璃條紋變壞,且過高的轉變溫度會使模壓成型困難。因此,本發明中Al
3+的含量為5~25%,優選為8~20%,更優選為10~18%。在一些實施方式中,可含有5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%、10.5%、11%、11.5%、12%、12.5%、13%、13.5%、14%、14.5%、15%、15.5%、16%、16.5%、17%、17.5%、18%、18.5%、19%、19.5%、20%、20.5%、21%、21.5%、22%、22.5%、23%、23.5%、24%、24.5%、或25%的Al
3+。
La
3+具有提高玻璃的折射率,改善耐酸性的作用,當La
3+的含量過多時,玻璃的熱穩定性和耐失透性下降,製造過程中玻璃容易失透。因此,本發明中La
3+的含量為10%以下,優選為5%以下,更優選為3%以下。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的La
3+。
Gd
3+可以改善玻璃的化學穩定性,提高折射率,若其含量超過10%,則玻璃的轉變溫度上升,而且其穩定性也會降低。因此,本發明中Gd
3+的含量為10%以下,優選為5%以下,更優選為3%以下。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的Gd
3+。
Y
3+具有高折射率低色散、改善玻璃的磨耗度和適當降低玻璃的△P
C,t值和△P
C,s值的作用,當其含量超過10%時,玻璃的失透傾向增加。因此,本發明中Y
3+的含量為10%以下,優選為0.5~8%,更優選為1~7%。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的Y
3+。
在本發明的一些實施方式中,將La
3+、Gd
3+、Y
3+的合計含量La
3++Gd
3++Y
3+控制在20%以下,可以防止玻璃的光學常數超出設計要求,因此優選La
3++Gd
3++Y
3+為20%以下。進一步的,通過使La
3+、Gd
3+、Y
3+的合計含量La
3++Gd
3++Y
3+在0.1~15%範圍內,在較易獲得期望的光學常數的同時,還可提高玻璃的化學穩定性,因此更優選La
3++Gd
3++Y
3+為0.1~15%,進一步優選La
3++Gd
3++Y
3+為0.5~12%,更進一步優選La
3++Gd
3++Y
3+為1~10%。在一些實施方式中,La
3++Gd
3++Y
3+可為0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%、10.5%、11%、11.5%、12%、12.5%、13%、13.5%、14%、14.5%、15%、15.5%、16%。16.5%、17%、17.5%、18%、18.5%、19%、19.5%、或20%。
在本發明的一些實施方式中,通過控制Y
3+/(La
3++Gd
3++Y
3+)在0.3~1.0範圍內,可以優化玻璃的耐候性,提高玻璃的光透過率。因此,優選Y
3+/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.3~1.0,更優選Y
3+/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.5~1.0,進一步優選Y
3+/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.6~1.0,更進一步優選Y
3+/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.65~1.0。在一些實施方式中,Y
3+/(La
3++Gd
3++Y
3+)的值可為0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、或1.0。
Yb
3+可以提高玻璃的折射率,當其含量過高時,玻璃的熱穩定性和耐失透性下降。因此,本發明中Yb
3+的含量為10%以下,優選為5%以下,更優選為2%以下,進一步優選不含有Yb
3+。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的Yb
3+。
W
6+可以提高玻璃的折射率和色散,降低玻璃的轉變溫度、△P
C,t值和△P
C,s值,若其含量超過10%,玻璃的著色度變差,同時折射率易超出設計要求,磨耗度變差。因此,W
6+的含量為10%以下,優選為6%以下,更優選為5%以下。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的W
6+。
Nb
5+可以提高玻璃的折射率和色散,降低玻璃的△P
C,t值和△P
C,s值,改善玻璃的熱穩定性和化學穩定性,若其含量超過10%,玻璃的耐失透性降低,著色度變差。因此,Nb
5+的含量為10%以下,優選為6%以下,更優選為4%以下。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的Nb
5+。
Ti
4+可改善玻璃的化學穩定性,降低玻璃的△P
C,t值和△P
C,s值,但若其含量過多,玻璃的析晶傾向增加,著色度變差,同時玻璃的熔融性降低。因此,本發明中Ti
4+的含量為10%以下,優選為5%以下,更優選為2%以下。在一些實施方式中,進一步優選不含有Ti
4+。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的Ti
4+。
在本發明的一些實施方式中,通過使Nb
5+、W
6+和Ti
4+的合計含量Nb
5++W
6++Ti
4+在15%以下,可防止玻璃折射率和阿貝數超過設計要求,防止耐失透性下降,以及著色度變差,因此優選Nb
5++W
6++Ti
4+為15%以下。進一步的,通過使Nb
5++W
6++Ti
4+在0.5%以上,有利於降低玻璃的△P
C,t值和△P
C,s值。因此,更優選Nb
5++W
6++Ti
4+為0.5~10%,進一步優選Nb
5++W
6++Ti
4+為1~8%。在一些實施方式中,Nb
5++W
6++Ti
4+可為0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%、10.5%、11%、11.5%、12%、12.5%、13%、13.5%、14%、14.5%、或15%。
發明人大量實驗研究發現,在本發明的一些實施方式中,通過使Nb
5+、W
6+和Ti
4+的合計含量Nb
5++W
6++Ti
4+與La
3+、Gd
3+和Y
3+的合計含量La
3++Gd
3++Y
3+之間的比例(Nb
5++W
6++Ti
4+)/(La
3++Gd
3++Y
3+)在0.1~10.0之間,可以較易使玻璃的光學常數在期望的範圍內的同時,降低玻璃的△P
C,t值和△P
C,s值,並優化玻璃的化學穩定性。因此,優選(Nb
5++W
6++Ti
4+)/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.1~10.0,更優選(Nb
5++W
6++Ti
4+)/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.2~6.0,進一步優選(Nb
5++W
6++Ti
4+)/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.5~4.0,更進一步優選(Nb
5++W
6++Ti
4+)/(La
3++Gd
3++Y
3+)為0.7~2.0。在一些實施方式中,(Nb
5++W
6++Ti
4+)/(La
3++Gd
3++Y
3+)的值可為0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.3、2.5、2.7、3.0、3.3、3.5、3.7、4.0、4.3、4.5、4.7、5.0、5.3、5.5、5.7、6.0、6.3、6.5、6.7、7.0、7.3、7.5、7.7、8.0、8.3、8.5、8.7、9.0、9.3、9.5、9.7、或10.0。
本發明中通過含有28~60%的鹼土金屬組分R
2+(其中R
2+為Ba
2+、Sr
2+、Ca
2+和Mg
2+的合計含量),以提高玻璃的熱穩定性,調節玻璃的光學常數,優選含有35~55%的R
2+,更優選含有38~50%的R
2+。在一些實施方式中,可含有28%、28.5%、29%、29.5%、30%、30.5%、31%、31.5%、32%、32.5%、33%、33.5%、34%、34.5%、35%、35.5%、36%、36.5%、37%、37.5%、38%、38.5%、39%、39.5%、40%、40.5%、41%、41.5%、42%、42.5%、43%、43.5%、44%、44.5%、45%、45.5%、46%、46.5%、47%、47.5%、48%、48.5%、49%、49.5%、50%、50.5%、51%、51.5%、52%、52.5%、53%、53.5%、54%、54.5%、55%、55.5%、56%、56.5%、57%、57.5%、58%、58.5%、59%、59.5%、或60%的R
2+。
Ba
2+具有提高玻璃的折射率、熱穩定性和耐候性的作用,本發明中通過含有28%以上的Ba
2+以獲得上述效果。另一方面,若Ba
2+的含量超過45%,玻璃的轉變溫度和密度增加,磨耗度變差。因此,本發明中Ba
2+的含量為28~45%,優選為30~40%,更優選為33~38%。在一些實施方式中,可含有28%、28.5%、29%、29.5%、30%、30.5%、31%、31.5%、32%、32.5%、33%、33.5%、34%、34.5%、35%、35.5%、36%、36.5%、37%、37.5%、38%、38.5%、39%、39.5%、40%、40.5%、41%、41.5%、42%、42.5%、43%、43.5%、44%、44.5%、或45%的Ba
2+。
Sr
2+可以降低玻璃的熱膨脹係數,並可有效調整玻璃的折射率和密度,但若其含量過高,玻璃的耐失透性和化學穩定性降低。因此,本發明中Sr
2+的含量為0~10%,優選為1~8%,更優選為2~7%。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的Sr
2+。
在本發明的一些實施方式中,將Sr
2+與Y
3+的相對含量Sr
2+/Y
3+控制在0.3~10.0範圍內,可以降低玻璃的轉變溫度和密度,因此優選Sr
2+/Y
3+為0.3~10.0,更優選Sr
2+/Y
3+為0.5~5.0。進一步的,使Sr
2+/Y
3+在0.8~3.0範圍內,還可進一步提高玻璃的抗析晶性能,因此進一步優選Sr
2+/Y
3+為0.8~3.0,更進一步優選Sr
2+/Y
3+為1.0~2.0。在一些實施方式中,Sr
2+/Y
3+的值可為0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.3、3.5、3.7、4.0、4.3、4.5、4.7、5.0、5.3、5.5、5.7、6.0、6.3、6.5、6.7、7.0、7.3、7.5、7.7、8.0、8.3、8.5、8.7、9.0、9.3、9.5、9.7、或10.0。
Mg
2+可以改善玻璃的磨耗度和耐失透性,若其含量超過10%,玻璃的穩定性降低。因此,本發明中Mg
2+的含量為0~10%,優選為1~7%,更優選為2~6%。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的Mg
2+。
在本發明的一些實施方式中,通過使Mg
2+與Ba
2+的含量之間的比例Mg
2+/Ba
2+在0.01~0.3範圍內,可以在優化玻璃磨耗度的同時,提高玻璃的化學穩定性。因此,優選Mg
2+/Ba
2+為0.01~0.3,更優選Mg
2+/Ba
2+為0.02~0.25,進一步優選Mg
2+/Ba
2+為0.03~0.2,更進一步優選Mg
2+/Ba
2+為0.05~0.15。在一些實施方式中,Mg
2+/Ba
2+的值可為0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、或0.3。
Ca
2+具有提高玻璃化學穩定性,改善玻璃研磨性能的作用,一定含量內代替Ba
2+,可以降低玻璃密度,若其含量過多,玻璃的耐失透性惡化。因此,本發明中Ca
2+的含量為0~10%,優選為0~6%,更優選為0~5%。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的Ca
2+。
Rn
+(Rn
+為Li
+、Na
+、K
+中的一種或多種)可以降低玻璃的轉變溫度和折射率,提高玻璃的模壓性能,若其含量過多,玻璃的穩定性和耐候性降低。因此,本發明中Rn
+的含量為10%以下,優選為5%以下,更優選為2%以下。在一些實施方式中,進一步優選不含有Rn
+。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的Rn
+。
本發明通過大量實驗研究發現,在一些實施方式中,通過控制(Rn
++Ca
2+)/Mg
2+在2.0以下,可以降低玻璃的密度、P
C,t值和△P
C,s值,優化玻璃的磨耗度。因此,優選(Rn
++Ca
2+)/Mg
2+為2.0以下,更優選(Rn
++Ca
2+)/Mg
2+為1.0以下,進一步優選(Rn
++Ca
2+)/Mg
2+為0.8以下,更進一步優選(Rn
++Ca
2+)/Mg
2+為0.5以下。在一些實施方式中,(Rn
++Ca
2+)/Mg
2+的值可為0、大於0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、或2.0。
Zn
2+可以降低玻璃的轉變溫度,提高玻璃熱穩定性,當其含量超過10%時,玻璃的色散增加,難以獲得期望的光學常數,且玻璃耐失透性降低,因此Zn
2+含量限定為10%以下,優選為5%以下,更優選為2%以下。在一些實施方式中,進一步優選不含有Zn
2+。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的Zn
2+。
本發明通過大量實驗研究發現,在一些實施方式中,通過將Ca
2+和Zn
2+的合計含量Ca
2++Zn
2+與Nb
5+、W
6+、Ti
4+的合計含量Nb
5++W
6++Ti
4+之間的比例(Ca
2++Zn
2+)/(Nb
5++W
6++Ti
4+)控制在2.0以下,可以使玻璃在獲得較低△P
C,t值和△P
C,s值的同時,優化玻璃的抗析晶性能。因此,優選(Ca
2++Zn
2+)/(Nb
5++W
6++Ti
4+)為2.0以下,更優選(Ca
2++Zn
2+)/(Nb
5++W
6++Ti
4+)為1.0以下。進一步的,通過使(Ca
2++Zn
2+)/(Nb
5++W
6++Ti
4+)為0.8以下,還可進一步優化玻璃的氣泡度,降低玻璃的熱膨脹係數。因此進一步優選(Ca
2++Zn
2+)/(Nb
5++W
6++Ti
4+)為0.8以下,更進一步優選(Ca
2++Zn
2+)/(Nb
5++W
6++Ti
4+)為0.5以下。在一些實施方式中,(Ca
2++Zn
2+)/(Nb
5++W
6++Ti
4+)的值可為0、大於0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、或2.0。
Si
4+可以提高玻璃的耐失透性,降低玻璃的磨耗度並提高加工性,當其含量超過5%時,玻璃的熔化性能下降。因此,本發明光學玻璃中Si
4+的含量為5%以下,優選為2%優選,更優選為1%以下,進一步優選不含有Si
4+。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、或5%的Si
4+。
B
3+可以提高玻璃的耐失透性,但在含氟的光學玻璃中,玻璃熔化會出現較強烈的揮發,造成玻璃的光學常數不穩定和條紋,因此B
3+的含量限定為10%以下,優選為5%以下,更優選為2%以下,進一步優選不含有B
3+。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的B
3+。
Ta
5+可以提高玻璃的折射率,但其含量多時,玻璃容易失透。因此,Ta
5+的含量為10%以下,優選為5%以下,更優選為2%以下,因其對降低玻璃的△P
C,t值和△P
C,s值無顯著貢獻且價格昂貴,進一步優選不含有Ta
5+。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、或10%的Ta
5+。
本發明玻璃中可以含有Sb
3+、Sn
4+、Ce
4+中的一種或多種組分作為澄清劑,以提高玻璃的除泡效果。當Sb
3+的含量超過1%時,玻璃有澄清性能降低的傾向,同時由於其強氧化作用促進了成型模具的劣化,因此本發明Sb
3+的含量為1%以下,優選為0.5%以下,更優選為0.1%以下。Sn
4+也可以作為澄清劑,但當其含量超過1%時,玻璃會著色,或者當加熱、軟化玻璃並進行模壓成形等再次成形時,Sn
4+會成為晶核生成的起點,產生失透的傾向,因此本發明的Sn
4+的含量為1%以下,優選為0.5%以下,更優選為0.1%以下,進一步優選不含有Sn
4+。Ce
4+的作用及含量與Sn
4+相同,其含量為1%以下,優選為0.5%以下,更優選為0.1%以下,進一步優選不含有Ce
4+。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、或1%的Sb
3+和/或Sn
4+和/或Ce
4+。
<關於陰離子組分>
本發明玻璃中通過使F
-和O
2-的合計含量F
-+O
2-在98%以上,可使玻璃在獲得優異的穩定性的同時,降低玻璃的P
C,t值與△P
C,s值,優選F
-+O
2-為98.5%以上,更優選F
-+O
2-為99%以上,進一步優選F
-+O
2-為99.5%以上。在一些實施方式中,F
-+O
2-可為98%、98.1%、98.2%、98.3%、98.4%、98.5%、98.6%、98.7%、98.8%、98.9%、99%、99.1%、99.2%、99.3%、99.4%、99.5%、99.6%、99.7%、99.8%、99.9%、或100%。
F
-對於降低玻璃的折射率溫度係數和轉變溫度有明顯效果,是提高阿貝數和降低P
C,t值與△P
C,s值的重要組分,若其含量低於15%,上述效果不明顯,優選F
-的含量為18%以上,更優選F
-的含量為21%以上。另一方面,若F
-的含量過高,會降低玻璃的折射率,削弱玻璃的穩定性,增加玻璃的熱膨脹係數,尤其是熔化過程中,氟的揮發不僅易污染環境,而且易使玻璃的內部組成不均勻,因此,本發明中F
-的含量限定為45%以下,優選為38%以下,更優選為35%以下。在一些實施方式中,可含有15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、或45%的F
-。
本發明光學玻璃中含有O
2-,尤其是,通過含有55%以上的O
2-,能夠提高玻璃的穩定性和耐候性,抑制玻璃的磨耗度上升和條紋度變差。另一方面,通過將O
2-的含量控制在85%以下,可以防止玻璃的高溫黏度和熔融溫度升高。因此,O
2-的含量為55~85%,優選為62~82%,更優選為65~79%。在一些實施方式中,可含有55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、或85%的O
2-。
本發明中可通過含有2%以下的Cl
-作為澄清劑,以提高玻璃的除泡效果,優選Cl
-的含量為0~1%,更優選為0~0.5%。在一些實施方式中,可含有0%、大於0%、0.01%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、或2%的Cl
-。
在本發明的一些實施方式中,將F
-與O
2-的相對含量F
-/O
2-控制在0.18~0.6範圍內,可以提高玻璃的穩定性和熱穩定性,優化玻璃的光透過率。因此,優選F
-/O
2-為0.18~0.6,更優選F
-/O
2-為0.2~0.5,進一步優選F
-/O
2-為0.25~0.45,更進一步優選F
-/O
2-為0.28~0.4。在一些實施方式中,F
-/O
2-的值可為0.18、0.19、0.2、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.3、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、或0.6。
在本發明的一些實施方式中,通過使F
-/Ba
2+在0.35~1.2範圍內,可以在降低玻璃的P
C,t值和△P
C,s值的同時,獲得較低的轉變溫度。因此,優選F
-/Ba
2+為0.35~1.2,更優選F
-/Ba
2+為0.5~1.1,進一步優選F
-/Ba
2+為0.6~1.0,更進一步優選F
-/Ba
2+為0.65~0.9。在一些實施方式中,F
-/Ba
2+的值可為0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、0.6、0.61、0.63、0.65、0.67、0.7、0.73、0.75、0.77、0.8、0.83、0.85、0.87、0.9、0.93、0.95、0.97、1.0、1.03、1.05、1.07、1.1、1.13、1.15、1.17、或1.2。
在本發明的一些實施方式中,優選使(P
5++Al
3+)/F
-在0.9~4.0範圍內,可以提高玻璃的耐失透性和耐候性,並抑制氟的揮發,更優選(P
5++Al
3+)/F
-為1.0~3.5,進一步優選(P
5++Al
3+)/F
-為1.2~3.0,更進一步優選(P
5++Al
3+)/F
-為1.5~2.5。在一些實施方式中,(P
5++Al
3+)/F
-的值可為0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.85、1.9、1.95、2.0、2.05、2.1、2.15、2.2、2.25、2.3、2.35、2.4、2.45、2.5、2.55、2.6、2.65、2.7、2.75、2.8、2.85、2.9、2.95、3.0、3.05、3.1、3.15、3.2、3.25、3.3、3.35、3.4、3.45、3.5、3.55、3.6、3.65、3.7、3.75、3.8、3.85、3.9、3.95、或4.0。
<關於其他的組分>
在不損害本發明光學玻璃特性的範圍內,根據需要可以在本發明的光學玻璃中含有如Zr
4+、Ge
4+、Bi
3+、Te
4+、Br
-、I
-等其他組分。在一些實施方式中,本發明光學玻璃中Ta
5+、Ge
4+、Bi
3+、Te
4+的合計含量或分別含量優選為5%以下,更優選為3%以下,進一步優選為1%以下,更進一步優選為不含有。在一些實施方式中,本發明光學玻璃中Br
-、I
-的合計含量或分別含量優選為2%以下,更優選為1%以下,進一步優選為0.5%以下,更進一步優選為不含有。
<關於不應含有的組分>
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag以及Mo等組分,即使單獨或複合地少量含有的情況下,玻璃也會被著色,在可見光區域的特定的波長產生吸收,從而減弱本發明的提高可見光透過率效果的性質,因此,特別是對於可見光區域波長的透過率有要求的光學玻璃,優選實際上不含有上述組分。
As、Pb、Th、Cd、Tl、Os、Be以及Se組分,近年來作為有害的化學物質而有控制使用的傾向,不僅在玻璃的製造工序,直至加工工序以及產品化後的處置上對環境保護的措施是必需的。因此,在重視對環境的影響的情況下,除了不可避免地混入以外,優選實際上不含有它們。由此,光學玻璃變得實際上不包含污染環境的物質。因此,即使不採取特殊的環境對策上的措施,本發明的光學玻璃也能夠進行製造、加工以及廢棄。
本文所記載的“不含有”、“0%”,是指沒有故意將該組分作為原料添加到本發明光學玻璃中;但作為生產光學玻璃的原材料和/或設備,會存在某些不是故意添加的雜質或組分,會在最終的光學玻璃中少量或痕量含有,此種情形也在本發明專利的保護範圍內。
以下,對本發明的光學玻璃的性能進行說明。
<折射率與阿貝數>
光學玻璃的折射率(n
d)與阿貝數(ν
d)按照《GB/T 7962.1—2010》規定的方法測試。
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的折射率(n
d)的下限為1.57,優選下限為1.58,更優選下限為1.60;在一些實施方式中,本發明光學玻璃的折射率(n
d)的上限為1.66,優選上限為1.64,更優選上限為1.63。
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的折射率(n
d)可為1.57、1.575、1.58、1.585、1.59、1.595、1.60、1.605、1.61、1.615、1.62、1.625、1.63、1.635、1.64、1.645、1.65、1.655、或1.66。
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的阿貝數(ν
d)的下限為56,優選下限為58,更優選下限為59;在一些實施方式中,本發明光學玻璃的阿貝數(ν
d)的上限為65,優選上限為63,更優選上限為62。
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的阿貝數(ν
d)可為56、56.5、57、57.5、58、58.5、59、59.5、60、60.5、61、61.5、62、62.5、63、63.5、64、64.5、或65。
<耐水作用穩定性>
光學玻璃的耐水作用穩定性(D
W)(粉末法)按照《GB/T 17129》規定的方法測試。
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的耐水作用穩定性(D
W)為3類以上,優選為2類以上。
<耐酸作用穩定性>
光學玻璃的耐酸作用穩定性(D
A)(粉末法)按照《GB/T 17129》規定的方法測試。
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的耐酸作用穩定性(D
A)為3類以上,優選為2類以上。
<耐候性>
光學玻璃的耐候性(CR)按以下方法進行測試。
將玻璃試樣放置在相對濕度為90%的飽和水蒸氣環境的測試箱內,在40~50℃每隔1小時交替循環,循環15個週期。根據試樣放置前後的濁度變化量來劃分耐候性類別,表1為耐候性分類表。
[表1] 耐候性分類表
類別 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||
a | b | c | ||||
濁度增加量(%) | <0.3 | 0.3~1.0 | 1.0~2.0 | 2.0~4.0 | 4.0~6.0 | ≥6.0 |
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的耐候性(CR)為2類以上,優選為1類。
<轉變溫度>
光學玻璃的轉變溫度(T
g)按照《GB/T7962.16-2010》規定的方法進行測試。
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的轉變溫度(T
g)為620℃以下,優選為610℃以下,更優選為600℃以下。
<密度>
光學玻璃的密度(ρ)按《GB/T7962.20-2010》規定的方法進行測試。
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的密度(ρ)為4.60g/cm
3以下,優選為4.50g/cm
3以下,更優選為4.40g/cm
3以下。
<著色度>
本發明光學玻璃的短波透射光譜特性用著色度(λ
80/λ
5)表示。λ
80是指玻璃透射比達到80%時對應的波長,λ
5是指玻璃透射比達到5%時對應的波長。其中,λ
80的測定是使用具有彼此平行且光學拋光的兩個相對平面的厚度為10±0.1mm的玻璃,測定從280nm到700nm的波長域內的分光透射率並表現出透射率80%的波長。所謂分光透射率或透射率是指,在向玻璃的上述表面垂直地入射強度I
in的光,透過玻璃並從另一個平面射出強度I
out的光的情況下,通過I
out/I
in表示的量,並且也包含了玻璃的上述表面上的表面反射損失的透射率。玻璃的折射率越高,表面反射損失越大。因此,在高折射率玻璃中,λ
80的值小意味著玻璃自身的著色極少。
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的λ
80為380nm以下,優選λ
80為375nm以下,更優選λ
80為370nm以下。
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的λ
5為330nm以下,優選λ
5為325nm以下,更優選λ
5為320nm以下。
<ΔP
C,s與ΔP
C,t值>
光學玻璃的ΔP
C,s與ΔP
C,t值按照《GB/T 7962.1—2010》規定的方法測試玻璃的N
F、N
C、N
s、N
t值,按以下公式進行計算:
P
C,s=(n
C-n
s)/(n
F-n
C)
ΔP
C,s= P
C,s-0.4017-0.002365ν
d
P
C,t=(n
C-n
t)/(n
F-n
C)
ΔP
C,t= P
C,t-0.5462-0.004713ν
d
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的ΔP
C,s值為0以下,優選為-0.01以下,更優選為-0.015以下,進一步優選為-0.02以下。
在一些實施方式中,本發明光學玻璃的ΔP
C,t值為-0.01以下,優選為-0.02以下,更優選為-0.03以下,進一步優選為-0.04以下,更進一步為-0.05以下。
[製造方法]
本發明光學玻璃的製造方法如下:本發明的玻璃採用常規原料和常規工藝生產,使用碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、氫氧化物、氧化物、氟化物、磷酸鹽、偏磷酸鹽等為原料,按常規方法配料後,將配好的爐料投入到850~1200℃的熔煉爐(如帶蓋的鉑金坩堝、鉑合金坩堝等)中熔制,並且經澄清、攪拌和均化後,得到沒有氣泡及不含未溶解物質的均質熔融玻璃,將此熔融玻璃在模具內鑄型並退火而成。本領域技術人員能夠根據實際需要,適當地選擇原料、工藝方法和工藝參數。
[玻璃預製件和光學元件]
可以使用例如研磨加工的手段、或再熱壓成型、精密衝壓成型等模壓成型的手段,由所製成的光學玻璃來製作玻璃預製件。即,可以通過對光學玻璃進行磨削和研磨等機械加工來製作玻璃預製件,或通過對由光學玻璃製作模壓成型用的預成型坯,對該預成型坯進行再熱壓成型後再進行研磨加工來製作玻璃預製件,或通過對進行研磨加工而製成的預成型坯進行精密衝壓成型來製作玻璃預製件。
需要說明的是,製備玻璃預製件的手段不限於上述手段。如上所述,本發明的光學玻璃對於各種光學元件和光學設計是有用的,其中特別優選由本發明的光學玻璃形成預成型坯,使用該預成型坯來進行再熱壓成型、精密衝壓成型等,製作透鏡、棱鏡等光學元件。
本發明的玻璃預製件與光學元件均由上述本發明的光學玻璃形成。本發明的玻璃預製件具有光學玻璃所具有的優異特性;本發明的光學元件具有光學玻璃所具有的優異特性,能夠提供光學價值高的各種透鏡、棱鏡等光學元件。
作為透鏡的例子,可舉出透鏡面為球面或非球面的凹彎月形透鏡、凸彎月形透鏡、雙凸透鏡、雙凹透鏡、平凸透鏡、平凹透鏡等各種透鏡。
[光學儀器]
本發明光學玻璃所形成的光學元件可製作如照相設備、攝像設備、顯示裝置和監控設備等光學儀器。
[實施例]
<光學玻璃實施例>
為了進一步清楚地闡釋和說明本發明的技術方案,提供以下的非限制性實施例。
本實施例採用上述光學玻璃的製造方法得到具有表2~表4所示的組成的光學玻璃。另外,通過本發明所述的測試方法測定各玻璃的特性,並將測定結果表示在表2~表4中。
[表2]
[表3]
[表4]
組分(mol%) | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | |
陽離子 | P 5+ | 31.52 | 38.06 | 32.03 | 34.14 | 36.4 | 35.23 | 35.16 |
La 3+ | 1 | 0 | 1.42 | 0 | 0 | 0 | 1.52 | |
Gd 3+ | 0 | 3.5 | 1.91 | 2.47 | 0.68 | 0 | 1.28 | |
Y 3+ | 2.3 | 6.7 | 4.1 | 5.95 | 1.89 | 2.83 | 3.07 | |
W 6+ | 1.52 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 | 0 | |
Nb 5+ | 2.66 | 1.75 | 2.61 | 0 | 3.2 | 0 | 4.35 | |
Ti 4+ | 0 | 0.5 | 0 | 2.1 | 0 | 0 | 0 | |
Ba 2+ | 39.25 | 30.15 | 34.9 | 34.08 | 36.8 | 37.5 | 36.56 | |
Sr 2+ | 2.37 | 5.23 | 8.84 | 8.7 | 2.53 | 2.11 | 6.84 | |
Mg 2+ | 6.13 | 2.33 | 2.87 | 4.03 | 2.65 | 3.24 | 2.87 | |
Ca 2+ | 0 | 0.5 | 0 | 0 | 0 | 1.36 | 0 | |
Al 3+ | 10.2 | 11.28 | 9.28 | 8.03 | 15.85 | 13.76 | 8.29 | |
Li + | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.90 | 0 | |
Na + | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
K + | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Yb 3+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Zn 2+ | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
B 3+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
Ta 5+ | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Si 4+ | 0 | 0 | 0 | 0.5 | 0 | 0 | 0 | |
Sb 3+ | 0.05 | 0 | 0.04 | 0 | 0 | 0.07 | 0.06 | |
Sn 4+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Ce 4+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
陽離子合計 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
陰離子 | F - | 19.37 | 26.25 | 35.07 | 34.44 | 24.54 | 24.24 | 33.22 |
O 2- | 80.43 | 73.65 | 64.93 | 65.43 | 75.29 | 75.6 | 66.66 | |
Cl - | 0.2 | 0.1 | 0 | 0.13 | 0.17 | 0.16 | 0.12 | |
陰離子合計 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
La 3++Gd 3++Y 3+ | 3.3 | 10.2 | 7.43 | 8.42 | 2.57 | 2.83 | 5.87 | |
Nb 5++W 6++Ti 4+ | 4.18 | 2.25 | 3.61 | 2.1 | 3.2 | 2 | 4.35 | |
(Nb 5++W 6++Ti 4+)/(La 3++Gd 3++Y 3+) | 1.267 | 0.221 | 0.486 | 0.249 | 1.245 | 0.707 | 0.741 | |
Y 3+/(La 3++Gd 3++Y 3+) | 0.697 | 0.657 | 0.552 | 0.707 | 0.735 | 1 | 0.523 | |
Mg 2+/Ba 2+ | 0.156 | 0.077 | 0.082 | 0.118 | 0.072 | 0.086 | 0.079 | |
Sr 2+/Y 3+ | 1.03 | 0.781 | 2.156 | 1.462 | 1.339 | 0.746 | 2.228 | |
(Ca 2++Zn 2+)/(Nb 5++W 6++Ti 4+) | 0.239 | 0.222 | 0 | 0 | 0 | 0.68 | 0 | |
(R ++Ca 2+)/Mg 2+ | 0.326 | 0.215 | 0 | 0 | 0 | 0.698 | 0 | |
F -/O 2- | 0.241 | 0.356 | 0.54 | 0.526 | 0.326 | 0.321 | 0.498 | |
F -/Ba 2+ | 0.494 | 0.871 | 1.005 | 1.011 | 0.667 | 0.646 | 0.909 | |
(P 5++Al 3+)/F - | 2.154 | 1.88 | 1.178 | 1.224 | 2.129 | 2.021 | 1.308 | |
R 2+ | 47.75 | 38.21 | 46.61 | 46.81 | 41.98 | 44.21 | 46.27 | |
n d | 1.63658 | 1.61442 | 1.60441 | 1.60290 | 1.62084 | 1.61576 | 1.61357 | |
v d | 57.52 | 62.97 | 62.08 | 61.30 | 60.17 | 60.59 | 59.68 | |
D W | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | |
D A | 2類 | 3類 | 2類 | 3類 | 2類 | 2類 | 2類 | |
T g(℃) | 570 | 579 | 585 | 583 | 580 | 576 | 583 | |
ρ (g/cm 3) | 4.47 | 4.26 | 4.28 | 4.24 | 4.30 | 4.28 | 4.33 | |
λ 80(nm) | 365 | 367 | 364 | 374 | 354 | 367 | 357 | |
λ 5(nm) | 324 | 322 | 321 | 326 | 315 | 326 | 316 | |
CR | 1類 | 1類 | 1類 | 1類 | 1類 | 1類 | 1類 | |
ΔP C,t | -0.0512 | -0.0606 | -0.0662 | -0.0675 | -0.0595 | -0.0592 | -0.0658 | |
△P C,s | -0.0251 | -0.0292 | -0.0325 | -0.0329 | -0.0289 | -0.0288 | -0.0321 |
組分(mol%) | 8# | 9# | 10# | 11# | 12# | 13# | 14# | |
陽離子 | P 5+ | 34 | 34.08 | 34.25 | 36 | 33.56 | 36.75 | 35.07 |
La 3+ | 0 | 1.83 | 2.15 | 0 | 1.5 | 0 | 0 | |
Gd 3+ | 2.46 | 2.28 | 3.44 | 0 | 2 | 0.5 | 0 | |
Y 3+ | 5.52 | 5.98 | 6.03 | 2.87 | 3.53 | 2.32 | 2.68 | |
W 6+ | 0 | 2.82 | 0 | 3.45 | 0 | 0 | 3.38 | |
Nb 5+ | 3.49 | 0 | 0 | 0 | 2.92 | 2.53 | 1 | |
Ti 4+ | 0 | 0 | 1.5 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Ba 2+ | 34.1 | 35 | 35.58 | 34.62 | 34.82 | 36.57 | 34.86 | |
Sr 2+ | 7.63 | 5.92 | 4.16 | 2.14 | 5.82 | 2.58 | 3.26 | |
Mg 2+ | 4.01 | 4.05 | 4.22 | 2.68 | 4.35 | 2.65 | 2.69 | |
Ca 2+ | 0 | 0 | 0 | 1.38 | 0 | 0 | 0 | |
Al 3+ | 8.79 | 8.04 | 8.12 | 16.83 | 7.93 | 16.06 | 17.03 | |
Li + | 0 | 0 | 0 | 0 | 3.57 | 0 | 0 | |
Na + | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
K + | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Yb 3+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Zn 2+ | 0 | 0 | 0.55 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
B 3+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Ta 5+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Si 4+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Sb 3+ | 0 | 0 | 0 | 0.03 | 0 | 0.04 | 0.03 | |
Sn 4+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Ce 4+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
陽離子合計 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
陰離子 | F - | 32.8 | 31.03 | 29.63 | 24.84 | 31.11 | 24.25 | 23.66 |
O 2- | 67.07 | 68.86 | 70.25 | 75.05 | 68.78 | 75.54 | 76.13 | |
Cl - | 0.13 | 0.11 | 0.12 | 0.11 | 0.11 | 0.21 | 0.21 | |
陰離子合計 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
La 3++Gd 3++Y 3+ | 7.98 | 10.09 | 11.62 | 2.87 | 7.03 | 2.82 | 2.68 | |
Nb 5++W 6++Ti 4+ | 3.49 | 2.82 | 1.5 | 3.45 | 2.92 | 2.53 | 4.38 | |
(Nb 5++W 6++Ti 4+)/(La 3++Gd 3++Y 3+) | 0.437 | 0.279 | 0.129 | 1.202 | 0.415 | 0.897 | 1.634 | |
Y 3+/(La 3++Gd 3++Y 3+) | 0.692 | 0.593 | 0.519 | 1 | 0.502 | 0.823 | 1 | |
Mg 2+/Ba 2+ | 0.118 | 0.116 | 0.119 | 0.077 | 0.125 | 0.072 | 0.077 | |
Sr 2+/Y 3+ | 1.382 | 0.99 | 0.69 | 0.746 | 1.649 | 1.112 | 1.216 | |
(Ca 2++Zn 2+)/(Nb 5++W 6++Ti 4+) | 0 | 0 | 0.367 | 0.4 | 0 | 0 | 0 | |
(R ++Ca 2+)/Mg 2+ | 0 | 0 | 0 | 0.515 | 0.821 | 0 | 0 | |
F -/O 2- | 0.489 | 0.451 | 0.422 | 0.331 | 0.452 | 0.321 | 0.311 | |
F -/Ba 2+ | 0.962 | 0.887 | 0.833 | 0.718 | 0.893 | 0.663 | 0.679 | |
(P 5++Al 3+)/F - | 1.305 | 1.357 | 1.43 | 2.127 | 1.334 | 2.178 | 2.202 | |
R 2+ | 45.74 | 44.97 | 43.96 | 40.82 | 44.99 | 41.8 | 40.81 | |
n d | 1.61908 | 1.61518 | 1.62003 | 1.62106 | 1.61720 | 1.61789 | 1.62354 | |
v d | 59.86 | 60.02 | 61.36 | 60.03 | 60.15 | 60.45 | 59.94 | |
D W | 2類 | 2類 | 3類 | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | |
D A | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | |
T g(℃) | 584 | 582 | 580 | 583 | 562 | 586 | 580 | |
ρ (g/cm 3) | 4.50 | 4.51 | 4.54 | 4.36 | 4.28 | 4.28 | 4.39 | |
λ 80(nm) | 335 | 368 | 373 | 370 | 353 | 353 | 371 | |
λ 5(nm) | 316 | 330 | 326 | 330 | 312 | 315 | 330 | |
CR | 1類 | 1類 | 1類 | 1類 | 1類 | 1類 | 1類 | |
ΔP C,t | -0.0647 | -0.0652 | -0.0633 | -0.0575 | -0.0649 | -0.0588 | -0.0584 | |
△P C,s | -0.0314 | -0.0313 | -0.0305 | -0.0282 | -0.0313 | -0.0288 | -0.0287 |
組分(mol%) | 15# | 16# | 17# | 18# | 19# | 20# | 比較例 | |
陽離子 | P 5+ | 34.48 | 40.5 | 37.42 | 41.15 | 35.27 | 33.16 | 0 |
La 3+ | 2.5 | 0 | 1.3 | 0.5 | 0 | 0 | 2.5 | |
Gd 3+ | 2 | 0 | 0 | 0 | 2.48 | 1.7 | 0 | |
Y 3+ | 5.05 | 3.25 | 5.24 | 3.67 | 4.52 | 3.3 | 0 | |
W 6+ | 0 | 2.4 | 6.2 | 0 | 2.5 | 0 | 0 | |
Nb 5+ | 3 | 1.57 | 0 | 2.28 | 0 | 3.7 | 0 | |
Ti 4+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 1.25 | 0 | 0 | |
Ba 2+ | 35.26 | 28.76 | 38.16 | 33.64 | 36.37 | 35.25 | 19.8 | |
Sr 2+ | 5.31 | 2.57 | 3.42 | 2.57 | 4.06 | 3.05 | 0 | |
Mg 2+ | 4.24 | 7.45 | 2.18 | 3.6 | 2.5 | 5.5 | 0 | |
Ca 2+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Al 3+ | 8.15 | 13.5 | 6.08 | 12.54 | 11.05 | 14.34 | 2.85 | |
Li + | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Na + | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
K + | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Yb 3+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Zn 2+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
B 3+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 27.05 | |
Ta 5+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Si 4+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 47.4 | |
Sb 3+ | 0.01 | 0 | 0 | 0.05 | 0 | 0 | 0.05 | |
Sn 4+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Ce 4+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Zr 4+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.35 | |
陽離子合計 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
陰離子 | F - | 30.06 | 28.37 | 26.34 | 23.37 | 22.18 | 26.75 | 0 |
O 2- | 69.72 | 71.33 | 73.66 | 76.38 | 77.62 | 73.11 | 100 | |
Cl - | 0.22 | 0.3 | 0 | 0.25 | 0.2 | 0.14 | 0 | |
陰離子合計 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
La 3++Gd 3++Y 3+ | 9.55 | 3.25 | 6.54 | 4.17 | 7 | 5 | ||
Nb 5++W 6++Ti 4+ | 3 | 3.97 | 6.2 | 2.28 | 3.75 | 3.7 | ||
(Nb 5++W 6++Ti 4+)/(La 3++Gd 3++Y 3+) | 0.314 | 1.222 | 0.948 | 0.547 | 0.536 | 0.74 | ||
Y 3+/(La 3++Gd 3++Y 3+) | 0.529 | 1 | 0.801 | 0.88 | 0.646 | 0.66 | ||
Mg 2+/Ba 2+ | 0.12 | 0.259 | 0.057 | 0.107 | 0.069 | 0.156 | ||
Sr 2+/Y 3+ | 1.051 | 0.791 | 0.653 | 0.7 | 0.898 | 0.924 | ||
(Ca 2++Zn 2+)/(Nb 5++W 6++Ti 4+) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
(R ++Ca 2+)/Mg 2+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
F -/O 2- | 0.431 | 0.398 | 0.358 | 0.306 | 0.286 | 0.366 | ||
F -/Ba 2+ | 0.853 | 0.986 | 0.69 | 0.695 | 0.61 | 0.759 | ||
(P 5++Al 3+)/F - | 1.418 | 1.903 | 1.651 | 2.297 | 2.088 | 1.776 | ||
R 2+ | 44.81 | 38.78 | 43.76 | 39.81 | 42.93 | 43.8 | ||
n d | 1.62311 | 1.59682 | 1.62744 | 1.62356 | 1.63035 | 1.60452 | 1.62035 | |
v d | 60.08 | 61.85 | 59.55 | 60.52 | 59.45 | 61.34 | 60.30 | |
D W | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | 3 | |
D A | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | 2類 | 4 | |
T g(℃) | 581 | 584 | 580 | 583 | 580 | 582 | 650 | |
ρ (g/cm 3) | 4.52 | 4.22 | 4.49 | 4.37 | 4.49 | 4.26 | 3.53 | |
λ 80(nm) | 354 | 367 | 375 | 350 | 372 | 354 | 359 | |
λ 5(nm) | 314 | 328 | 328 | 312 | 326 | 315 | 329 | |
CR | 1類 | 1類 | 1類 | 1類 | 1類 | 1類 | 4類 | |
ΔP C,t | -0.0634 | -0.0613 | -0.0608 | -0.0565 | -0.0555 | -0.0607 | 0.0098 | |
△P C,s | -0.0304 | -0.0298 | -0.0295 | -0.0276 | -0.0270 | -0.0294 | 0.0042 |
<玻璃預製件實施例>
將光學玻璃實施例表2~表4中所得到的玻璃使用例如研磨加工的手段、或再熱壓成型、精密衝壓成型等模壓成型的手段,來製作凹彎月形透鏡、凸彎月形透鏡、雙凸透鏡、雙凹透鏡、平凸透鏡、平凹透鏡等各種透鏡、棱鏡等的預製件。
<光學元件實施例>
將上述玻璃預製件實施例所得到的這些預製件退火,在降低玻璃內部應力的同時對折射率進行微調,使得折射率等光學特性達到所需值。
接著,對各預製件進行磨削、研磨,製作凹彎月形透鏡、凸彎月形透鏡、雙凸透鏡、雙凹透鏡、平凸透鏡、平凹透鏡等各種透鏡、棱鏡。所得到的光學元件的表面上還可塗佈防反射膜。
<光學儀器實施例>
將上述光學元件實施例製得的光學元件通過光學設計,通過使用一個或多個光學元件形成光學部件或光學元件,可用於例如成像設備、感測器、顯微鏡、醫藥技術、數位投影、通信、光學通信技術/資訊傳輸、汽車領域中的光學/照明、光刻技術、準分子雷射器、晶片、電腦晶片以及包括這樣的電路及晶片的積體電路和電子器件。
Claims (56)
- 一種光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,陽離子含有:P 5+:26~45%;Al 3+:5~25%;R 2+:28~60%; 陰離子含有F -和O 2-,其中:F -+O 2-為98%以上,(P 5++Al 3+)/F -為0.9~4.0,所述R 2+為Ba 2+、Sr 2+、Ca 2+和Mg 2+的合計含量。
- 如請求項1所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,陽離子還含有:La 3++Gd 3++Y 3+:0~20%;和/或Nb 5++W 6++Ti 4+:0~15%;和/或Rn +:0~10%;和/或Yb 3+:0~10%;和/或Zn 2+:0~10%;和/或B 3+:0~10%;和/或Si 4+:0~5%;和/或Ta 5+:0~10%;和/或Sb 3+:0~1%;和/或Sn 4+:0~1%;和/或Ce 4+:0~1%,所述Rn +為Li +、Na +、K +中的一種或多種。
- 一種光學玻璃,其組分以莫耳百分比表示,陽離子含有:P 5+:26~45%;La 3++Gd 3++Y 3+:0~20%;Al 3+:5~25%;R 2+:28~60%;Nb 5++W 6++Ti 4+:0~15%;Rn +:0~10%;Yb 3+:0~10%;Zn 2+:0~10%;B 3+:0~10%;Si 4+:0~5%;Ta 5+:0~10%;Sb 3+:0~1%;Sn 4+:0~1%;Ce 4+:0~1%; 陰離子含有F -和O 2-,其中:F -+O 2-為98%以上,所述R 2+為Ba 2+、Sr 2+、Ca 2+和Mg 2+的合計含量,Rn +為Li +、Na +、K +中的一種或多種。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(P 5++Al 3+)/F -為0.9~4.0。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(P 5++Al 3+)/F -為1.0~3.5。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(P 5++Al 3+)/F -為1.2~3.0。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(P 5++Al 3+)/F -為1.5~2.5。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(Nb 5++W 6++Ti 4+)/(La 3++Gd 3++Y 3+)為0.1~10.0。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(Nb 5++W 6++Ti 4+)/(La 3++Gd 3++Y 3+)為0.2~6.0。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(Nb 5++W 6++Ti 4+)/(La 3++Gd 3++Y 3+)為0.5~4.0。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(Nb 5++W 6++Ti 4+)/(La 3++Gd 3++Y 3+)為0.7~2.0。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Y 3+/(La 3++Gd 3++Y 3+)為0.3~1.0。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Y 3+/(La 3++Gd 3++Y 3+)為0.5~1.0。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Y 3+/(La 3++Gd 3++Y 3+)為0.65~1.0。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Mg 2+/Ba 2+為0.01~0.3。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Mg 2+/Ba 2+為0.03~0.2。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Mg 2+/Ba 2+為0.05~0.15。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Sr 2+/Y 3+為0.3~10.0。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Sr 2+/Y 3+為0.5~5.0。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Sr 2+/Y 3+為0.8~3.0。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Sr 2+/Y 3+為1.0~2.0。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(Ca 2++Zn 2+)/(Nb 5++W 6++Ti 4+)為2.0以下。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(Ca 2++Zn 2+)/(Nb 5++W 6++Ti 4+)為1.0以下。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(Ca 2++Zn 2+)/(Nb 5++W 6++Ti 4+)為0.5以下。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(Rn ++Ca 2+)/Mg 2+為2.0以下。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(Rn ++Ca 2+)/Mg 2+為1.0以下。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,(Rn ++Ca 2+)/Mg 2+為0.5以下。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,F -/O 2-為0.18~0.6。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,F -/O 2-為0.2~0.5。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,F -/O 2-為0.25~0.45。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,F -/O 2-為0.28~0.4。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,F -/Ba 2+為0.35~1.2。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,F -/Ba 2+為0.5~1.1。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,F -/Ba 2+為0.65~0.9。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,P 5+:30~40%;和/或La 3++Gd 3++Y 3+:0.1~15%;和/或Nb 5++W 6++Ti 4+:0.5~10%;和/或R 2+:35~55%;和/或Al 3+:8~20%;和/或Rn +:0~5%;和/或Yb 3+:0~5%;和/或Zn 2+:0~5%;和/或B 3+:0~5%;和/或Si 4+:0~2%;和/或Ta 5+:0~5%;和/或Sb 3+:0~0.5%;和/或Sn 4+:0~0.5%;和/或Ce 4+:0~0.5%。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,P 5+:33~38%;和/或La 3++Gd 3++Y 3+:0.5~12%;和/或Nb 5++W 6++Ti 4+:1~8%;和/或R 2+:38~50%;和/或Al 3+:10~18%;和/或Rn +: 0~2%;和/或Yb 3+:0~2%;和/或Zn 2+:0~2%;和/或B 3+:0~2%;和/或Si 4+:0~1%;和/或Ta 5+:0~2%;和/或Sb 3+:0~0.1%;和/或Sn 4+:0~0.1%;和/或Ce 4+:0~0.1%。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,P 5+:33~38%;和/或La 3++Gd 3++Y 3+:1~10%;和/或Nb 5++W 6++Ti 4+:1~8%;和/或R 2+:38~50%;和/或Al 3+:10~18% ;和/或不含有Rn +;和/或不含有Yb 3+;和/或不含有Zn 2+;和/或不含有B 3+;和/或不含有Si 4+;和/或不含有Ta 5+;和/或Sb 3+:0~0.1%;和/或不含有Sn 4+;和/或不含有Ce 4+。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Ba 2+:28~45%;和/或Sr 2+:0~10%;和/或Mg 2+:0~10%;和/或Ca 2+:0~10%;和/或La 3+:0~10%;和/或Gd 3+:0~10%;和/或Y 3+:0~10%;和/或Nb 5+:0~10%;和/或W 6+:0~10%;和/或Ti 4+:0~10%。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Ba 2+:30~40%;和/或Sr 2+:1~8%;和/或Mg 2+:1~7%;和/或Ca 2+:0~6%;和/或La 3+:0~5%;和/或Gd 3+:0~5%;和/或Y 3+:0.5~8%;和/或Nb 5+:0~6%;和/或W 6+:0~6%;和/或Ti 4+:0~5%。
- 如請求項2或3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,Ba 2+:33~38%;和/或Sr 2+:2~7%;和/或Mg 2+:2~6%;和/或Ca 2+:0~5%;和/或La 3+:0~3%;和/或Gd 3+:0~3%;和/或Y 3+:1~7%;和/或Nb 5+:0~4%;和/或W 6+:0~5%;和/或Ti 4+:0~2%。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,F -:15~45%;和/或O 2-:55~85%。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,F -:18~38%;和/或O 2-:62~82%。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,F -:21~35%;和/或O 2-:65~79%。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,其組分以莫耳百分比表示,陰離子還含有:Cl -:0~2%;和/或Br -:0~2%;和/或I -:0~2%。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,所述光學玻璃的折射率n d為1.57~1.66;阿貝數ν d為56~65。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,所述光學玻璃的折射率n d為1.58~1.64;阿貝數ν d為58~63。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,所述光學玻璃的折射率n d為1.60~1.63;阿貝數ν d為59~62。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,所述光學玻璃的ΔP C,s值為0以下;和/或ΔP C,t值為-0.01以下。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,所述光學玻璃的ΔP C,s值為-0.01以下;和/或ΔP C,t值為-0.02以下。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,所述光學玻璃的ΔP C,s值為-0.015以下;和/或ΔP C,t值為-0.03以下。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,所述光學玻璃的ΔP C,s值為-0.02以下;和/或ΔP C,t值為-0.05以下。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,所述光學玻璃的耐水作用穩定性D W為3類以上;和/或耐酸作用穩定性D A為3類以上;和/或耐候性CR為2類以上;和/或轉變溫度T g為620℃以下;和/或密度ρ為4.60g/cm 3以下;和/或λ 80為380nm以下;和/或λ 5為330nm以下。
- 如請求項1~3中任一項所述的光學玻璃,其中,所述光學玻璃的耐水作用穩定性D W為2類以上;和/或耐酸作用穩定性D A為2類以上;和/或耐候性CR為1類;和/或轉變溫度T g為600℃以下;和/或密度ρ為4.40g/cm 3以下;和/或λ 80為370nm以下;和/或λ 5為320nm以下。
- 一種玻璃預製件,其採用如請求項1~53中任一項所述的光學玻璃製成。
- 一種光學元件,其採用如請求項1~53中任一項所述的光學玻璃或如請求項54所述的玻璃預製件製成。
- 一種光學儀器,其含有如請求項1~53中任一項所述的光學玻璃;和/或含有如請求項55所述的光學元件。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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