[發明專利]無鉛低熔點高折射率玻璃及其制備方法

無效

• 申請號: 200810039295.8
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN101323502A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 范慧艷;汪國年;胡麗麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: C03C3/155
• 分類號: C03C3/155;C03C3/15;C03C3/14;C03C3/068;C03C3/064
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及玻璃，特別是一種無鉛低熔點高折射率玻璃及其制備方法。

背景技術

在光學設計和光通信中，折射率在1.9～2.2之間的光學玻璃對簡化光學系統、提高成像質量有著十分重要的意義。研制特高折射率光學玻璃對手機和數碼相機進一步小型化、對光通信技術進步十分迫切。但傳統的高折射率光學玻璃含有大量砷和鉛，其折射率也只在1.8～1.85之間，不僅技術指標上有差距，也有礙環境保護。

光通信和數碼相機用的光學玻璃，如非球面玻璃透鏡、球透鏡、棱鏡等，通常要求具有較高的折射率，制作工藝采用直接模壓成型(Direct?Press-molding)技術。這樣生產的光學玻璃產品，無需打磨、拋光等后續加工步驟，可大大提高生產效率及產量，且產品質量好。

通常使用硫系玻璃或重金屬氧化物玻璃來滿足折射率達到2.0。但是硫系玻璃的制備條件復雜，玻璃的化學穩定性能較差，在可見光范圍透過率低，不能完全滿足鏡頭光學玻璃工作的要求。中國專利CN?1583626A中介紹了一種Bi₂O₃-PbO玻璃，該玻璃雖然具有良好的透紅外性能，但是具有較高的玻璃轉變溫度，不利于制備壓型光學玻璃。氧化鉛盡管能改善玻璃析晶性能，提高折射率，但是由于熔制過程中鉛的大量揮發，造成嚴重的環境污染，對操作人員身體造成嚴重危害。中國專利CN?1930098A中介紹了一種無鉛低熔點玻璃，該玻璃具有較低的軟化點(500℃～630℃)，但是該玻璃的折射率較低，不適合用于高折射率的模壓成型鏡頭玻璃。從環保和制備安全的角度考慮，無鉛重金屬玻璃有著更為廣泛的應用。因而為了滿足市場需要，有必要探索綜合性能良好的無鉛低熔點高折射率重金屬氧化物玻璃。

發明內容

針對滿足壓模法制備高折射率玻璃的需要，本發明的目的是提供一種低熔點無鉛鉍酸鹽玻璃及其制備方法。該玻璃具有較低的玻璃轉變溫度、較好的穩定性，并且制備工藝簡單，該玻璃可以作為模壓成型的透鏡材料。

本發明的技術解決方案如下：

一種無鉛低熔點高折射率玻璃，其特征點在于該玻璃組成及摩爾百分比如下：

組成????????mol％

Bi₂O₃???????20～75

B₂O₃????????10～50

BaO?????????0～20

Ga₂O₃???????30～20

La₂O₃???????0～10

Sb₂O₃???????0～5

SiO₂????????0～15

TiO₂????????0～5

ZrO₂????????0～5

Nb₂O₅???????0～5

Ta₂O₅???????0～5

CeO₂????????0～1

上述無鉛低熔點高折射率玻璃的制備方法，包括如下步驟：

①按選定的玻璃組成的摩爾百分比計算出玻璃的重量百分比，然后稱取原料，混合均勻形成混合料；

②將混合料放入剛玉坩堝中，置于600℃的馬弗爐中預燒結30min形成燒結料；

③將燒結料置于950～1050℃的硅碳棒電爐中熔融；

④玻璃熔融后，降溫至900～1000℃，通入高純氧氣；

⑤停止通氣，將玻璃液升溫至950～1050℃進行澄清和均化，然后將玻璃液倒入預熱的模具中；

⑥快速地將所述的盛玻璃液的模具放入已升溫至轉變溫度的馬弗爐中，保溫2小時后，以15℃/小時的速度退火至150℃左右，然后再以20℃/小時的速度退火至80℃后，關閉馬弗爐，降溫至室溫，即獲得無鉛低熔點高折射率玻璃。