[發明專利]一種光學玻璃及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201310363476.7
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103435261A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 張秉明
• 申請（專利權）人: 湖北戈碧迦光電科技股份有限公司
• 主分類號: C03C3/095
• 分類號: C03C3/095
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明涉及一種光學玻璃及其制備方法和用途。

背景技術

光學玻璃主要用做光學系統中的透鏡和棱鏡，用于像的傳遞，是光學儀器的核心部分。早期制作高折射、高色散的玻璃是以SiO₂作為玻璃生成體，引入較大量的TiO₂和Nb₂O₅作為基質玻璃組成，隨著折射率和色散的增大，將引入更多的TiO₂和Nb₂O₅，這將使玻璃的穩定性變差，著色也更加嚴重，且帶來玻璃的析晶問題。

近年來在光學系統設計中，人們通常用高折射率玻璃來推動數碼相機、攝像機、手機相機向小型化、超薄化的的發展和廣角化的實現。而在設計特殊光學系統時，更希望將色差減小到最小。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種光學玻璃，光學常數穩定，一致性好，且具有良好的壓型性能和良好的加工性能，不易析晶。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種光學玻璃，由按氧化物為基準的以重量份計的以下組分制成：

優選的，該光學玻璃由按氧化物為基準的以重量份計的以下組分制成：

所述B₂O₃以硼酸（H₃BO₃）形式引入；CaO以碳酸鹽（CaCO₃）形式引入；SrO以硝酸鹽（Sr(NO₃)₂）形式引入；Li₂O以碳酸鹽Li₂CO₃形式引入，BaO以碳酸鹽和硝酸鹽的形式引入。

所述配方中的BaO以碳酸鹽和硝酸鹽的形式引入，其中以碳酸鋇（BaCO₃）形式引入14-15份BaO，以硝酸鋇（Ba(NO3)₂）形式引入5-5.5份BaO。

本發明以早期玻璃配方為基礎，引入大量的網絡中間體和網絡外體，增加玻璃穩定性，同時調整玻璃的析晶性能。

上述配方中，SiO₂是玻璃形成氧化物，以硅-氧四面體的結構組元形成不規則的連續網絡，成為玻璃的骨架。玻璃中的SiO₂能降低玻璃的熱膨脹系數，提高玻璃的熱穩定性、化學穩定性、耐熱性、硬度、機械強度。

B₂O₃也是玻璃的形成氧化物，以硼-氧四面體為結構組元，與硅-氧四面體共同組成結構網絡。玻璃中引入B₂O₃能降低玻璃的熱膨脹系數，提高玻璃的熱穩定性、化學穩定性，提高玻璃的機械性能。

ZnO是中間體氧化物，在一般情況下以鋅氧八面體作為網絡外體氧化物，當玻璃中的游離氧足夠時，可以形成鋅氧四面體而進入玻璃的結構網絡，使玻璃的結構更趨穩定。ZnO能降低玻璃的熱膨脹系數，提高玻璃的化學穩定性和熱穩定性。

TiO₂是中間體氧化物，在硅酸鹽玻璃中一部分氧化鈦以鈦氧四面體進入結構網絡中，一部分以鈦氧八面體處于結構網絡外。它可以提高玻璃的折射率和化學穩定性。

BaO也是也是網絡外體，它能增加玻璃的折射率、密度和化學穩定性。部分BaO以硝酸鹽形式引入，配合Sb₂O₃起澄清作用。CaO作為網絡外體在玻璃中的組要作用是穩定劑，即增加玻璃的化學穩定性和機械強度。

La₂O₃增加玻璃的抗水性，能提高玻璃的折射率，降低玻璃色散。

配方中引入網絡外體CaO、BaO增加玻璃的化學穩定性和機械強度。

ZrO₂是中間氧化物，能提高玻璃的粘度、硬度、彈性、折射率、化學穩定性，降低玻璃的熱膨脹系數。但含量不能超過有效氧化物組分的5%，否則會導致析晶。

配方中以碳酸鹽的形式引入氧化鋰Li₂O，由于氧化鋰熔點大大高于碳酸鋰的熔點，通過加入碳酸鋰可以降低玻璃的熔制溫度，提高玻璃的產量和質量，同時可降低玻璃的膨脹系數，使玻璃的結晶傾向減小。