[發明專利]一種光學玻璃及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 201510344964.2
• 申請日: 2015-06-19
• 公開（公告）號: CN104961330A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 吳林海
• 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: C03C3/062
• 分類號: C03C3/062
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 彭永念

技術領域

本發明涉及玻璃制備領域，具體為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。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。高折射、低阿貝數的玻璃可彌補和校正色差，使色差減小至更低的范圍內。

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。

發明內容

本發明的目的是針對以上問題，提供一種光學玻璃及其制備方法，制得的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，且不易析晶。

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：SiO₂24-26份、TiO₂25-30份、BaO?15-18份、Nb₂O₃15-20份、ZrO₂0.5-2份、SrO?0.1-0.5份、NaO₂11-13份、Sb₂O₃0.01-0.1份。

優選的方案中，由按氧化物為基準的以重量份計的以下組分制成：SiO₂25.1份、TiO₂27份、BaO?15.5份、Nb₂O₃17.9份、ZrO₂1.1份、SrO?0.2份、NaO₂12.5份、Sb₂O₃0.03份。采用該配方生產的產品，其參數最接近設計參數，且符合設計要求。

BaO以碳酸鹽和硝酸鹽的形式引入，其中硝酸鋇4份，可調整玻璃中的氧氣含量，因硝酸鋇高溫分解時釋放出氧氣，配合澄清劑Sb₂O₃有幫助澄清作用；所述BaO加入量為Sb₂O₃的1:100～150倍。

Na₂O以碳酸鹽形式引入，由于氧化鈉熔點大大高于碳酸鈉的熔點，通過加入碳酸鈉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。

SrO以硝酸鹽形式引入，由于硝酸鍶高溫分解釋放出氧氣、一氧化氮和二氧化氮，相比傳統工藝中直接加入SrO，起到高溫澄清作用；同時能增加玻璃的化學穩定性和機械強度。所述SrO的加入量為為Sb₂O₃的1:5～10倍。

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。該配方中引入玻璃形成氧化物SiO₂，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，可以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；引入網絡外體BaO，增加玻璃的折射率、密度、化學穩定性和機械強度；引入中間體氧化物ZrO₂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；引入中間體氧化物TiO₂，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，可以提高玻璃的折射率和化學穩定性；引入SrO增加玻璃的抗水性，能提高玻璃的折射率，降低玻璃色散。

按照GB/T7962.1-2010的方法測試，所述光學玻璃的折射率為1.84650～1.84685，色散為0.03550～0.03560，阿貝數為23.60～23.80。