[发明专利]一种光学玻璃及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学玻璃及其制备方法和用途。

背景技术

光学玻璃主要用做光学系统中的透镜和棱镜，用于像的传递，是光学仪器的核心部分。早期制作高折射、高色散的玻璃是以SiO₂作为玻璃生成体，引入较大量的TiO₂和Nb₂O₅作为基质玻璃组成，随着折射率和色散的增大，将引入更多的TiO₂和Nb₂O₅，这将使玻璃的稳定性变差，着色也更加严重，且带来玻璃的析晶问题。

近年来在光学系统设计中，人们通常用高折射率玻璃来推动数码相机、摄像机、手机相机向小型化、超薄化的的发展和广角化的实现。而在设计特殊光学系统时，更希望将色差减小到最小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光学玻璃，光学常数稳定，一致性好，且具有良好的压型性能和良好的加工性能，不易析晶。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种光学玻璃，由按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成：

优选的，该光学玻璃由按氧化物为基准的以重量份计的以下组分制成：

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

所述配方中的BaO以碳酸盐和硝酸盐的形式引入，其中以碳酸钡（BaCO₃）形式引入14-15份BaO，以硝酸钡（Ba(NO3)₂）形式引入5-5.5份BaO。

本发明以早期玻璃配方为基础，引入大量的网络中间体和网络外体，增加玻璃稳定性，同时调整玻璃的析晶性能。

上述配方中，SiO₂是玻璃形成氧化物，以硅-氧四面体的结构组元形成不规则的连续网络，成为玻璃的骨架。玻璃中的SiO₂能降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、化学稳定性、耐热性、硬度、机械强度。

B₂O₃也是玻璃的形成氧化物，以硼-氧四面体为结构组元，与硅-氧四面体共同组成结构网络。玻璃中引入B₂O₃能降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、化学稳定性，提高玻璃的机械性能。

ZnO是中间体氧化物，在一般情况下以锌氧八面体作为网络外体氧化物，当玻璃中的游离氧足够时，可以形成锌氧四面体而进入玻璃的结构网络，使玻璃的结构更趋稳定。ZnO能降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的化学稳定性和热稳定性。

TiO₂是中间体氧化物，在硅酸盐玻璃中一部分氧化钛以钛氧四面体进入结构网络中，一部分以钛氧八面体处于结构网络外。它可以提高玻璃的折射率和化学稳定性。

BaO也是也是网络外体，它能增加玻璃的折射率、密度和化学稳定性。部分BaO以硝酸盐形式引入，配合Sb₂O₃起澄清作用。CaO作为网络外体在玻璃中的组要作用是稳定剂，即增加玻璃的化学稳定性和机械强度。

La₂O₃增加玻璃的抗水性，能提高玻璃的折射率，降低玻璃色散。

配方中引入网络外体CaO、BaO增加玻璃的化学稳定性和机械强度。

ZrO₂是中间氧化物，能提高玻璃的粘度、硬度、弹性、折射率、化学稳定性，降低玻璃的热膨胀系数。但含量不能超过有效氧化物组分的5%，否则会导致析晶。

配方中以碳酸盐的形式引入氧化锂Li₂O，由于氧化锂熔点大大高于碳酸锂的熔点，通过加入碳酸锂可以降低玻璃的熔制温度，提高玻璃的产量和质量，同时可降低玻璃的膨胀系数，使玻璃的结晶倾向减小。