[发明专利]一种光学玻璃及其玻璃预制件、元件和仪器

说明书

本发明公开了一种光学玻璃及其预制件、元件和仪器；按照wt％计，包括：SiO₂40～60％；B₂O₃1～15％；Rn₂O 0～20％；RO 5～35％；ZnO 0～8％；Rn₂O选自Na₂O、K₂O、Li₂O中的一种或多种，RO选自CaO、BaO、SrO、MgO中的一种或多种；其中，ZnO/(B₂O₃+SiO₂)的值为0.17以下，B₂O₃/SiO₂的值为0.14以下。本发明通过化学元素之间组成和配比的相互优化配合，在SiO₂的含量提高到50wt％以上后，依然能够通过降低ZnO的含量，同时优化其他元素的配比的方式获得高耐候性、高透过率、高硬度、高化学稳定性且更轻量化的效果。

技术领域

本发明涉及玻璃领域，具体涉及一种光学玻璃及其预制件、元件和仪器。

背景技术

从光学性能来看，折射率为1.54-1.62、阿贝数为50-65的玻璃，通常属于传统的冕玻璃，这类玻璃通常由SiO₂-B₂O₃-RO-Rn₂O组分系统构成，其中，RO是指碱土金属氧化物，Rn₂O是指碱金属氧化物。

对比文件CN1450010A(2002)中公开了一种以硅酸基为主体的光学玻璃，其SiO₂的含量为36-66摩尔％，通过该对比文件实施例的换算可知：该文件中SiO₂的含量为39.41-48.32wt％，该类玻璃具有优良的耐环境测试能力、高透过率、较高的膨胀系数以及杨氏模量，但该类玻璃的转变温度(Tg)也相对较高。

由于通过使用转变温度(Tg)低的玻璃可以降低模压时的温度，减少模具表面氧化，延长模具寿命，从而降低制造成本。

因而，在专利CN101445322A(2008)中公开有一种不含P₂O₅，避免元素对模具的腐蚀，且具有低的转变温度(Tg)，适于进行精密加压成型的重冕光学玻璃。该玻璃主要是以20～50wt％的SiO₂为主要成分，通过B₂O₃、ZnO、Li₂O、Na₂O和K₂O的含量进行调整，进而达到降低转变温度(Tg)的效果。

在该文件中记载有：SiO₂是形成玻璃网络的必要成分，当其含量低于20wt％时，玻璃的化学稳定性变差，光学常数难以达到要求，当其含量超过50wt％时，玻璃的熔融性变差，难以保持低的软化温度。

而在对比文件CN 108975687 A(2015)中公开了一种折射率为1.54-1.62、阿贝数为50-65的高耐候性、高透过率并适用于精密模压的光学玻璃。其中，记载有SiO₂的含量换算成重量百分比计时，其范围在51.74～59.98wt％。即，CN 108975687 A中通过增加SiO₂的含量进而达到提高耐候性的效果，但是在提高SiO₂含量达到提高耐候性的效果的同时，也带来了熔融性和折射率下降的问题。因此，在对比文件CN 108975687 A中，发明人通过增加Na₂O、ZnO、CaO的含量，降低Li₂O、BaO的含量来提高熔融性和折射率。

但是，在CN 108975687 A中，即SiO₂含量增加的体系中，在保证折射率和色散的前提下，光学玻璃的耐候性和化学稳定性虽然有一定提升，但提升的效果并不明显，并且，现有技术中的光学冕玻璃的硬度并不理想。

发明内容