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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410677032.5 (22)申请日 2014.11.21 C03C 3/068(2006.01) (71)申请人 柳州创宇科技有限公司 地址 545000 广西壮族自治区柳州市阳和工 业新区香港新城聚龙苑一巷 4 号 3 楼 (72)发明人 陈帆 (74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 11246 代理人 龚燮英 (54) 发明名称 一种不含澄清剂的光学玻璃和光学元件 (57) 摘要 本发明提供了一种不含澄清剂的光学玻璃 和光学元件, 包括以下成分 : 22wt 30wt的 SiO2; 22wt 28wt的 B。
2、2O3; 6wt 12wt 的 BaO ; 8wt 12wt的 CaO ; 5wt 10wt 的 MgO ; 5wt 8wt 的 ZnO ; 2wt 5wt 的 Nb2O5; 4wt 6wt的 K2O ; 2wt 5wt的 La2O3; 所述光学玻璃不含澄清剂。实验结果表 明, 本发明提供的光学玻璃不添加澄清剂, 不需 添加非环保元素, 折射率为 1.66 1.69, 阿贝数 为 44 47, 透射比达到 80时, 对应的波长小于 370nm, 满足现代成像设备的需要。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 (10)申请。
3、公布号 CN 104445924 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104445924 A 1/1 页 2 1.一种不含澄清剂的光学玻璃, 其特征在于, 包括以下成分 : 22wt 30wt的 SiO2; 22wt 28wt的 B2O3; 6wt 12wt的 BaO ; 8wt 12wt的 CaO ; 5wt 10wt的 MgO ; 5wt 8wt的 ZnO ; 2wt 5wt的 Nb2O5; 4wt 6wt的 K2O ; 2wt 5wt的 La2O3; 所述光学玻璃不含澄清剂。 2.根据权利要求 1 所述的光学玻璃, 其特征在于, 包括 : 25wt 28wt的 SiO2。。
4、 3.根据权利要求 1 所述的光学玻璃, 其特征在于, 包括 : 23wt 26wt的 B2O3。 4.根据权利要求 1 所述的光学玻璃, 其特征在于, 包括 : 10wt 12wt的 BaO。 5.根据权利要求 1 所述的光学玻璃, 其特征在于, 包括 : 9wt 11wt的 CaO。 6.根据权利要求 1 所述的光学玻璃, 其特征在于, 包括 : 6wt 9wt的 MgO。 7.根据权利要求 1 所述的光学玻璃, 其特征在于, 包括 : 6wt 7wt的 ZnO。 8.根据权利要求 1 所述的光学玻璃, 其特征在于, 包括 : 3wt 4wt的 Nb2O5。 9.根据权利要求 1 所述的光。
5、学玻璃, 其特征在于, 折射率为 1.66 1.69 ; 阿贝数为 44 47 ; 透射比达到 80时, 对应的波长小于 370nm。 10.一种权利要求 1 9 任意一项所述的光学玻璃形成的光学元件。 权 利 要 求 书 CN 104445924 A 2 1/5 页 3 一种不含澄清剂的光学玻璃和光学元件 技术领域 0001 本发明涉及玻璃技术领域, 尤其涉及一种不含澄清剂的光学玻璃和光学元件。 背景技术 0002 光学玻璃是通过折射、 反射、 透过方式传递光线, 或者通过吸收改变光的强度或者 光谱分布的一种无机态玻璃, 用于制造光学仪器或机械系统中的透镜、 棱镜、 反射镜和窗口 等。光学玻。
6、璃透光性能好, 折光率高, 被广泛应用于制造眼镜片、 照相机、 望远镜、 显微镜和 透镜等光学仪器。 0003 光学玻璃中的残留气泡、 异物等缺陷的存在, 给光学玻璃特别是用于图像传感器 的摄像光学系统的光学玻璃带来很大危害, 因此, 需要抑制缺陷的产生。例如, 在玻璃原料 熔解时, 玻璃熔液容易被容器侵蚀, 容器的一部份作为微细粒子及破片混入到玻璃中, 从而 使光学玻璃产生异物。 所以, 为了抑制玻璃中异物缺陷的产生, 必须缩短玻璃原料的熔解时 间。但是, 如果缩短玻璃原料的熔解时间, 玻璃熔液中的脱泡会变得不充分, 会产生残留气 泡缺陷。为了抑制残留气泡, 通常在玻璃原料中添加作为澄清剂的。
7、 Sb 氧化物和 As 氧化物, 加速气体的排出。 0004 但是, 澄清剂的引入会对环境造成不良影响, 且其通常需要与硝酸盐配合使用, 这 就增加了氮氧化物的排放量。 现有技术中, 为了消除玻璃气泡, 常规引入Sb等澄清剂。 随着 国际社会环保意识的加强, 人们越来越重视控制大气中污染物的排放, 所以, 在光学玻璃中 减少澄清剂与硝酸盐的引入量, 设计和制造具有理想光学参数的环保光学玻璃势在必行。 发明内容 0005 本发明解决的技术问题在于提供一种不引入澄清剂, 折射率为 1.66 1.69, 阿贝 数为 44 47, 透射比达到 80时, 对应的波长小于 370nm 的光学玻璃及光学元件。
8、。 0006 有鉴于此, 本发明提供了一种不含澄清剂的光学玻璃, 包括以下成分 : 0007 22wt 30wt的 SiO2; 0008 22wt 28wt的 B2O3; 0009 6wt 12wt的 BaO ; 0010 8wt 12wt的 CaO ; 0011 5wt 10wt的 MgO ; 0012 5wt 8wt的 ZnO ; 0013 2wt 5wt的 Nb2O5; 0014 4wt 6wt的 K2O ; 0015 2wt 5wt的 La2O3; 0016 所述光学玻璃不含澄清剂。 0017 优选的, 包括 : 0018 25wt 28wt的 SiO2。 说 明 书 CN 10444。
9、5924 A 3 2/5 页 4 0019 优选的, 包括 : 0020 23wt 26wt的 B2O3。 0021 优选的, 包括 : 0022 10wt 12wt的 BaO。 0023 优选的, 包括 : 0024 9wt 11wt的 CaO。 0025 优选的, 包括 : 0026 6wt 9wt的 MgO。 0027 优选的, 包括 : 0028 6wt 7wt的 ZnO。 0029 优选的, 包括 : 0030 3wt 4wt的 Nb2O5。 0031 优选的, 折射率为 1.66 1.69 ; 0032 阿贝数为 44 47 ; 0033 透射比达到 80时, 对应的波长小于 37。
10、0nm。 0034 相应的, 本发明还提供一种上述技术方案所述的光学玻璃形成的光学元件。 0035 本发明提供了一种不含澄清剂的光学玻璃和光学元件, 包括以下成分 : 22wt 30wt的 SiO2; 22wt 28wt的 B 2O3; 6wt 12wt的 BaO ; 8wt 12wt的 CaO ; 5wt10wt的MgO ; 5wt8wt的ZnO ; 2wt5wt的Nb2O5; 4wt6wt的K 2O ; 2wt 5wt的 La2O3; 所述光学玻璃不含澄清剂。SiO 2具有维持玻璃抗失透性的作用, 并 且具有形成玻璃的网格组分的作用。B2O3作为氧化物可以提高玻璃的热稳定性和化学稳定 性,。
11、 并且可以降低玻璃的软化温度和流动粘度的作用。 BaO能增加光学玻璃的折射率、 密度、 光泽和玻璃稳定性。MgO 可以使玻璃的硬化速度变慢, 改善玻璃的成形性能, 还可以提高玻 璃的化学稳定性和机械强度。K2O 可以降低玻璃的黏度, 使玻璃易于熔解, 并能降低玻璃的 结晶倾向, 增加玻璃的透明度和光泽。本发明提供的光学玻璃在高温下粘度不大 , 光学玻 璃的活性较大 , 所以不需要引入澄清剂来促使玻璃熔化和澄清过程的气体更好地排出, 从 而避免了对环境的不良影响。 实验结果表明, 本发明提供的光学玻璃不添加澄清剂, 不需添 加非环保元素, 折射率为 1.66 1.69, 阿贝数为 44 47, 。
12、透射比达到 80时, 对应的波长 小于 370nm, 满足现代成像设备的需要。 具体实施方式 0036 为了进一步理解本发明, 下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述, 但是 应当理解, 这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点, 而不是对本发明权利要求的 限制。 0037 本发明实施例公开了一种不含澄清剂的光学玻璃, 包括以下成分 : 0038 22wt 30wt的 SiO2; 0039 22wt 28wt的 B2O3; 0040 6wt 12wt的 BaO ; 0041 8wt 12wt的 CaO ; 说 明 书 CN 104445924 A 4 3/5 页 5 0042 5wt 1。
13、0wt的 MgO ; 0043 5wt 8wt的 ZnO ; 0044 2wt 5wt的 Nb2O5; 0045 4wt 6wt的 K2O ; 0046 2wt 5wt的 La2O3; 0047 所述光学玻璃不含澄清剂。 0048 SiO2是重要的玻璃形成体氧化物, 以硅氧四面体的结构单元形成不规则的连续网 络, 是形成光学玻璃的骨架。SiO2具有维持玻璃抗失透性的作用。SiO 2的含量超过 30wt 时, 光学玻璃的可熔性降低, 软化温度升高。SiO2的含量限定为 22wt 30wt, 优选为 25wt 28wt。 0049 B2O3是提高熔融性的必需组分, B 2O3的加入有助于加入玻璃的。
14、熔解和澄清, 此外, B2O3还具有调节玻璃黏度的作用, 使玻璃具有较宽的成形温度范围。B 2O3的含量优选为 23wt 26wt, B2O3的含量过高, 则会因硼氧三角体的的增多, 反而增加玻璃的膨胀系 数, 发生硼反常现象。 0050 BaO 能增加光学玻璃的折射率、 光泽和化学稳定性, 同时 BaO 还能有效降低玻璃粘 度,使得玻璃本身的活性较大, 所以不需要引入Sb2O3等澄清剂,来促使玻璃熔化和澄清过 程的气体更好地排出。本发明中, 光学玻璃中 BaO 的含量优选为 10wt 12wt。 0051 CaO 在光学玻璃中的作用为稳定剂, 能够增加光学玻璃的化学稳定性和机械强度, 降低光。
15、学玻璃的密度。CaO 的含量优选为 9 11wt。当 CaO 的含量大于 12wt时, 光学 玻璃的结晶倾向增大, 使光学玻璃发脆。 0052 MgO 可以使玻璃的硬化速度变慢, 改善玻璃的成形性能, 还可以提高玻璃的化学稳 定性和机械强度。MgO 的含量优选为 6 9wt。 0053 ZnO 能降低玻璃的热膨胀系数和密度, 提高玻璃的化学稳定性、 热稳定性和折射 率。ZnO 的含量优选为 6 7wt。 0054 Nb2O5是赋予玻璃高折射率的组分, 并且具有改进玻璃的抗失透性的作用。 Nb2O5的 含量优选为 3 4wt。Nb2O5含量高于 5wt时, 会导致玻璃色散升高, 同时使玻璃的短波。
16、 透过率下降。 0055 K2O 可以降低玻璃的黏度, 使玻璃易于熔解, 并能降低玻璃的结晶倾向, 增加玻璃 的透明度和光泽。K2O 的含量优选为 4 5wt。 0056 La2O3能提高光学玻璃折射率, 含量优选为34wt.当La2O3含量高于5wt时, 玻璃耐失透性变差。 0057 本发明提供的光学玻璃不引入澄清剂, 可以不需引入硝酸盐, 折射率为 1.66 1.69, 阿贝数为 44 47, 透射比达到 80时, 对应的波长小于 370nm。 0058 本发明还提供一种由上述技术方案所述的光学玻璃形成的光学元件。 本发明的光 学元件由上述本发明的光学玻璃形成, 因此, 该光学元件具有上述。
17、光学玻璃的各种特性。 0059 本发明提供的光学玻璃的性能参数按照如下方法进行测试。 0060 其中折射率 (nd) 值为 (-2 /h)-(-6 /h) 的退火值, 折射率与阿贝数按照 GB/ T 7962.11987 无色光学玻璃测试方法折射率和色散系数 测试。 0061 转变温度 (Tg) 按照 GB/T7962.16-1987 无色光学玻璃测试方法线膨胀系数、 转变 说 明 书 CN 104445924 A 5 4/5 页 6 温度和弛垂温度 测试, 即 : 被测样品在一定的温度范围内, 温度每升高 1, 在被测样品的 膨胀曲线上, 将低温区域和高温区域直线部分延伸相交, 其交点所对应。
18、的温度。 0062 将玻璃制作成 10mm0.1mm 厚度的样品, 测试玻璃在透射比达到 80对应的波长 80。 0063 条纹用点光源和透镜组成的条纹仪, 从最容易看见的条纹的方向上, 与标准试样 作比较检查, 在规定条件下检测条纹。A0 级以上的条纹无肉眼可见的条纹。 0064 玻璃气泡质量按 GB/T7962.8-1987 规定的测试方法进行测量。 0065 粘度根据 ASTM C965 标准规定的测试方法, 用旋转粘度计进行测试。 0066 本发明的光学元件由上述的光学玻璃形成, 不含澄清剂, 折射率为 1.66 1.69, 阿贝数为 44 47, 透射比达到 80时, 对应的波长小于。
19、 370nm。本发明提供的光学元件适 用于数码相机、 数码摄像机和照相手机等。 0067 对于本发明提供的光学玻璃的制备方法, 并无特别限制, 按照本领域技术人员熟 知的方法进行制备。 将原料进行熔化、 澄清、 均化后降温, 注入预热的金属模, 退火得到光学 玻璃。光学玻璃的制备过程中, 玻璃原料不引入硝酸盐, 以氧化物或碳酸盐的方式引入, 从 而在熔炼过程无氮氧化物排放。 0068 为了进一步理解本发明, 下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说 明, 本发明的保护范围不受以下实施例的限制。 0069 将实施例 1 6 中光学玻璃的成分所对应的原料按比例称量, 充分混合后加入铂 金坩埚。
20、内, 在 1000 1380下熔化、 澄清、 均化后降温 ; 0070 在 550 600左右将熔融玻璃浇注入预热后的金属模 ; 0071 将注入预热后的金属模的熔融玻璃同金属模一起放入退火炉内徐冷退火后得到 光学玻璃, 测试光学玻璃的相关参数。实施例 1 6 提供的光学玻璃在压型时不析晶、 不失 透。 0072 实施例 1 6 提供的光学玻璃的折射率、 阿贝数、 转变温度、 透光性能、 气泡、 条纹 性能和粘度如表 1 所示。 0073 实施例 1 6 提供的光学玻璃组分百分比及对应性能如表 1 所示。 0074 表 1 实施例 1 6 提供的光学玻璃的组分百分比及对应性能 0075 007。
21、6 说 明 书 CN 104445924 A 6 5/5 页 7 0077 从上述实施例可以看出, 本发明实施例提供的光学玻璃和光学元件不添加澄清 剂, 折射率为 1.66 1.69, 阿贝数为 44 47, 透射比达到 80时, 对应的波长小于 370nm, 满足现代成像设备的需要。 0078 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出, 对 于本技术领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明原理的前提下, 还可以对本发明进行 若干改进和修饰, 这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。 0079 对所公开的实施例的上述说明, 使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的, 本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下, 在其它实施例中实现。 因此, 本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例, 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。 说 明 书 CN 104445924 A 7 。