專利名稱：光學(xué)玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃，更特別地，涉及一種高折射、高色散光學(xué)玻璃，該光學(xué)玻璃具有折射率(nd)為1.78-1.90、阿貝數(shù)(νd)為18-27的光學(xué)常數(shù)，具有優(yōu)異的透光率和抗失透性并具有優(yōu)異的玻璃內(nèi)在質(zhì)量。
背景技術(shù)：
在玻璃生產(chǎn)中，如果想要以極好的生產(chǎn)率制造內(nèi)在質(zhì)量高的玻璃，通常使用這樣一種熔融裝置，其中至少與熔融玻璃接觸的部分全部或部分由鉑或鉑合金制成。例如，常常使用由鉑或鉑合金制成的坩堝、貯槽、攪拌漿葉和軸。然而，在這種情況下，如果熔化溫度變高或熔化時(shí)間變長，熔入熔融玻璃中鉑的數(shù)量增加，結(jié)果，熔入玻璃中的鉑離子會(huì)吸收光。這造成玻璃的透射率，特別是在短波長區(qū)的透射率有下降的趨勢。
另一方面，因?yàn)橥ㄟ^玻璃中存在的條紋、氣泡和夾雜物(例如，由于失透或其它原因造成的微晶或氣泡)的多少來評(píng)價(jià)光學(xué)玻璃的內(nèi)在質(zhì)量，所以要使抗失透性差、不易去除泡沫或熔融性能差的玻璃經(jīng)過更高的熔化溫度或更長的熔化時(shí)間，以使熔融狀況達(dá)到最佳，或增加用于減少玻璃條紋、氣泡和夾雜物的消泡劑，從而提高玻璃的內(nèi)在質(zhì)量。然而，由于上述原因，即鉑熔化到玻璃中和包括混入雜質(zhì)在內(nèi)的各種其它的原因，這樣處理玻璃降低了玻璃的透射率。
在光學(xué)設(shè)計(jì)中，由高折射、高色散光學(xué)玻璃制成的透鏡與由低折射、低色散光學(xué)玻璃制成的透鏡結(jié)合使用以修正光學(xué)系統(tǒng)的色差。在各種的光學(xué)儀器中都使用這樣的組合。玻璃的折射率和色散越高，通常加入賦予玻璃高折射、高色散性能的成分的量也就越大。然而，因?yàn)檫@些成分主要在短波長區(qū)吸收光，所以玻璃在短波長區(qū)的透射率就會(huì)變差。而且，隨著玻璃的折射率增加，玻璃表面上的反射率也增加，因此，當(dāng)折射率增加時(shí)，由于這個(gè)因素也造成透射率下降。
在短波長區(qū)具有良好透射率的高折射、高色散光學(xué)玻璃領(lǐng)域中已知的是含大量鉛的硅酸鉛玻璃。例如，日本專利申請(qǐng)公開57-34042公開了一種含大量PbO的SiO2-PbO-B2O3系高折射、高色散玻璃，因?yàn)榇瞬Ａе腥廴阢K的量小，所以該玻璃具有優(yōu)異的透射率。然而，該含大量PbO的玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性不夠，而且，由于此玻璃比重大，所以由它制成的透鏡不適合制造重量輕的光學(xué)儀器，而制造重量輕的光學(xué)儀器是當(dāng)今迅速流行的一種趨勢。還有停止使用含鉛玻璃的趨勢，因?yàn)殂U對(duì)環(huán)境有害，因此，需要一種無鉛，但在短波長區(qū)仍具有與SiO2-PbO-B2O3玻璃一樣優(yōu)異透射率的高折射、高色散光學(xué)玻璃。
作為一種測評(píng)光學(xué)玻璃透射率的方法，使用由JOGIS02-1975規(guī)定的色度對(duì)比。然而，此方法不能充分地測評(píng)透過光線的彩色平衡，而這在光學(xué)設(shè)計(jì)中是一個(gè)重要的因素。
為了表示透過光線的彩色平衡，使用ISO顏色成分指數(shù)(Color ContributionIndex)(ISO/CCI(B/G/R))，在用JOGIS02-1975測量的350-680納米內(nèi)透射率數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上計(jì)算此指數(shù)，根據(jù)此指數(shù)評(píng)價(jià)玻璃體本身的彩色平衡。
高折射、高色散玻璃的ISO顏色成分指數(shù)通常顯示以下特征在一種玻璃體中，其中用JOGIS 02-1975測量的530-680nm內(nèi)的透射率平均值基本上與SiO2-PbO-B2O3玻璃的相等，平均彩色薄膜的綠敏層和紅敏層的攝影響應(yīng)(photographicresponses)基本與SiO2-PbO-B2O3玻璃的相等，當(dāng)ISO顏色成分指數(shù)的B值為0時(shí)，在可見光的短波長區(qū)的透射率越高，G和R的值就越小。
例如，市售PBH53W和PBH6W(Kabushiki Kaisha Ohara制造)是典型的含大量鉛的PbO-SiO2玻璃，它們顯示以下特征在短波長區(qū)具有優(yōu)異的透射率和優(yōu)異的內(nèi)部透射度，因此，它們的ISO顏色成分指數(shù)的G和R值小。
作為一種無PbO的高折射、高色散光學(xué)玻璃，日本專利申請(qǐng)公開54-112915公開了一種具有非常寬組成范圍和光學(xué)常數(shù)范圍的P2O5-RI2O和/或ZnO-Nb2O5光學(xué)玻璃。然而，在此玻璃中，在具體公開的玻璃中的折射率(nd)為1.78或更大的玻璃抗失透性不夠，而且熔融性能不夠，因此易于在玻璃中產(chǎn)生夾雜物(微晶)，結(jié)果是不能獲得內(nèi)在質(zhì)量好的玻璃。如果采用更高的熔化溫度或較長的熔化時(shí)間來提高玻璃的內(nèi)在質(zhì)量，則熔入該玻璃中的鉑的量增加，這導(dǎo)致玻璃體的ISO顏色成分指數(shù)的G和R值升高，因此，與PbO-SiO2玻璃相比，彩色平衡變差。
日本專利申請(qǐng)公開52-132012公開了一種具有非常寬組成范圍和光學(xué)常數(shù)范圍的P2O5-B2O-Nb2O5和/或RIIO光學(xué)玻璃。然而，在此玻璃中，在具體公開的玻璃中的折射率(nd)為1.78或更大的無PbO玻璃抗失透性不夠，而且熔融性能不夠，因此易于在玻璃中產(chǎn)生夾雜物(微晶)，結(jié)果是不能獲得內(nèi)在質(zhì)量好的玻璃。如果試圖提高此玻璃的內(nèi)在質(zhì)量，則由于如上所述的原因，與PbO-SiO2玻璃相比，該玻璃的彩色平衡就會(huì)變差。
日本專利申請(qǐng)公開5-270853公開了一種具有非常寬光學(xué)常數(shù)范圍的SiO2-B2O3-P2O5-Nb2O5-Na2O和/或K2O光學(xué)玻璃。然而，在此玻璃中，在具體公開的玻璃中的折射率(nd)為1.78或更大的玻璃在短波長區(qū)的透射率太差，以致于該玻璃體的ISO顏色成分指數(shù)的G和R值很大。即，與PbO-SiO2玻璃相比，該玻璃的彩色平衡差，并且該玻璃的熔融性能不夠，因此在該玻璃中易于產(chǎn)生夾雜物(即微晶)和氣泡。如果試圖提高此玻璃的內(nèi)在質(zhì)量，則由于上述原因，該玻璃的彩色平衡甚至?xí)M(jìn)一步變差。
日本專利申請(qǐng)公開9-188540公開了一種P2O5-Nb2O5光學(xué)玻璃。然而，在此玻璃中，在具體公開的玻璃中的折射率(nd)為1.78或更大的玻璃，其玻璃體ISO顏色成分指數(shù)的G和R值大，而且，該玻璃的熔融性能不夠，因此在該玻璃中易于產(chǎn)生夾雜物(即微晶)和氣泡。如果試圖提高此玻璃的內(nèi)在質(zhì)量，則由于上述原因，該玻璃的彩色平衡甚至?xí)M(jìn)一步變差。日本專利申請(qǐng)公開8-157231公開了P2O5-B2O3-Nb2O3-Li2O-Na2O-SiO2光學(xué)玻璃和P2O5-B2O3-Nb2O5-Li2O-WO3光學(xué)玻璃。然而，這些玻璃在除泡方面不夠，難以獲得均勻的玻璃，而且，在短波長區(qū)吸收相對(duì)大量的光，因此，與PbO-SiO2玻璃相比，該玻璃體的ISO顏色成分指數(shù)的G和R值很大。
日本專利申請(qǐng)公開2001-58845公開了一種P2O5-Na2O-Nb2O5-Bi2O3光學(xué)玻璃。然而，在此出版物中具體公開的玻璃在除泡方面不夠，難以獲得均勻的玻璃，而且，在短波長區(qū)吸收了相對(duì)大量的光，因此，與PbO-SiO2玻璃相比，該玻璃體的ISO顏色成分指數(shù)的G和R值很大。
日本專利申請(qǐng)公開2002-173336公開了一種P2O5-Bi2O3-R′光學(xué)玻璃。然而，在此出版物中具體公開的玻璃在除泡方面不夠，難以獲得均勻的玻璃，這導(dǎo)致微晶產(chǎn)生，而且，在短波長區(qū)吸收了相對(duì)大量的光，因此，與PbO-SiO2玻璃相比，該玻璃體的ISO顏色成分指數(shù)的G和R值很大。
日本專利申請(qǐng)公開2002-201041公開了一種用于精密壓制的P2O5-WO3光學(xué)玻璃。然而，此玻璃在短波長區(qū)有大的光吸收。而且，在此出版物中具體公開的玻璃在除泡方面不夠，從而難以獲得均勻的玻璃。如果采用更高的熔化溫度或更長的熔化時(shí)間來提高玻璃的內(nèi)在質(zhì)量，則熔入該玻璃中的鉑量進(jìn)一步增加，這導(dǎo)致該玻璃體的ISO顏色成分指數(shù)的G和R值進(jìn)一步升高。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是消除現(xiàn)有技術(shù)光學(xué)玻璃的上述缺點(diǎn)，并提供一種高折射、高色散光學(xué)玻璃，該光學(xué)玻璃的具有折射率(nd)為1.78-1.90和阿貝數(shù)(νd)為18-27的光學(xué)常數(shù)，同時(shí)保持與SiO2-PbO玻璃相當(dāng)?shù)牟噬胶猓诙滩ㄩL區(qū)具有優(yōu)異的透射率，即ISO顏色成分指數(shù)的G和R值小，并具有優(yōu)異的內(nèi)在質(zhì)量和抗失透性。
發(fā)明概述為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了勤奮研究以及實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了以本發(fā)明，即在P2O5-BaO-Na2O-Nb2O5系玻璃中的具有特定、新組成的玻璃中，可以獲得具有包括彩色平衡在內(nèi)的優(yōu)異透射率，即ISO顏色成分指數(shù)的G和R值小的高折射、高色散光學(xué)玻璃，而且該光學(xué)玻璃具有優(yōu)異的內(nèi)在質(zhì)量，并且通過向這些組合物中加入Gd2O3，可以容易地獲得在短波長區(qū)透射率提高的、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)異，特別是抗失透性優(yōu)異，且玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)低的高折射、高色散光學(xué)玻璃。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種含下述成分的光學(xué)玻璃，質(zhì)量％P2O515-35％Nb2O540-60％Na2O 0.5％到小于15％和BaO3％到小于25％；以質(zhì)量％計(jì)算的(BaO+Nb2O5)/{(TiO2+WO3)×3+Bi2O3+Nb2O5}的比值＞1.0；不含Pb和As；折射率(nd)為1.78-1.90，阿貝數(shù)(νd)為18-27。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供一種還含以下成分的光學(xué)玻璃，質(zhì)量％Gd2O30-5％和/或K2O 0-10％和/或Li2O 0-10％和/或Bi2O30-5％和/或MgO 0-10％和/或CaO 0-10％和/或
SrO 0-10％和/或ZnO 0-3％和/或SiO20-5％和/或B2O30-5％和/或Al2O30-4％和/或Ta2O50-5％和/或ZrO20-3％和/或TiO20-5％和/或WO30-8％和/或Sb2O30-0.02％。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，在一個(gè)X-Y直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系用X軸表示使用玻璃材料的光譜透射率計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)G，光譜透射率是用日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS02-1975(測量光學(xué)玻璃色度的方法)測量的，用Y軸表示折射率(nd)，光學(xué)玻璃位于ISO顏色成分指數(shù)G值比直線(SL3-G)Y＝0.0277X+1.725小，而折射率(nd)比該直線高的區(qū)域內(nèi)；在另一個(gè)X-Y直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系用X軸表示使用玻璃體的光譜透射率計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)R，光譜透射率是用日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS02-1975測量的，用Y軸表示折射率(nd)，該光學(xué)玻璃位于ISO顏色成分指數(shù)R值比直線(SL3-R)Y＝0.0273X+1.7102小，而折射率(nd)比該直線高的區(qū)域內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，在光學(xué)玻璃中，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS12-1994(光學(xué)玻璃中氣泡的測量方法)的表1所示的、100ml玻璃中所含氣泡的橫截面積的總和為1級(jí)-4級(jí)，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS13-1994(光學(xué)玻璃中夾雜物的測量方法)的表1所示的、100ml玻璃中所含夾雜物的橫截面積的總和為1級(jí)-4級(jí)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，在一個(gè)X-Y直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系用X軸表示使用玻璃材料的光譜透射率計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)G，光譜透射率是用日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS02-1975(測量光學(xué)玻璃色度的測量方法)測量的，用Y軸表示折射率(nd)，光學(xué)玻璃位于ISO顏色成分指數(shù)G值比直線(SL5-G)Y＝0.0329X+1.7174小，而折射率(nd)比該直線高的區(qū)域內(nèi)；在另一個(gè)X-Y直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系用X軸表示使用玻璃體的光譜透射率計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)R，光譜透射率是用日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGISO2-1975測量的，用Y軸表示折射率(nd)，該光學(xué)玻璃位于ISO顏色成分指數(shù)R值比直線(SL5-R)Y＝0.0288X+1.713小，而折射率(nd)比該直線高的區(qū)域內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供一種含以下成分的光學(xué)玻璃，質(zhì)量％P2O515-35％Nb2O540-60％Na2O0.5％到小于15％和BaO 3％到小于25％；還含以下成分，質(zhì)量％Gd2O30-4％和/或K2O 0-6％和/或Li2O0到小于6％和/或Bi2O30到小于5％和/或MgO 0到小于10％和/或CaO 0到小于10％和/或SrO 0到小于10％和/或ZnO 0-3％和/或SiO20-5％和/或B2O30-5％和/或Al2O30-4％和/或Ta2O50-5％和/或ZrO20-3％和/或Sb2O30-0.02％和/或TiO20-5％和/或WO30-8％和/或上述金屬氧化物中所含的金屬元素的氟化物，氟化物中所含的氟的總量 0-5％；和以質(zhì)量％計(jì)算的(BaO+Nb2O5)/{(TiO2+WO3)×3+Bi2O3+Nb2O5}的比值＞1.0。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供一種含以下成分的光學(xué)玻璃，質(zhì)量％P2O515-35％
Nb2O540-60％NA2O0.5％到小于15％和BaO 3％到小于25％；還含以下成分，質(zhì)量％Gd2O30.1-4％和/或K2O 0-6％和/或Li2O0到小于6％和/或Bi2O30到小于4.5％和/或MgO 0到小于10％和/或CaO 0到小于10％和/或SrO 0到小于10％和/或ZnO 0-3％和/或SiO20到小于5％和/或B2O30到小于5％和/或Al2O30-4％和/或Ta2O50-5％和/或ZrO 0-3％和/或Sb2O30-0.01％和/或TiO20-5％和/或WO30-8％和/或上述金屬氧化物中所含的金屬元素的氟化物，氟化物中所含的氟的總量 0-5％；和以質(zhì)量％計(jì)算的(BaO+Nb2O5)/{(TiO2+WO3)×3+Bi2O3+Nb2O5}的比值＞1.0。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，在一個(gè)X-Y直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系用X軸表示使用玻璃材料的光譜透射率計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)G，光譜透射率是用日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS02-1975(測量光學(xué)玻璃色度的測量方法)測量的，用Y軸表示折射率(nd)，該光學(xué)玻璃位于ISO顏色成分指數(shù)G值比直線(SL8-G)Y＝0.0329X+1.7245小，而折射率(nd)比該直線高的區(qū)域內(nèi)；在另一個(gè)X-Y直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系用X軸表示使用玻璃體的光譜透射率計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)R，光譜透射率是用日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS02-1975測量的，用Y軸表示折射率(nd)，該光學(xué)玻璃位于ISO顏色成分指數(shù)R值比直線(SL8-R)Y＝0.0288X+1.7208小，而折射率(nd)比該直線高的區(qū)域內(nèi)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供-種含以下成分的光學(xué)玻璃，質(zhì)量％P2O515-30％Nb2O542-60％Na2O0.5％到小于10％和BaO 5％到小于25％；還含以下成分，質(zhì)量％Gd2O30.1-4％和/或K2O 0-6％和/或Li2O0-2％和/或Bi2O30到小于4.5％和/或MgO 0到小于10％和/或CaO 0到小于10％和/或SrO 0到小于10％和/或ZnO 0-3％和/或SiO20.1到小于4％和/或B2O30.2到小于5％和/或Al2O30-4％和/或Ta2O50-5％和/或ZrO20-3％和/或Sb2O30-0.01％和/或TiO20-3％和/或WO30-5％和/或上述金屬氧化物中所含的金屬元素的氟化物，氟化物中所含的氟的總量 0-5％；和以質(zhì)量％計(jì)算的(BaO+Nb2O5)/{(TiO2+WO3)×3+Bi2O3+Nb2O5}的比值＞1.1。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供一種含以下成分的光學(xué)玻璃，質(zhì)量％P2O515-35％Nb2O540-60％
Gd2O30.1-4％Na2O0.5％到小于10％和K2O 0-6％其中Na2O和K2O的總量為0.5-10％Bi2O30到小于5％MgO 0到小于10％CaO 0到小于10％SrO 0到小于10％BaO 0.5％到小于25％ZnO 0-3％SiO20到小于5％B2O30.2到小于5％Al2O30-3％Ta2O50-5％ZrO20-3％Sb2O30-0.03％上述金屬氧化物中所含的金屬元素的氟化物，氟化物中所含的氟的總量 0-5％；和不含Pb、WO3和TiO2；折射率(nd)為1.78-1.90，阿貝數(shù)(νd)為18-27。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供一種含以下成分的光學(xué)玻璃，質(zhì)量％P2O515-30％Nb2O542-60％Gd2O30.1-4％Na2O0.5％-9.6％K2O 0-6％其中Na2O和K2O的總量為0.5-9.6％Bi2O30-4.5％MgO 0到小于10％CaO 0到小于10％SrO 0到小于10％
BaO 0.5％到小于25％ZnO 0-3％SiO20.1到小于4％B2O30.2到小于5％Al2O30-3％Ta2O50-5％ZrO20-3％Sb2O30-0.03％上述金屬氧化物中所含的金屬元素的氟化物， 0-5％；和氟化物中所含的氟的總量不含Pb、WO3和TiO2；折射率(nd)為1.78-1.90，阿貝數(shù)(νd)為18-27。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，在光學(xué)玻璃中，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS12-1994(光學(xué)玻璃中氣泡的測量方法)的表1所示的、100ml玻璃中所含氣泡的橫截面積的總和為1級(jí)-3級(jí)，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS13-1994(光學(xué)玻璃中夾雜物的測量方法)的表1所示的、100ml玻璃光學(xué)中所含夾雜物的橫截面積的總和為1級(jí)-3級(jí)，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS11-1975(光學(xué)玻璃中條紋的測量方法)的表2所示的條紋度為1級(jí)-3級(jí)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，在光學(xué)玻璃中，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS11-1975(光學(xué)玻璃中條紋的測量方法)的表2中所示的條紋度為1級(jí)或2級(jí)，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS12-1994(光學(xué)玻璃中氣泡的測量方法)的表1中所示的100ml玻璃中所含氣泡的橫截面積的總和為1級(jí)或2級(jí)，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS13-1994(光學(xué)玻璃中夾雜物的測量方法)的表1中所示的100ml玻璃中所含夾雜物的橫截面積的總和為1級(jí)或2級(jí)。
附圖簡述在附圖中，

圖1是說明X-Y坐標(biāo)系的圖，其中用X軸表示JIS7097(通過攝影用ISO/CCI表示顏色成分)中規(guī)定的ISO顏色成分指數(shù)(ISO/CCI)的G值(計(jì)算至小數(shù)點(diǎn)第二位)，該值是根據(jù)JOGIS02-1975中規(guī)定的、玻璃體在350-680納米內(nèi)的透射率計(jì)算的，用Y軸表示折射率(nd)；和圖2是說明X-Y坐標(biāo)系的圖，其中用X軸表JIS7097(通過攝影用ISO/CCI表示顏色成分)中規(guī)定的ISO顏色成分指數(shù)(ISO/CCI)的R值(計(jì)算至小數(shù)點(diǎn)第二位)，該值是根據(jù)JOGIS02-1975中規(guī)定的、玻璃體在350-680納米內(nèi)的透射率計(jì)算的，用Y軸表示折射率(nd)。
發(fā)明詳述現(xiàn)在描述將本發(fā)明光學(xué)玻璃的各種成分的組成限制在特定范圍內(nèi)的原因。用質(zhì)量％表示如下所述各種成分的量。
P2O5是賦予玻璃大色散性能以及高透射率的成分。與硅酸鹽玻璃和硼酸鹽玻璃相比，P2O5成分可以賦予玻璃優(yōu)異的熔融性能和抗失透性，特別是在壓制過程中的抗失透性，以及優(yōu)異的透射率。為了達(dá)到這些效果，優(yōu)選地，此成分的量應(yīng)該為15％或更大。如果此成分的量超過35％，不能獲得所需的高折射率，并且抗失透性變差而不是提高。為了獲得抗失透性特別高的高折射、高色散玻璃，此成分的下限更優(yōu)選的是16％和/或其上限為33％，最優(yōu)選地，此成分的下限為17％和/或其上限為30％。
Nb2O5是一種非常重要的成分，其使玻璃原料在寬的范圍內(nèi)玻璃化，并用于有效地制造高折射、高色散玻璃而基本上不增加玻璃的色度，并進(jìn)一步提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性。為了充分達(dá)到這些效果，優(yōu)選地，此成分的量應(yīng)該為40％或更大。然而，如果此成分的量超過60％，抗失透性趨于變差，透射率趨于降低，因此，優(yōu)選地，此成分的量應(yīng)該不超過60％。更優(yōu)選地，此成分的下限為41％和/或其上限為58％，最優(yōu)選地，此成分的下限為42％和/或其上限為56.5％。
WO3是賦予玻璃高折射、高色散性能，同時(shí)保持低熔點(diǎn)性能的成分，其可以作為任選成分加入。如果此成分的量超過8％，短波長區(qū)的透射率趨于變差，從而增加ISO/CCI的G和R值。因此，優(yōu)選地，此成分的量應(yīng)該不超過8％，更優(yōu)選地不超過5％。如果想要制造具有特別優(yōu)異內(nèi)在質(zhì)量并在短波長區(qū)具有特別好透射率的玻璃，優(yōu)選的是不加入此成分。
TiO2是增加玻璃折射率的成分，但也是使玻璃的透射率變差，并且使熔融和壓制玻璃過程中抗失透性變差的成分。為此，優(yōu)選地，此成分的量應(yīng)該不超過5％，更優(yōu)選地，不超過3％。如果想要制造具有特別優(yōu)異內(nèi)在質(zhì)量和在短波長區(qū)具有特別好透射率的玻璃，優(yōu)選的是不加入此成分。
BaO能有效地穩(wěn)定熔融過程中的玻璃、防止玻璃失透和破裂，并且提高玻璃的透射率。另一方面，如果過量地加入此成分，就難以獲得本發(fā)明目的的高折射、高色散玻璃。優(yōu)選地，此成分的下限為0.5％和/或其上限小于25％，更優(yōu)選地，此成分的下限為3％和/或其上限為24.7％，最優(yōu)選地，此成分的下限為5％和/或其上限為24.5％。
為了獲得特別好的ISO/CCI的G和R值，優(yōu)選地，按BaO、Nb2O5、TiO2、WO3和Bi2O3的質(zhì)量％計(jì)算的(BaO+Nb2O5)/{(TiO2+WO3)×3+Bi2O3+Nb2O5}的比值應(yīng)該大于1.0。
為了獲得無PbO的高折射、高色散玻璃，理想的是加入賦予玻璃高折射、高色散性能的成分，例如Nb2O5、TiO2、WO3和Bi2O3。然而，與Nb2O5相比，TiO2、WO3和Bi2O3在短波長區(qū)吸收較多的光，從而增加ISO/CCI的G和R值，而且，在玻璃熔融的過程中易于產(chǎn)生分相和氣泡，這導(dǎo)致難以制造內(nèi)在質(zhì)量好的玻璃。因此，加入相對(duì)大量的TiO2、WO3和Bi2O3，從而將上述比值的值降低至1.0或更小是不理想的。如前所述，為了使在熔融過程中玻璃穩(wěn)定，防止失透并提高在短波長區(qū)的透射率，同時(shí)保持玻璃的高折射、高色散性能，BaO與提高玻璃折射率和色散的Nb2O5共存是有效的。為了容易地制造本發(fā)明的玻璃，調(diào)整這些成分的量以使這些成分的量達(dá)到上述比值是非常重要的。
優(yōu)選地，此比值的值應(yīng)該大于1.1，最優(yōu)選的是大于1.15。
在P2O5-Nb2O5-BaO-R2O玻璃中，Gd2O3能有效地提高玻璃的透射率，同時(shí)保持高折射性能，提高熔融過程中玻璃的穩(wěn)定性和抗失透性，提高玻璃的均勻性。此外，此成分還具有抗分相能力。因此，此成分對(duì)于容易地獲得內(nèi)在質(zhì)量好的玻璃是有用的，其可以作為任選成分加入。然而，如果此成分的量超過5％，抗失透性變差而非提高。優(yōu)選地，此成分的下限為0.1％和/或其上限為4.8％，更優(yōu)選地，此成分的下限為0.3％和/或其上限為4.5％，最優(yōu)選地，此成分的下限為0.5％和/或其上限為4％。
Na2O用于有效地降低熔化溫度，防止玻璃著色，并降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度和屈服點(diǎn)溫度。為了實(shí)現(xiàn)這些作用，優(yōu)選地，此成分應(yīng)該加入0.5％或更多。然而，如果此成分的量為15％或更多，就難以制造本發(fā)明目的的高折射玻璃。為了制造特別是足夠耐候性的高折射玻璃，更優(yōu)選地，此成分的上限應(yīng)該小于10％。在想要制造平均熱膨脹系數(shù)小的玻璃的情況下，最優(yōu)選地，此成分的量應(yīng)該為9.6％或更低。至于此成分的下限，更優(yōu)選地，應(yīng)該是1％，最優(yōu)選的是3％。
K2O用于有效降低玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和屈服點(diǎn)溫度，其可以作為任選成分加入。如果此成分的量超過10％，在玻璃熔融的過程中易于產(chǎn)生失透，這導(dǎo)致玻璃的內(nèi)在質(zhì)量變差，而且加工性變差，并易于形成裂紋。因此，此成分優(yōu)選的上限是6％。如果使用其它成分可以將玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和屈服點(diǎn)降低至所需的溫度，優(yōu)選的是不使用K2O。
在想要制造具有非常優(yōu)異耐候性的玻璃或熱膨脹系數(shù)小的玻璃的情況下，最優(yōu)選地，Na2O和K2O的總量應(yīng)該小于10％，更優(yōu)選的是9.8％或更小，最優(yōu)選的是9.6％或更小。
Li2O用于有效降低玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和屈服點(diǎn)溫度，其可以作為任選成分加入。然而，如果此成分的量超過10％，玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和可加工性就會(huì)變差。優(yōu)選地，此成分的量應(yīng)該小于6％。為了制造化學(xué)穩(wěn)定性和可加工性好且熱膨脹系數(shù)小的玻璃，此成分最優(yōu)選的量為2％或更少。
SiO2用于有效提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，其可以作為任選成分加入。如果此成分的量超過5％，玻璃的熔融性能會(huì)變差。為了制造具有特別優(yōu)異熔融性能的玻璃，此成分的上限應(yīng)該為5％。為了制造化學(xué)穩(wěn)定性特別優(yōu)異的玻璃，此成分優(yōu)選的下限為0.1％和/或其優(yōu)選的上限為小于5％，此成分更優(yōu)選的下限是0.2％和/或其更優(yōu)選的上限為小于4％，此成分最優(yōu)選的下限為0.3％，其最優(yōu)選的上限為2％。
B2O3用于有效提高玻璃的耐候性，其可以作為任選成分加入。在P2O5-Nb2O5玻璃中，SiO2成分易于形成未熔化的部分，但是通過與B2O2共存，可以容易地制造熔融性能提高，并具有優(yōu)異化學(xué)穩(wěn)定性的玻璃。然而，如果此成分的量超過5％，就難以制造本發(fā)明目的的具有高折射、高色散性能的玻璃。為了達(dá)到這些效果而不伴隨有缺點(diǎn)，此成分優(yōu)選的下限為0.2％和/或其優(yōu)選的上限為小于5％，此成分最優(yōu)選的下限為0.3％，其最優(yōu)選的上限為3％。
MgO、CaO和SrO用于有效地穩(wěn)定熔融過程中的玻璃并防止失透，它們可以作為任選成分加入。如果這些成分中每一種的量超過10％，就難以制造均勻的玻璃。這些成分中每一種的優(yōu)選量為小于10％。最優(yōu)選地，CaO的上限為3％和/或不加入MgO和/或不加入SrO。
Bi2O3用于有效降低玻璃的熔點(diǎn)，并使玻璃具有高折射、高色散，其可以作為任選成分加入。然而，如果此成分的量超過5％，在短波長區(qū)的透射率就趨于變差，這導(dǎo)致ISO/CCI的G和R值增加，因此，彩色平衡變差，進(jìn)而，在玻璃熔融過程中失透的趨勢增加。因此，此成分的量應(yīng)該為5％或更少，優(yōu)選的是小于5％，更優(yōu)選的是4.5％或更少，最優(yōu)選的是小于4.5％。
Al2O3用于有效提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和透射率，其可以作為任選成分加入。然而，如果此成分的量超過4％，失透的傾向就會(huì)增加。此成分更優(yōu)選的上限為3％，其最優(yōu)選的上限為2％。
ZnO和ZrO2用于有效地調(diào)整玻璃的光學(xué)常數(shù)，它們可以作為任選成分加入。然而，如果這兩種成分中的每一種超過3％，抗失透性就會(huì)變差。更優(yōu)選地，ZnO的上限小于3％和/或ZrO2的上限為2.5％，最優(yōu)選地，ZnO的上限為2.9％和/或ZrO2的上限為2％。
Ta2O5用于有效地使玻璃具有高折射，其可以作為任選成分加入。然而，如果此成分的量超過5％，易于出現(xiàn)條紋，這導(dǎo)致難以獲得均勻的玻璃。因?yàn)門a2O5是一種非常貴的組分，優(yōu)選的是應(yīng)該只在必須實(shí)現(xiàn)所需性能的情況下才加入它。此成分更優(yōu)選的上限為3％，最優(yōu)選地，應(yīng)該不加入它。
加入少量的Sb2O3能有效提高熔融過程中玻璃除泡能力，其可以作為任選成分加入。然而，如果此成分的量即使少量超過一個(gè)臨界值，在短波長區(qū)的透射率就趨于變差，這導(dǎo)致ISO/CCI的G和R值增加，因此彩色平衡變差。因此，此成分的加入量應(yīng)該不超過0.03％。此成分優(yōu)選的上限為0.02％，其更優(yōu)選的上限為0.01％，其最優(yōu)選的上限為0.001％或更少。
可以向本發(fā)明的光學(xué)玻璃中加入上述金屬氧化物中所含的金屬元素的氟化物，氟化物中所含的氟總量不超過5％。F用于有效提高除泡能力，并提高在可見光的短波長區(qū)的透射率。然而，如果F的量超過5％，就易于出現(xiàn)條紋。此成分優(yōu)選的上限為3％，其更優(yōu)選的上限為1％。最優(yōu)選地，應(yīng)該不加入此成分。
鉑有降低短波長區(qū)透射率的作用，因此，應(yīng)該盡可能最大程度地限制玻璃中Pt的量。玻璃中Pt的優(yōu)選量為1.5ppm或更少，其更優(yōu)選的量為1ppm或更少，其最優(yōu)選的量為0.9ppm或更少。
如有必要，可以在不損害本發(fā)明玻璃性能的范圍內(nèi)加入除如上所述成分以外的成分。然而，如果玻璃含即使少量的除Ti以外的過渡金屬，例如單獨(dú)或混合含V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag和Mo，玻璃就會(huì)著色，并吸收可見光區(qū)的特定波長，因此，優(yōu)選的是在使用可見光區(qū)波長的光學(xué)玻璃中不含這樣的過渡金屬。
如果玻璃單獨(dú)或混合含除Lu和Gd以外的稀土成分，由于玻璃著色導(dǎo)致在可見光區(qū)發(fā)生對(duì)特定波長的吸收或失透的傾向增加。因此，優(yōu)選的是不含這些稀土成分。任選地，可以使用Lu來調(diào)整玻璃的光學(xué)常數(shù)。然而，如果Lu2O3的量超過3％，抗失透性趨于變差，因此，優(yōu)選地，此成分的量應(yīng)該為8％或更少，更優(yōu)選地，為2.5％或更少。對(duì)于玻璃，最優(yōu)選的是根本不含此成分。
可以加入Th來使玻璃具有高折射，并提高玻璃的穩(wěn)定性，可以加入Cd和Tl來降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度。由于最近的趨勢是限制使用作為有害化學(xué)物質(zhì)的Pb、Th、Cd、Tl和Os，所以在實(shí)施制造過程和加工玻璃以及制造后玻璃的處理中必須采取措施保護(hù)環(huán)境，因此，優(yōu)選的是當(dāng)必須考慮對(duì)環(huán)境的影響時(shí)，基本上不使用這些成分。
PbO具有如此大的比重以致于由含PbO玻璃制成的透鏡不利于進(jìn)行重量輕的光學(xué)儀器設(shè)計(jì)。而且，在如上所述的實(shí)施制造過程和加工玻璃以及玻璃的處理中必須采取措施保護(hù)環(huán)境，而這種措施需要進(jìn)一步投資。為此，本發(fā)明的玻璃應(yīng)該不含PbO。
As2O3是用于提高玻璃熔融過程中除泡成分。因?yàn)樵谥圃爝^程和玻璃的加工以及玻璃的處理中必須采取措施保護(hù)環(huán)境，所以優(yōu)選的是在本發(fā)明的玻璃中不加As2O3。
至于對(duì)氣泡的評(píng)價(jià)，隨著氣泡的評(píng)價(jià)等級(jí)升高，氣泡會(huì)增加光的散射。因此，優(yōu)選的是不使用高等級(jí)玻璃。優(yōu)選地，應(yīng)該使用1-4級(jí)的玻璃，更優(yōu)選地，應(yīng)該使用1-3級(jí)的玻璃，最優(yōu)選地，應(yīng)該使用1級(jí)或2級(jí)的玻璃。
至于對(duì)夾雜物的評(píng)價(jià)，隨著夾雜物的評(píng)價(jià)等級(jí)升高，夾雜物會(huì)增加光的散射。因此，優(yōu)選的是不使用高等級(jí)玻璃。優(yōu)選地，應(yīng)該使用1-4級(jí)的玻璃，更優(yōu)選地，應(yīng)該使用1-3級(jí)的玻璃，最優(yōu)選地，應(yīng)該使用1級(jí)或2級(jí)的玻璃。
至于對(duì)條紋的評(píng)價(jià)，隨著條紋的評(píng)價(jià)等級(jí)升高，制造均勻玻璃的困難增加。因此，在制造玻璃的均勻性是重要的光學(xué)玻璃中，優(yōu)選的是不使用高等級(jí)玻璃?？梢允褂?-4級(jí)的玻璃作為光學(xué)儀器的透鏡。因此，應(yīng)該使用1-4級(jí)的玻璃，更優(yōu)選地，應(yīng)該使用1-3級(jí)的玻璃，最優(yōu)選地，應(yīng)該使用1級(jí)或2級(jí)的玻璃。
應(yīng)該指出本發(fā)明決不受這些實(shí)施例的限制。
為了制造實(shí)施例No.1-48的玻璃，稱量并按比例混合光學(xué)玻璃用普通玻璃原料如氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽和氟化物以實(shí)現(xiàn)表1-10的實(shí)施例的組成，并放入石英坩堝中以進(jìn)行預(yù)熔。原材料預(yù)熔后，將熔體轉(zhuǎn)移到鉑坩堝中，在850-1300□下進(jìn)一步熔融1-4小時(shí)，攪拌并澄清，其中熔化時(shí)間取決于由組成確定的玻璃的熔融性能。然后，將熔體澆鑄到模制中，退火，從而制成玻璃。
通過以下步驟制備用于評(píng)價(jià)實(shí)施例No.1-46玻璃條紋的樣品在不含鉑的坩堝(即石英坩堝)中預(yù)熔原料，在850-1300□下，在具有由鉑或鉑合金制成的攪拌裝置，并具有一個(gè)與該熔體接觸、完全或部分由鉑或鉑合金制成的零件的設(shè)備中，按Dr.Hans Bach，編輯，低熱膨脹玻璃陶瓷(Springer-Verlag BerlinHeidelberg Printed in Germany 1995)，133，圖4.13介紹的方法進(jìn)一步熔化該熔體，然后對(duì)該熔體進(jìn)行退火。
通過以下步驟制備用于評(píng)價(jià)實(shí)施例No.47和No.48玻璃條紋的樣品在不含鉑的坩堝(即石英坩堝)中預(yù)熔材料，在850-1300℃下，在具有一個(gè)與該熔體接觸、完全或部分由鉑或鉑合金制成的零件的設(shè)備中，按日本專利公告43-12885中公開的方法和Dr.Hans Bach，編輯，低熱膨脹玻璃陶瓷(Springer-Verlag BerlinHeidelberg Printed in Germany 1995)，132介紹的方法進(jìn)一步熔化該熔體，然后對(duì)該熔體進(jìn)行退火。
關(guān)于實(shí)施例47和48的樣品的條紋評(píng)價(jià)結(jié)果基本上與關(guān)于實(shí)施例1-46的樣品的條紋評(píng)價(jià)結(jié)果不同。
表11和12說明對(duì)比例A-I，它們是日本專利申請(qǐng)公開5-270853的實(shí)施例3、日本專利申請(qǐng)公開5-270853的實(shí)施例4、日本專利申請(qǐng)公開9-188540的實(shí)施例7、日本專利申請(qǐng)公開2001-58845的實(shí)施例12、日本專利申請(qǐng)公開52-132012的實(shí)施例27、日本專利申請(qǐng)公開2002-173336的實(shí)施例38、日本專利申請(qǐng)公開2002-173336的實(shí)施例33、日本專利申請(qǐng)公開2002-201041的實(shí)施例4和日本專利申請(qǐng)公開54-112915的實(shí)施例3的玻璃。用與本發(fā)明實(shí)施例相同的方法測量這些玻璃的物理性能。
為了制造對(duì)比例的玻璃，稱量并按比例混合光學(xué)玻璃的普通玻璃原料以獲得表11和12的對(duì)比例的組成，并放入石英坩堝中以進(jìn)行預(yù)熔。原材料預(yù)熔后，將熔體轉(zhuǎn)移到鉑坩堝中，在850-1300□下進(jìn)一步熔融1-4小時(shí)，攪拌并澄清，其中熔化時(shí)間取決于由組成確定的玻璃的熔融性能。然后，將熔體澆鑄到模制中，退火，從而制成玻璃。然而，對(duì)比例B的組成不能形成玻璃。
表11和12說明了折射率(nd)、阿貝數(shù)(νd)、當(dāng)B值為零時(shí)計(jì)算至小數(shù)點(diǎn)第二位的ISO顏色成分指數(shù)(ISO/CCI)的G和R值，以及對(duì)氣泡(級(jí))和夾雜物(級(jí))的評(píng)價(jià)。
按照日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS12-1994“測量光學(xué)玻璃中氣泡的方法”測評(píng)氣泡，根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)的表1，在100ml玻璃中氣泡橫截面積總和(mm2)的基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)果分級(jí)并列在本發(fā)明的表中。1級(jí)表示氣泡橫截面積的總和小于0.03mm2，2級(jí)表示總和為0.03-小于0.1mm2，3級(jí)表示總和為0.1-小于0.25mm2，4級(jí)表示總和為0.25-小于0.5mm2，5級(jí)表示總和為0.5mm2或更大。
按照日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS13-1994“光學(xué)玻璃中夾雜物的測量方法”測評(píng)夾雜物，根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)的表1，在100ml玻璃中夾雜物橫截面積總和(mm2)的基礎(chǔ)上對(duì)結(jié)果分級(jí)并列在本發(fā)明的表中。1級(jí)表示夾雜物橫截面積的總和小于0.03mm2，2級(jí)表示總和為0.03-小于0.1mm2，3級(jí)表示總和為0.1-小于0.25mm2，4級(jí)表示總和為0.25-小于0.5mm2，5級(jí)表示總和為0.5mm2或更大。
按照日本光學(xué)玻璃玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS11-1975“玻璃中條紋的測量方法”測評(píng)條紋，根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)的表2，對(duì)條紋度分級(jí)的結(jié)果列在本發(fā)明的表中。使用具有兩個(gè)平行拋光面的50×50×20mm玻璃片作為測量條紋用樣品。1級(jí)表示未觀察到條紋，2級(jí)表示在肉眼范圍內(nèi)觀察到輕且分散的條紋，3級(jí)表示觀察到與拋光面垂直方向平行的輕條紋，4級(jí)表示觀察到與拋光面垂直方向平行的條紋數(shù)量比3級(jí)數(shù)量多，或觀察到重的平行條紋。
按以下方法測量ISO顏色成分指數(shù)(ISO/CCI)。用制備的玻璃體制成具有兩個(gè)平行拋光面、厚度為10±0.1mm的樣品。樣品退火，退火后，立即用JOGIS02-1975的方法測量透射率(光譜透射率)。然后，使用通過用透鏡的透射率替換350-680納米內(nèi)玻璃體的透射率，根據(jù)JISB7097(ISO顏色成分指數(shù)(ISO/CCI)表示用于照相的顏色性能)計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)(ISO/CCI)作為該玻璃體的ISO顏色成分指數(shù)(ISO/CCI)。當(dāng)B(藍(lán)色)為0時(shí)，計(jì)算G和H值至小數(shù)點(diǎn)第二位。
測量實(shí)施例和對(duì)比例玻璃的折射率(nd)和阿貝數(shù)(νd)，對(duì)于這些玻璃，是通過將退火溫度下降率調(diào)整為25□/小時(shí)而獲得的。
在描繪ISO/CCI(G值)-nd的圖1中，用記號(hào)○表示實(shí)施例No.1-48的ISO/CCI(G值)和nd的坐標(biāo)，用記號(hào)×表示對(duì)比例A-F的，用記號(hào)■表示對(duì)比例G-I的。用記號(hào)●表示PBH6W和PBH53W(都是Kabushiki Kaisha Ohara的玻璃名稱)的。
在描繪ISO/CCI(G值)-nd的圖2中，用記號(hào)○表示實(shí)施例No.1-48的ISO/CCI(R值)和nd的坐標(biāo)，用記號(hào)×表示對(duì)比例A-F的，用記號(hào)■表示對(duì)比例G-I的。用記號(hào)●表示PBH6W和PBH53W(都是Kabushiki Kaisha Ohara的玻璃名稱)的。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
表9
表10
表11
表12
高折射、高色散玻璃含大量在可見光短波長區(qū)吸收光的成分，而且，隨著折射率增加，玻璃表面的反射率增加。因此，包括反射損失在內(nèi)的透射率變差通常發(fā)生在高折射、高色散光學(xué)玻璃中。因此，隨著玻璃折射率的增加，ISO顏色成分指數(shù)的G和R值一般有升高的趨勢。如圖1和2中記號(hào)●所表示的，過去制造并出售的含大量PbO的玻璃PBH53W和FBH6W也顯示隨著nd增加，ISO/CCI的值升高。
如表1-12和圖1和2所示，實(shí)施例No.1-48的玻璃具有比對(duì)比例A-F的玻璃小的G和R值，在短波長區(qū)有比其好的透射率，即內(nèi)部透射度。盡管對(duì)比例G-I的玻璃具有低的ISO/CCI的G和R值，但是它們具有很大的不均勻部分，因此玻璃的內(nèi)在質(zhì)量差，從而難以使用它們作為光學(xué)儀器的透鏡。
實(shí)施例No.1-48的玻璃全都顯示優(yōu)異的質(zhì)量，而且與對(duì)比例A-I的玻璃相比，具有好的內(nèi)在質(zhì)量且ISO/CCI值低，即在短波長區(qū)有出眾的透射率。
總而言之，本發(fā)明的光學(xué)玻璃，即在特定組成范圍內(nèi)的P2O5-Nb2O5-BaO-Na2O玻璃顯示低的ISO/CCI(G和R)值，即在短波長區(qū)有優(yōu)異的透射率，并且在特定光學(xué)常數(shù)范圍內(nèi)顯示優(yōu)異的內(nèi)在質(zhì)量，而且，本發(fā)明的光學(xué)玻璃不含需要用于保護(hù)環(huán)境投資的PbO和As2O3。
而且，通過向上述組成中加入Gd2O3，可以提供抗失透性提高，甚至具有優(yōu)異內(nèi)在質(zhì)量的高折射、高色散光學(xué)玻璃。
因?yàn)樵诒景l(fā)明的光學(xué)玻璃中可以將玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Tg)降低至所需的點(diǎn)，所以其適合于用作精密壓制用玻璃，即模壓用玻璃，可以在壓制成形后直接使用該玻璃作為光學(xué)元件如透鏡而不需要進(jìn)行研磨或拋光。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)玻璃，含下述成分，質(zhì)量％P2O515-35％Nb2O540-60％Na2O 0.5％到小于15％和BaO3％到小于25％；以質(zhì)量％計(jì)算的(BaO+Nb2O5)/{(TiO2+WO3)×3+Bi2O3+Nb2O5}的比值＞1.0；不含Pb和As；折射率(nd)為1.78-1.90，阿貝數(shù)(νd)為18-27。
2.如權(quán)利要求1中限定的光學(xué)玻璃，還含以下成分，質(zhì)量％Gd2O30-5％和/或K2O0-10％和/或Li2O 0-10％和/或Bi2O30-5％和/或MgO 0-10％和/或CaO 0-10％和/或SrO 0-10％和/或ZnO 0-3％和/或SiO20-5％和/或B2O30-5％和/或Al2O30-4％和/或Ta2O50-5％和/或ZrO20-3％和/或TiO20-5％和/或WO30-8％和/或Sb2O30-0.02％。
3.如權(quán)利要求1中限定的光學(xué)玻璃，在一個(gè)X-Y直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系用X軸表示使用玻璃材料的光譜透射率計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)G，光譜透射率是用日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS02-1975(測量光學(xué)玻璃色度的方法)測量的，用Y軸表示折射率(nd)，該光學(xué)玻璃位于ISO顏色成分指數(shù)G的值比直線(SL3-G)Y＝0.0277X+1.725小，而折射率(nd)比該直線高的區(qū)域內(nèi)；在另一個(gè)X-Y直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系用X軸表示使用玻璃體的光譜透射率計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)P，光譜透射率是用日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS02-1975測量的，用Y軸表示折射率(nd)，該光學(xué)玻璃位于[SO顏色成分指數(shù)R的值比直線(SL3-R)Y＝0.0273X+1.7102小，而折射率(nd)比該直線高的區(qū)域內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1中限定的光學(xué)玻璃，其中日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS12-1994(光學(xué)玻璃中氣泡的測量方法)的表1所示的、100ml玻璃中所含氣泡的橫截面積的總和為1級(jí)-4級(jí)，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS13-1994(光學(xué)玻璃中夾雜物的測量方法)的表1所示的、100ml玻璃中所含夾雜物的橫截面積的總和為1級(jí)-4級(jí)。
5.如權(quán)利要求1中限定的光學(xué)玻璃，在一個(gè)X-Y直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系用X軸表示使用玻璃材料的光譜透射率計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)G，光譜透射率是用日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS02-1975(測量光學(xué)玻璃色度的測量方法)測量的，用Y軸表示折射率(nd)，該光學(xué)玻璃位于ISO顏色成分指數(shù)G的值比直線(SL5-G)Y＝0.0329X+1.7174小，而折射率(nd)比該直線高的區(qū)域內(nèi)；在另一個(gè)X-Y直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系用X軸表示使用玻璃體的光譜透射率計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)R，光譜透射率是用日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS02-1975測量的，用Y軸表示折射率(nd)，該光學(xué)玻璃位于ISO顏色成分指數(shù)R的值比直線(SL5-R)Y＝0.0288X+1.713小，而折射率(nd)比該直線高的區(qū)域內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1中限定的光學(xué)玻璃，含以下成分，質(zhì)量％P2O515-35％Nb2O540-60％Na2O0.5％到小于15％和BaO 3％到小于25％；還含以下成分，質(zhì)量％Gd2O30-4％和/或K2O 0-6％和/或Li2O0到小于6％和/或Bi2O30到小于5％和/或MgO 0到小于10％和/或CaO 0到小于10％和/或SrO 0到小于10％和/或ZnO 0-3％和/或SiO20-5％和/或B2O30-5％和/或Al2O30-4％和/或Ta2O50-5％和/或ZrO20-3％和/或Sb2O30-0.02％和/或TiO20-5％和/或WO30-8％和/或上述金屬氧化物中所含的金屬元素的氟化物，氟化物中所含的氟的總量 0-5％；和以質(zhì)量％計(jì)算的(BaO+Nb2O5)/{(TiO2+WO3)×3+Bi2O3+Nb2O5}的比值＞1.0。
7.如權(quán)利要求1中限定的光學(xué)玻璃，含以下成分，質(zhì)量％P2O515-35％Nb2O540-60％Na2O0.5％到小于15％和BaO 3％到小于25％；還含以下成分，質(zhì)量％Gd2O30.1-4％和/或K2O 0-6％和/或Li2O0到小于6％和/或Bi2O30到小于4.5％和/或MgO 0到小于10％和/或CaO 0到小于10％和/或SrO 0到小于10％和/或ZnO 0-3％和/或SiO20到小于5％和/或B2O30到小于5％和/或Al2O30-4％和/或Ta2O50-5％和/或ZrO20-3％和/或Sb2O30-0.01％和/或TiO20-5％和/或WO30-8％和/或上述金屬氧化物中所含的金屬元素的氟化物，氟化物中所含的氟的總量 0-5％；和以質(zhì)量％計(jì)算的(BaO+Nb2O5)/{(TiO2+WO3)×3+Bi2O3+Nb2O5}的比值＞1.0。
8.如權(quán)利要求1中限定的光學(xué)玻璃，在一個(gè)X-Y直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系用X軸表示使用玻璃材料的光譜透射率計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)G，光譜透射率是用日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IOGIS02-1975(測量光學(xué)玻璃色度的測量方法)測量的，用Y軸表示折射率(nd)，該光學(xué)玻璃位于ISO顏色成分指數(shù)G的值比直線(SL8-G)Y＝0.0329X+1.7245小，而折射率(nd)比該直線高的區(qū)域內(nèi)；在另一個(gè)X-Y直角坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系用X軸表示使用玻璃體的光譜透射率計(jì)算的ISO顏色成分指數(shù)R，光譜透射率是用日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS02-1975測量的，用Y軸表示折射率(nd)，該光學(xué)玻璃位于ISO顏色成分指數(shù)R的值比直線(SL8-R)Y＝0.0288X+1.7208小，而折射率(nd)比該直線高的區(qū)域內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1中限定的光學(xué)玻璃，含以下成分，質(zhì)量％P2O515-30％Nb2O542-60％Na2O0.5％到小于10％和BaO 5％到小于25％；還含以下成分，質(zhì)量％Gd2O30.1-4％和/或K2O 0-6％和/或Li2O0-2％和/或Bi2O30到小于4.5％和/或MgO 0到小于10％和/或CaO 0到小于10％和/或SrO 0到小于10％和/或ZnO 0-3％和/或SiO20.1到小于4％和/或B2O30.2到小于5％和/或Al2O30-4％和/或Ta2O50-5％和/或ZrO20-3％和/或Sb2O30-0.01％和/或TiO20-3％和/或WO30-5％和/或上述金屬氧化物中所含的金屬元素的氟化物，氟化物中所含的氟的總量 0-5％；和以質(zhì)量％計(jì)算的(BaO+Nb2O5)/{(TiO2+WO3)×3+Bi2O3+Nb2O5}的比值＞1.1。
10.如權(quán)利要求1中限定的光學(xué)玻璃，含以下成分，質(zhì)量％P2O515-35％Nb2O540-60％Gd2O30.1-4％Na2O 0.5％到小于10％和K2O0-6％其中Na2O和K2O的總量為0.5到小于10％Bi2O30到小于5％MgO 0到小于10％CaO 0到小于10％SrO 0到小于10％BaO 0.5％到小于25％ZnO 0-3％SiO20到小于5％B2O30.2到小于5％Al2O30-3％Ta2O50-5％ZrO20-3％Sb2O30-0.03％上述金屬氧化物中所含的金屬元素的氟化物，氟化物中所含的氟的總量 0-5％；和不含Pb、WO3和TiO2；折射率(nd)為1.78-1.90，阿貝數(shù)(νd)為18-27。
11.一種光學(xué)玻璃，含以下成分，質(zhì)量％P2O515-30％Nb2O542-60％Gd2O30.1-4％Na2O 0.5％-9.6％K2O0-6％其中Na2O和K2O的總量為0.5-9.6％Bi2O30-4.5％MgO 0到小于10％CaO 0到小于10％SrO 0到小于10％BaO 0.5％到小于25％ZnO 0-3％SiO20.1到小于4％B2O30.2到小于5％Al2O30-3％Ta2O50-5％ZrO20-3％Sb2O30-0.03％上述金屬氧化物中所含的金屬元素的氟化物，氟化物中所含的氟的總量 0-5％；和不含Pb、WO3和TiO2；折射率(nd)為1.78-1.90，阿貝數(shù)(νd)為18-27。
12.如權(quán)利要求1中限定的光學(xué)玻璃，其中，在光學(xué)玻璃中，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS12-1994(光學(xué)玻璃中氣泡的測量方法)的表1所示的、100ml玻璃中所含氣泡的橫截面積的總和為1級(jí)-3級(jí)，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS13-1994(光學(xué)玻璃中夾雜物的測量方法)的表1所示的、100ml玻璃光學(xué)中所含夾雜物的橫截面積的總和為1級(jí)-3級(jí)，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS11-1975(光學(xué)玻璃中條紋的測量方法)的表2所示的條紋度為1級(jí)-3級(jí)。
13.如權(quán)利要求1中限定的光學(xué)玻璃，其中，在光學(xué)玻璃中，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS11-1975(光學(xué)玻璃中條紋的測量方法)的表2中所示的條紋度為1級(jí)或2級(jí)，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS12-1994(光學(xué)玻璃中氣泡的測量方法)的表1中所示的100ml玻璃中所含氣泡的橫截面積的總和為1級(jí)或2級(jí)，日本光學(xué)玻璃工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JOGIS13-1994(光學(xué)玻璃中夾雜物的測量方法)的表1中所示的100ml玻璃中所含夾雜物的橫截面積的總和為1級(jí)或2級(jí)。
14.如權(quán)利要求1中限定的光學(xué)玻璃，其折射率(nd)為1.80-1.85，阿貝數(shù)(νd)為23.8-25.7。
全文摘要
一種光學(xué)玻璃，含以下成分，質(zhì)量％，15－35％的P
文檔編號(hào)C03C3/068GK1482086SQ03154510
公開日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月18日
發(fā)明者荻野道子, 森克夫, 雅浩, 小野澤雅浩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小原