氟磷酸鹽光學(xué)玻璃的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種不含有La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3等貴重原料的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其重量百分比組成為：P2O5：1～10％、AlF3：20～35％、NaF：0.1～5％、MgF2：5～15％、CaF2：10～30％、BaF2：10～30％、SrF2：15～30％、Al(PO3)3：0～5％。該光學(xué)玻璃的折射率為1.40～1.50、阿貝數(shù)為90～100，密度為3.58g/cm3以下，轉(zhuǎn)變溫度為430℃以下，透射比達(dá)到80％時(shí)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ80為345nm以下。
【專(zhuān)利說(shuō)明】氟磷酸鹽光學(xué)玻璃
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，特別是涉及一種折射率為1.40~1.50、阿貝數(shù)為90~100的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著數(shù)碼照相機(jī)、攝像機(jī)和可拍照手機(jī)的快速普及和使用，使得光學(xué)材料也朝著高精度化、小型化的方向迅速發(fā)展。為滿足以上要求，使用非球面透鏡進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)成為主流。以低成本、高產(chǎn)率的精密壓型技術(shù)在光學(xué)元件制造上越來(lái)越受到重視。
[0003]氟磷酸鹽光學(xué)玻璃作為應(yīng)用較廣泛的新型玻璃材料，具有低色散、低折射率的光學(xué)特性，在光學(xué)系統(tǒng)中可消除二級(jí)光譜特殊色散，提高分辨率，明顯改善光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)，同時(shí)還具有較低的軟化點(diǎn)，可以直接精密模壓成型制成高級(jí)非球面透鏡。JP1270537公開(kāi)了一種折射率為1.42~1.47的光學(xué)玻璃，其中含有高成本的La203、Gd203、Y2O3和Yb2O3中的至少一種成分，增加了玻璃的生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種不含有La2O3、Gd2O3J2O3和Yb2O3等貴重原料的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，該光學(xué)玻璃的折射率為1.40~1.50、阿貝數(shù)為90~100。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，不含有La203、Gd2O3' Y2O3和Yb2O3組分，折射率為1.40~1.50，阿貝數(shù)為90~100，密度為3.58g/cm3以下，轉(zhuǎn)變溫度為430°C以下。
[0006]進(jìn)一步的，其重量百分比組成為=P2O5:1~10%、A1F3:20~35%、NaF:0.1~5%、MgF2:5 ~15%、CaF2:10 ~30%、BaF2:10 ~30%、SrF2:15 ~30%、A1 (PO3)3:0 ~5%。
`[0007]進(jìn)一步的，其中=P2O5`:4~8%。
[0008]進(jìn)一步的，其中=AlF3:25 ~35%, Al (PO3)3:0 ~2%。
[0009]進(jìn)一步的，其中:NaF:0.5 ~2.5%。
[0010]進(jìn)一步的，其中=CaF2:10 ~20%, BaF2:10 ~20%。
[0011]進(jìn)一步的，其中=MgF2:5 ~12%, SrF2:15 ~25%。
[0012]氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其重量百分比組成為=P2O5:1~10%、AlF3:20~35%、NaF:0.1 ~5%、MgF2:5 ~15%、CaF2:10 ~30%、BaF2:10 ~30%、SrF2:15 ~30%、A1 (PO3)3:
O ~5%。
[0013]進(jìn)一步的，其中:P205:4~8%。
[0014]進(jìn)一步的，其中=AlF3:25 ~35%。
[0015]進(jìn)一步的，其中=Al(PO3)3:0 ~2%。
[0016]進(jìn)一步的，其中:NaF:0.5 ~2.5%。
[0017]進(jìn)一步的，其中=CaF2:10 ~20%。
[0018]進(jìn)一步的，其中=BaF2:10 ~20%。[0019]進(jìn)一步的，其中:MgF2:5 ~12%。
[0020]進(jìn)一步的，其中:SrF2:15 ~25%。
[0021]進(jìn)一步的，P2O5:4 ~8%、AlF3:25 ~35%、NaF:0.5 ~2.5%、MgF2:5 ~12%、CaF2:10 ~20%、BaF2:10 ~20%、SrF2:15 ~25%。
[0022]采用上述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃制成的玻璃預(yù)制件。
[0023]采用上述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃制成的光學(xué)元件。
[0024]采用上述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃制成的光學(xué)儀器。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃密度(P )為3.58g/cm3以下；折射率(nd) 1.40~1.50 ;阿貝數(shù)(vd)為90~100 ;轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為430°C以下；透射比達(dá)到80%時(shí)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ 8。為345nm以下，且不含La203、Gd203、Y2O3和Yb2O3等貴重原料，降低了生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將描述本發(fā)明光學(xué)玻璃的各個(gè)組分，除非另有說(shuō)明，各個(gè)組分含量的比值是
用重量％表示。
[0027]P2O5是網(wǎng)絡(luò)生成體，由其引入的P5+、02_都是構(gòu)成玻璃骨架的主要元素。P2O5能保持玻璃的穩(wěn)定性，并能有效提高玻璃的機(jī)械性能。當(dāng)其含量低于I %時(shí)，玻璃的析晶傾向增大，穩(wěn)定性變差；而當(dāng)其含量超過(guò)10%時(shí)，很難獲得預(yù)期的光學(xué)性能，因此P2O5的含量限定為I~10%，優(yōu)選含量為4~8%。
[0028]AlF3是本發(fā)明的必要組分，在玻璃中引入Al3+、F_以穩(wěn)定玻璃的形成，可以有效地降低玻璃的折射率和色散，若AlF3含量太低，不能得到所需的光學(xué)常數(shù)；但含量太高，玻璃的耐失透性能惡化。因此AlF3的含量限定為20~35%，優(yōu)選含量為25~35%。
[0029]NaF可有效地降低玻璃的轉(zhuǎn)變溫度，但其含量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致玻璃的熱膨脹系數(shù)增加，耐水性降低，所以NaF的含量限定為0.1~5%,優(yōu)選含量為0.5~2.5%。
[0030]MgF2可以降低玻璃的色散和折射率，同時(shí)可以提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，但其含量過(guò)高，會(huì)使玻璃的耐失透性能惡化，所以MgF2的含量限定為5~15%，優(yōu)選含量為5~12%。
[0031]CaF2在玻璃中不僅可以降低玻璃的阿貝數(shù)和比重，而且可以穩(wěn)定玻璃的形成，若其含量過(guò)低則效果不明顯；若其含量過(guò)高，玻璃耐失透性能惡化，因此CaF2的含量為10~30%，優(yōu)選為10~20%。
[0032]BaF2在玻璃中可有效調(diào)節(jié)玻璃的折射率和穩(wěn)定玻璃形成，如果含量太低，達(dá)不到以上效果；含量過(guò)高，不僅使玻璃的折射率增大，而且玻璃的比重會(huì)增大，化學(xué)穩(wěn)定性惡化，因此BaF2的含量范圍為10~30%，優(yōu)選為10~20。
[0033]SrF2對(duì)提高玻璃的耐失透性能有效，并可以有效調(diào)整玻璃的折射率和比重，但若其含量過(guò)多，會(huì)使玻璃的折射率和色散變大，很難達(dá)到預(yù)想的光學(xué)性質(zhì)，同時(shí)也會(huì)降低玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性。為了更好的獲得本發(fā)明所要求的光學(xué)性能，SrF2的含量限定為15~30%，優(yōu)選為15~25%。
[0034]Al (PO3)3可以穩(wěn)定玻璃的形成，而且還可以提高玻璃的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，但其含量過(guò)高，玻璃的折射率增大，無(wú)法達(dá)到 所要求的光學(xué)常數(shù)，因此Al (PO3) 3的含量限定為O~5%，優(yōu)選為O~2%，更優(yōu)選為不加入。
[0035]下面將描述本發(fā)明的精密模壓光學(xué)玻璃的性能。
[0036]其中折射率(nd)值為(_2°C /h)~(_6°C /h)的退火值，折射率與阿貝數(shù)按照《GB/T 7962.1-1987無(wú)色光學(xué)玻璃測(cè)試方法折射率和色散系數(shù)》測(cè)試。
[0037]轉(zhuǎn)變溫度(Tg)按照《GB/T7962.16-1987無(wú)色光學(xué)玻璃測(cè)試方法線膨脹系數(shù)、轉(zhuǎn)變溫度和弛垂溫度》測(cè)試，即:被測(cè)樣品在一定的溫度范圍內(nèi)，溫度每升高1°C，在被測(cè)樣品的膨脹曲線上，將低溫區(qū)域和高溫區(qū)域直線部分延伸相交，其交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度。
[0038]密度按照《GB/T 7962.20-1987無(wú)色光學(xué)玻璃測(cè)試方法密度測(cè)試方法》測(cè)試。
[0039]將玻璃制作成10mm±0.1mm厚度的樣品，測(cè)試玻璃在透射比達(dá)到80%對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)
入80。
[0040]經(jīng)過(guò)測(cè)試，本發(fā)明提供的光學(xué)玻璃具有以下性能:密度(P )為3.58g/cm3以下；折射率(nd) 1.40~1.50 ;阿貝數(shù)(vd)為90~100 ;轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為430°C以下；透射比達(dá)到80%時(shí)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ 8。為345nm以下。
[0041]本發(fā)明還提供一種光學(xué)元件，由上述光學(xué)玻璃按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法形成。由于所述的光學(xué)玻璃具有低折射率和較低的玻璃轉(zhuǎn)變溫度，所述光學(xué)元件也具有低折射率和較低的玻璃轉(zhuǎn)變溫度，可以應(yīng)用于數(shù)碼照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、照相手機(jī)等設(shè)備。
[0042] 為了進(jìn)一步了解本發(fā)明的技術(shù)方案，現(xiàn)在將描述本發(fā)明光學(xué)玻璃的實(shí)施例。應(yīng)該注意到，這些實(shí)施例沒(méi)有限制本發(fā)明的范圍。
[0043]表1~表3中顯不的光學(xué)玻璃(實(shí)施例1~30)是通過(guò)按照表1~表3所不各個(gè)實(shí)施例的比值稱(chēng)重并混合光學(xué)玻璃用普通原料(如氧化物、氟化物)，將混合原料放置在鉬金坩堝中，在900~1000°C的溫度內(nèi)熔融，并且在經(jīng)熔化、澄清、攪拌和均化后，得到?jīng)]有氣泡及不含未溶解物質(zhì)的均質(zhì)熔融玻璃，將此熔融玻璃在模具內(nèi)鑄型并退火而成。
[0044]本發(fā)明實(shí)施例1~30的組成與折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)、密度(P )、玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、透射比達(dá)到80%時(shí)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ80的結(jié)果一起在表1~表3中表示。在這些表中，各個(gè)組分的組成是用重量％表示的。
[0045]表1
[0046]
【權(quán)利要求】
1.氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，不含有La203、Gd203、Y2O3和Yb2O3組分，折射率為1.40~1.50，阿貝數(shù)為90~100，密度為3.58g/cm3以下，轉(zhuǎn)變溫度為430°C以下。
2.如權(quán)利要求1所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其重量百分比組成為=P2O5:I~10%、A1F3:20 ~35%、NaF:0.1 ~5%、MgF2:5 ~15%、CaF2:10 ~30%、BaF2:10 ~30%, SrF2:15 ~30%、A1 (PO3)3:0 ~5%。
3.如權(quán)利要求2所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中:P205:4~8%。
4.如權(quán)利要求2所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中:A1F3:25~35%、Al (PO3)3:0 ~2%。
5.如權(quán)利要求2所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中:NaF:0.5~2.5%。
6.如權(quán)利要求2所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中:CaF2:10~20%、BaF2:10~20%。
7.如權(quán)利要求2所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中=MgF2:5~12%、SrF2:15 ~25%。
8.氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其重量百分比組成為=P2O5:1~10%、AlF3:20~35%,NaF:0.1 ~5%、MgF2:5 ~15%、CaF2:10 ~30%、BaF2:10 ~30%、SrF2:15 ~30%、Al (PO3)3:0 ~5%。
9.如權(quán)利要求8所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中:P205:4~8%。
10.如權(quán)利要求8所 述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中=AlF3:25~35%。
11.如權(quán)利要求8所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中=Al(PO3)3:0~2%。
12.如權(quán)利要求8所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中:NaF:0.5~2.5%。
13.如權(quán)利要求8所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中:CaF2:10~20%。
14.如權(quán)利要求8所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中=BaF2:10~20%。
15.如權(quán)利要求8所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中:MgF2:5~12%。
16.如權(quán)利要求8所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，其中=SrF2:15~25%。
17.如權(quán)利要求8所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，P2O5:4~8%、AlF3:25~35%, NaF:0.5 ~2.5%、MgF2:5 ~12%、CaF2:10 ~20%、BaF2:10 ~20%、SrF2:15 ~25%。
18.采用權(quán)利要求1~17中任一權(quán)利要求所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃制成的玻璃預(yù)制件。
19.采用權(quán)利要求1~17中任一權(quán)利要求所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃制成的光學(xué)元件。
20.采用權(quán)利要求1~17中任一權(quán)利要求所述的氟磷酸鹽光學(xué)玻璃制成的光學(xué)儀器。
【文檔編號(hào)】C03C4/00GK103708727SQ201210371431
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月29日
【發(fā)明者】孫偉 申請(qǐng)人:成都光明光電股份有限公司