氟磷酸鹽光學玻璃的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種不含有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％。該光學玻璃的折射率為1.40～1.50、阿貝數為90～100，密度為3.58g/cm3以下，轉變溫度為430℃以下，透射比達到80％時對應的波長λ80為345nm以下。
【專利說明】氟磷酸鹽光學玻璃
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氟磷酸鹽光學玻璃，特別是涉及一種折射率為1.40~1.50、阿貝數為90~100的氟磷酸鹽光學玻璃。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著數碼照相機、攝像機和可拍照手機的快速普及和使用，使得光學材料也朝著高精度化、小型化的方向迅速發展。為滿足以上要求，使用非球面透鏡進行光學設計成為主流。以低成本、高產率的精密壓型技術在光學元件制造上越來越受到重視。
[0003]氟磷酸鹽光學玻璃作為應用較廣泛的新型玻璃材料，具有低色散、低折射率的光學特性，在光學系統中可消除二級光譜特殊色散，提高分辨率，明顯改善光學系統像質，同時還具有較低的軟化點，可以直接精密模壓成型制成高級非球面透鏡。JP1270537公開了一種折射率為1.42~1.47的光學玻璃，其中含有高成本的La203、Gd203、Y2O3和Yb2O3中的至少一種成分，增加了玻璃的生產成本。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問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玻璃，該光學玻璃的折射率為1.40~1.50、阿貝數為90~100。
[0005]本發明解決技術問題所采用的技術方案是:氟磷酸鹽光學玻璃，不含有La203、Gd2O3' Y2O3和Yb2O3組分，折射率為1.40~1.50，阿貝數為90~100，密度為3.58g/cm3以下，轉變溫度為430°C以下。
[0006]進一步的，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]進一步的，其中=P2O5`:4~8%。
[0008]進一步的，其中=AlF3:25 ~35%, Al (PO3)3:0 ~2%。
[0009]進一步的，其中:NaF:0.5 ~2.5%。
[0010]進一步的，其中=CaF2:10 ~20%, BaF2:10 ~20%。
[0011]進一步的，其中=MgF2:5 ~12%, SrF2:15 ~25%。
[0012]氟磷酸鹽光學玻璃，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]進一步的，其中:P205:4~8%。
[0014]進一步的，其中=AlF3:25 ~35%。
[0015]進一步的，其中=Al(PO3)3:0 ~2%。
[0016]進一步的，其中:NaF:0.5 ~2.5%。
[0017]進一步的，其中=CaF2:10 ~20%。
[0018]進一步的，其中=BaF2:10 ~20%。[0019]進一步的，其中:MgF2:5 ~12%。
[0020]進一步的，其中:SrF2:15 ~25%。
[0021]進一步的，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玻璃制成的玻璃預制件。
[0023]采用上述的氟磷酸鹽光學玻璃制成的光學元件。
[0024]采用上述的氟磷酸鹽光學玻璃制成的光學儀器。
[0025]本發明的有益效果是:本發明的氟磷酸鹽光學玻璃密度(P )為3.58g/cm3以下；折射率(nd) 1.40~1.50 ;阿貝數(vd)為90~100 ;轉變溫度(Tg)為430°C以下；透射比達到80%時對應的波長λ 8。為345nm以下，且不含La203、Gd203、Y2O3和Yb2O3等貴重原料，降低了生產成本。
【具體實施方式】
[0026]下面將描述本發明光學玻璃的各個組分，除非另有說明，各個組分含量的比值是
用重量％表示。
[0027]P2O5是網絡生成體，由其引入的P5+、02_都是構成玻璃骨架的主要元素。P2O5能保持玻璃的穩定性，并能有效提高玻璃的機械性能。當其含量低于I %時，玻璃的析晶傾向增大，穩定性變差；而當其含量超過10%時，很難獲得預期的光學性能，因此P2O5的含量限定為I~10%，優選含量為4~8%。
[0028]AlF3是本發明的必要組分，在玻璃中引入Al3+、F_以穩定玻璃的形成，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常數；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%，優選含量為25~35%。
[0029]NaF可有效地降低玻璃的轉變溫度，但其含量過高，會導致玻璃的熱膨脹系數增加，耐水性降低，所以NaF的含量限定為0.1~5%,優選含量為0.5~2.5%。
[0030]MgF2可以降低玻璃的色散和折射率，同時可以提高玻璃的化學穩定性，但其含量過高，會使玻璃的耐失透性能惡化，所以MgF2的含量限定為5~15%，優選含量為5~12%。
[0031]CaF2在玻璃中不僅可以降低玻璃的阿貝數和比重，而且可以穩定玻璃的形成，若其含量過低則效果不明顯；若其含量過高，玻璃耐失透性能惡化，因此CaF2的含量為10~30%，優選為10~20%。
[0032]BaF2在玻璃中可有效調節玻璃的折射率和穩定玻璃形成，如果含量太低，達不到以上效果；含量過高，不僅使玻璃的折射率增大，而且玻璃的比重會增大，化學穩定性惡化，因此BaF2的含量范圍為10~30%，優選為10~20。
[0033]SrF2對提高玻璃的耐失透性能有效，并可以有效調整玻璃的折射率和比重，但若其含量過多，會使玻璃的折射率和色散變大，很難達到預想的光學性質，同時也會降低玻璃的化學穩定性。為了更好的獲得本發明所要求的光學性能，SrF2的含量限定為15~30%，優選為15~25%。
[0034]Al (PO3)3可以穩定玻璃的形成，而且還可以提高玻璃的機械強度和化學穩定性，但其含量過高，玻璃的折射率增大，無法達到 所要求的光學常數，因此Al (PO3) 3的含量限定為O~5%，優選為O~2%，更優選為不加入。
[0035]下面將描述本發明的精密模壓光學玻璃的性能。
[0036]其中折射率(nd)值為(_2°C /h)~(_6°C /h)的退火值，折射率與阿貝數按照《GB/T 7962.1-1987無色光學玻璃測試方法折射率和色散系數》測試。
[0037]轉變溫度(Tg)按照《GB/T7962.16-1987無色光學玻璃測試方法線膨脹系數、轉變溫度和弛垂溫度》測試，即:被測樣品在一定的溫度范圍內，溫度每升高1°C，在被測樣品的膨脹曲線上，將低溫區域和高溫區域直線部分延伸相交，其交點所對應的溫度。
[0038]密度按照《GB/T 7962.20-1987無色光學玻璃測試方法密度測試方法》測試。
[0039]將玻璃制作成10mm±0.1mm厚度的樣品，測試玻璃在透射比達到80%對應的波長
入80。
[0040]經過測試，本發明提供的光學玻璃具有以下性能:密度(P )為3.58g/cm3以下；折射率(nd) 1.40~1.50 ;阿貝數(vd)為90~100 ;轉變溫度(Tg)為430°C以下；透射比達到80%時對應的波長λ 8。為345nm以下。
[0041]本發明還提供一種光學元件，由上述光學玻璃按照本領域技術人員熟知的方法形成。由于所述的光學玻璃具有低折射率和較低的玻璃轉變溫度，所述光學元件也具有低折射率和較低的玻璃轉變溫度，可以應用于數碼照相機、數字攝像機、照相手機等設備。
[0042] 為了進一步了解本發明的技術方案，現在將描述本發明光學玻璃的實施例。應該注意到，這些實施例沒有限制本發明的范圍。
[0043]表1~表3中顯不的光學玻璃(實施例1~30)是通過按照表1~表3所不各個實施例的比值稱重并混合光學玻璃用普通原料(如氧化物、氟化物)，將混合原料放置在鉬金坩堝中，在900~1000°C的溫度內熔融，并且在經熔化、澄清、攪拌和均化后，得到沒有氣泡及不含未溶解物質的均質熔融玻璃，將此熔融玻璃在模具內鑄型并退火而成。
[0044]本發明實施例1~30的組成與折射率(nd)、阿貝數(vd)、密度(P )、玻璃轉變溫度(Tg)、透射比達到80%時對應的波長λ80的結果一起在表1~表3中表示。在這些表中，各個組分的組成是用重量％表示的。
[0045]表1
[0046]
【權利要求】
1.氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，不含有La203、Gd203、Y2O3和Yb2O3組分，折射率為1.40~1.50，阿貝數為90~100，密度為3.58g/cm3以下，轉變溫度為430°C以下。
2.如權利要求1所述的氟磷酸鹽光學玻璃，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.如權利要求2所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中:P205:4~8%。
4.如權利要求2所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中:A1F3:25~35%、Al (PO3)3:0 ~2%。
5.如權利要求2所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中:NaF:0.5~2.5%。
6.如權利要求2所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中:CaF2:10~20%、BaF2:10~20%。
7.如權利要求2所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中=MgF2:5~12%、SrF2:15 ~25%。
8.氟磷酸鹽光學玻璃，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.如權利要求8所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中:P205:4~8%。
10.如權利要求8所 述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中=AlF3:25~35%。
11.如權利要求8所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中=Al(PO3)3:0~2%。
12.如權利要求8所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中:NaF:0.5~2.5%。
13.如權利要求8所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中:CaF2:10~20%。
14.如權利要求8所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中=BaF2:10~20%。
15.如權利要求8所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中:MgF2:5~12%。
16.如權利要求8所述的氟磷酸鹽光學玻璃，其特征在于，其中=SrF2:15~25%。
17.如權利要求8所述的氟磷酸鹽光學玻璃，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.采用權利要求1~17中任一權利要求所述的氟磷酸鹽光學玻璃制成的玻璃預制件。
19.采用權利要求1~17中任一權利要求所述的氟磷酸鹽光學玻璃制成的光學元件。
20.采用權利要求1~17中任一權利要求所述的氟磷酸鹽光學玻璃制成的光學儀器。
【文檔編號】C03C4/00GK103708727SQ201210371431
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月29日 優先權日:2012年9月29日
【發明者】孫偉 申請人:成都光明光電股份有限公司