本發明涉及玻璃制備領域，具體為一種光學玻璃及其制備方法、以及采用該光學玻璃制備得到的光學元件。

背景技術：

光學玻璃主要用做光學系統中的透鏡和棱鏡，用于像的傳遞，是光學儀器的核心部分。

近年來在光學系統設計中，人們通常用高折射率玻璃來推動數碼相機、攝像機、手機相機向小型化、超薄化的的發展和廣角化的實現。而在設計制造特殊光學系統時，更希望將后期加工量減小到最小。而要減小后期加工量，就必須在光學元件壓制時控制好變形量，使變形量減小甚至沒有變形量，使壓制出的光學元件很好的具有表面質量，達到免加工的程度。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種光學玻璃，光學常數穩定，一致性好，且具有良好的壓型性能和良好的加工性能，壓制出的光學元件可以達到免加工的表面質量。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種光學玻璃，包含以重量份計的以下組分：

B₂O₃ 25-35份；

La₂O₃ 20-30份；

CaO 5-15份；

SiO₂ 8-10份；

Y₂O₃ 5-10份；

ZnO 5-10份；

ZrO₂ 2-8份；

Li₂O 4-6份；

SrO 0.5-1.5份；

WO₃ 0.2-1份；

Gd₂O₃ 0.5-1份；

SnO₂ 0.0005-0.002份；

Sb₂O₃ 0.001-0.05份。

為了使壓制出的光學元件很好的具有表面質量，需要在光學玻璃材料配方設計時減小膨脹系數或降低軟化溫度，而減小膨脹系數是比較難的；本發明中通過在配方設計時引入稀土元素氧化物，降低材料的軟化溫度，增加玻璃穩定性。

優選的方案中，包含以重量份計的以下組分：

B₂O₃ 32.5份；

La₂O₃ 23.24份；

CaO 9份；

SiO₂ 9.39份；

Y₂O₃ 7.75份；

ZnO 7.6份；

ZrO₂ 5份；

Li₂O 5.1份；

SrO 1份；

WO₃ 0.56份；

Gd₂O₃ 0.75份；

SnO₂ 0.001份；

Sb₂O₃ 0.003份。

進一步地，所述的B₂O₃以硼酸形式引入；CaO以碳酸鈣的形式引入；Li₂O分別是碳酸鋰的形式引入。

進一步地，所述的SrO以硝酸鹽Sr（NO₃）₂形式引入；WO₃以鎢酸形式引入；由于硝酸鍶高溫分解釋放出氧氣、一氧化氮和二氧化氮，起到高溫澄清作用；同時能增加玻璃的化學穩定性和機械強度。

進一步地，該光學玻璃的配方中Sr（NO₃）₂的加入量為Sb₂O₃的300～350倍。加入硝酸鍶的目的是調整玻璃中的氧氣含量，因硝酸鍶高溫分解時釋放出氧氣，配合澄清劑Sb₂O₃有幫助澄清作用。

由于ZrO₂是中間氧化物，能提高玻璃的粘度、硬度、彈性、折射率、化學穩定性，降低玻璃的熱膨脹系數。進一步地，所述ZrO2在該光學玻璃原料配方中的含量不大于5.5%，否則會導致析晶。

SiO₂是玻璃形成氧化物，以硅-氧四面體的結構組元形成不規則的連續網絡，成為玻璃的骨架。玻璃中的SiO₂能降低玻璃的熱膨脹系數，提高玻璃的熱穩定性、化學穩定性、耐熱性、硬度、機械強度；

B₂O₃也是玻璃的形成氧化物，以硼-氧四面體為結構組元，與硅-氧四面體共同組成結構網絡。玻璃中引入B₂O₃能降低玻璃的熱膨脹系數，提高玻璃的熱穩定性、化學穩定性，提高玻璃的機械性能。

CaO作為網絡外體在玻璃中的組要作用是穩定劑，即增加玻璃的化學穩定性和機械強度。

La₂O₃增加玻璃的抗水性，能提高玻璃的折射率，降低玻璃色散。

Y₂O₃、SrO、WO₃、Gd₂O₃、SnO₂等作為中間體氧化物提高玻璃的折射率和化學穩定性，同時降低玻璃的軟化溫度。

按照GB/T7962.1-2010的方法測試，該光學玻璃的折射率為1.69400±50×10^-5，色散為0.01306±3×10^-5，阿貝數為53.05±0.2。按照GB/T7962.16-2010的方法測試，該光學玻璃的轉變溫度520-530℃；馳垂溫度555-565℃；退火溫度485-490℃；膨脹系數α_20℃/300℃（10^-7/K）為95。

本發明還涉及制備所述的光學玻璃的方法，具體步驟為：

按配比稱取各原料，用V形混料機將各組分原料混合均勻后，加入電氣混合生產線熔化，澄清，均化，采用流料方式成型，退火后即得所述光學玻璃。

本發明還涉及采用所述的光學玻璃制備的光學元件，如透鏡，平面鏡等。

采用上述配方制成的玻璃，按照GB/T7962.8-2010的方法檢測，其氣泡級別達到GB/T903-87標準規定的A00；按照GB/T7962.9-2010的方法測試，其光吸收系數達到GB/T903-87標準規定的0級；按照GB/T7962.2-2010的方法測試，其光學均勻性達到GB/T903-87標準規定的1級；按照GB/T7962.19-2010的方法測試，其相對研磨硬度FA為138。

本發明提供的光學玻璃，其光學常數均能符合GB/903-87的要求。

具體實施方式

下面結合實施例，進一步闡明本發明。這些實施例應理解為僅用于說明本發明而不是用于限制本發明的保護范圍。在閱讀了本發明記載的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發明權利要求書所限定的范圍。

本發明列舉了3個實施例，具體原料見表1，其中單位為g，制得的光學玻璃的各參數也見表1。

表1

其中，B₂O₃以硼酸（H₃BO₃）形式引入；CaO以碳酸鈣（CaCO₃）的形式引入；Li₂O分別是碳酸鋰（Li₂CO₃）的形式引入；SrO以硝酸鹽（Sr（NO₃）₂）；WO₃以鎢酸（H₂WO₄）形式引入，且光學玻璃的配方中Sr（NO₃）₂的加入量為Sb₂O₃的300～350倍。

制備所述的光學玻璃的方法，用精度20g的電子秤稱取H₂WO₄、Sr（NO₃）₂、Gd₂O₃和Sb₂O₃ ；用精度50g的電子秤先稱取SiO₂，再依次稱取其他原料；用V形混料機將各組分原料混合均勻后，加入電氣混合生產線熔化，澄清，均化，采用流料方式成型，退火后即得所述光學玻璃。

通過上述實施例得到的光學玻璃符合GB/903-87的相關要求。