本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃,尤其是涉及一種具有優(yōu)異的耐候性和磨耗度的高折射高色散光學(xué)玻璃。
背景技術(shù):
1、近年來(lái),光學(xué)儀器數(shù)字化、高精細(xì)化快速發(fā)展,對(duì)數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等攝影設(shè)備,投影儀、投影電視等投影設(shè)備等各種光學(xué)儀器中使用的光學(xué)元件的輕量化和小型化提出了更高的要求。在相同曲率半徑下,折射率越高的玻璃獲得的成像視場(chǎng)越大,有利于減少光學(xué)儀器中光學(xué)元件的數(shù)量,隨著光學(xué)儀器小型化的發(fā)展趨勢(shì),高折射率的玻璃需求趨勢(shì)越來(lái)越明顯。同時(shí),隨著監(jiān)控安防、車載成像等領(lǐng)域的快速發(fā)展,高折射率光學(xué)玻璃也大量應(yīng)用于監(jiān)控、車載等領(lǐng)域,而應(yīng)用于上述領(lǐng)域的光學(xué)玻璃要求具有優(yōu)異的耐候性,以延長(zhǎng)光學(xué)玻璃在惡劣環(huán)境中的使用壽命。
2、在光學(xué)元件加工過(guò)程中,可以通過(guò)對(duì)光學(xué)玻璃進(jìn)行磨削和研磨等機(jī)械加工來(lái)制作玻璃預(yù)制件,或通過(guò)由光學(xué)玻璃制作模壓成型用的預(yù)成型坯,對(duì)該預(yù)成型坯進(jìn)行再熱壓成型后再進(jìn)行研磨加工來(lái)制作玻璃預(yù)制件,或通過(guò)對(duì)進(jìn)行研磨加工而制成的預(yù)成型坯進(jìn)行精密沖壓成型來(lái)制作玻璃預(yù)制件,這就要求光學(xué)玻璃具有較好的加工性能,具備優(yōu)異的磨耗度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有優(yōu)異的耐候性和磨耗度的高折射高色散光學(xué)玻璃。
2、本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:
3、(1)高折射高色散光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,含有:sio2+b2o3:8~28%;la2o3+y2o3+gd2o3:46~70%;zro2:1~12%;nb2o5:4~20%;tio2:4~18%,其中tio2/y2o3為0.3~4.0。
4、(2)根據(jù)(1)所述的高折射高色散光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,還含有:ta2o5:0~8%;和/或ro:0~9%;和/或rn2o:0~6%;和/或wo3:0~6%;和/或zno:0~8%;和/或al2o3:0~5%;和/或yb2o3:0~10%;和/或geo2:0~5%;和/或澄清劑:0~2%,所述ro為mgo、cao、sro、bao中的一種或多種,rn2o為li2o、na2o、k2o中的一種或多種,澄清劑為sb2o3、sno、sno2、ceo2中的一種或多種。
5、(3)高折射高色散光學(xué)玻璃,含有zro2、nb2o5、tio2,其組分以重量百分比表示,含有8~28%的sio2+b2o3和46~70%的la2o3+y2o3+gd2o3,其中tio2/y2o3為0.3~4.0,所述高折射高色散光學(xué)玻璃的折射率nd為1.92~1.98,阿貝數(shù)vd為29~36,磨耗度f(wàn)a為80~130,耐候性cr為2類以上。
6、(4)根據(jù)(3)所述的高折射高色散光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,含有:zro2:1~12%;和/或nb2o5:4~20%;和/或tio2:4~18%;和/或ta2o5:0~8%;和/或ro:0~9%;和/或rn2o:0~6%;和/或wo3:0~6%;和/或zno:0~8%;和/或al2o3:0~5%;和/或yb2o3:0~10%;和/或geo2:0~5%;和/或澄清劑:0~2%,所述ro為mgo、cao、sro、bao中的一種或多種,rn2o為li2o、na2o、k2o中的一種或多種,澄清劑為sb2o3、sno、sno2、ceo2中的一種或多種。
7、(5)根據(jù)(1)~(4)任一所述的高折射高色散光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,滿足以下9種情形中的一種或多種:
8、1)la2o3/(tio2+nb2o5)為1.2~6.0,優(yōu)選la2o3/(tio2+nb2o5)為1.5~5.0,更優(yōu)選la2o3/(tio2+nb2o5)為2.0~4.0,進(jìn)一步優(yōu)選la2o3/(tio2+nb2o5)為2.5~3.5;
9、2)tio2/y2o3為0.5~3.0,優(yōu)選tio2/y2o3為0.6~2.0,更優(yōu)選tio2/y2o3為0.75~1.5;
10、3)y2o3/b2o3為0.4~3.0,優(yōu)選y2o3/b2o3為0.5~2.5,更優(yōu)選y2o3/b2o3為0.6~1.5,進(jìn)一步優(yōu)選y2o3/b2o3為0.7~1.2;
11、4)(b2o3+tio2)/(sio2+zno)為1.0~10.0,優(yōu)選(b2o3+tio2)/(sio2+zno)為1.0~8.0,更優(yōu)選(b2o3+tio2)/(sio2+zno)為1.5~7.0,進(jìn)一步優(yōu)選(b2o3+tio2)/(sio2+zno)為2.0~5.0;
12、5)(ta2o5+gd2o3)/y2o3為1.0以下,優(yōu)選(ta2o5+gd2o3)/y2o3為0.6以下,更優(yōu)選(ta2o5+gd2o3)/y2o3為0.4以下,進(jìn)一步優(yōu)選(ta2o5+gd2o3)/y2o3為0.1以下;
13、6)tio2/(nb2o5+wo3)為0.3~3.0,優(yōu)選tio2/(nb2o5+wo3)為0.4~2.0,更優(yōu)選tio2/(nb2o5+wo3)為0.6~1.5,進(jìn)一步優(yōu)選tio2/(nb2o5+wo3)為0.8~1.3;
14、7)zno/(sio2+b2o3)為0.5以下,優(yōu)選zno/(sio2+b2o3)為0.3以下,更優(yōu)選zno/(sio2+b2o3)為0.2以下,進(jìn)一步優(yōu)選zno/(sio2+b2o3)為0.1以下;
15、8)(gd2o3+zno)/y2o3為1.0以下,優(yōu)選(gd2o3+zno)/y2o3為0.6以下,更優(yōu)選(gd2o3+zno)/y2o3為0.3以下,進(jìn)一步優(yōu)選(gd2o3+zno)/y2o3為0.1以下;
16、9)wo3/y2o3為0.8以下,優(yōu)選wo3/y2o3為0.6以下,更優(yōu)選wo3/y2o3為0.02~0.5,進(jìn)一步優(yōu)選wo3/y2o3為0.05~0.3。
17、(6)根據(jù)(1)~(4)任一所述的高折射高色散光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:la2o3+y2o3+gd2o3:50~68%,優(yōu)選la2o3+y2o3+gd2o3:55~65%;和/或sio2+b2o3:10~25%,優(yōu)選sio2+b2o3:12~20%;和/或zro2:3~10%,優(yōu)選zro2:4~9%;和/或nb2o5:5~15%,優(yōu)選nb2o5:7~12%;和/或ta2o5:0~4%,優(yōu)選ta2o5:0~2%;和/或tio2:5~13%,優(yōu)選tio2:6~12%;和/或ro:0~4%,優(yōu)選ro:0~2%;和/或rn2o:0~4%,優(yōu)選rn2o:0~1%;和/或wo3:0~4%,優(yōu)選wo3:0.5~3%;和/或zno:0~4%,優(yōu)選zno:0~2%;和/或al2o3:0~3%,優(yōu)選al2o3:0~1%;和/或yb2o3:0~5%,優(yōu)選yb2o3:0~1%;和/或geo2:0~3%,優(yōu)選geo2:0~1%;和/或澄清劑:0~1%,優(yōu)選澄清劑:0~0.5%,所述ro為mgo、cao、sro、bao中的一種或多種,rn2o為li2o、na2o、k2o中的一種或多種,澄清劑為sb2o3、sno、sno2、ceo2中的一種或多種。
18、(7)根據(jù)(1)~(4)任一所述的高折射高色散光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:sio2:1~12%,優(yōu)選sio2:2~10%,更優(yōu)選sio2:4~9%;和/或b2o3:5~18%,優(yōu)選b2o3:6~14%,更優(yōu)選b2o3:7~12%;和/或la2o3:40~60%,優(yōu)選la2o3:43~58%,更優(yōu)選la2o3:46~53%;和/或y2o3:4~20%,優(yōu)選y2o3:5~15%,更優(yōu)選y2o3:6~12%;和/或gd2o3:0~9%,優(yōu)選gd2o3:0~5%,更優(yōu)選gd2o3:0~3%,進(jìn)一步優(yōu)選gd2o3:0~1%。
19、(8)根據(jù)(1)~(4)任一所述的高折射高色散光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,sio2、b2o3、la2o3、y2o3、zro2、nb2o5、tio2的合計(jì)含量為88%以上,優(yōu)選sio2、b2o3、la2o3、y2o3、zro2、nb2o5、tio2的合計(jì)含量為90%以上,更優(yōu)選sio2、b2o3、la2o3、y2o3、zro2、nb2o5、tio2的合計(jì)含量為92%以上,進(jìn)一步優(yōu)選sio2、b2o3、la2o3、y2o3、zro2、nb2o5、tio2的合計(jì)含量為95%以上。
20、(9)根據(jù)(1)~(4)任一所述的高折射高色散光學(xué)玻璃,其組分中不含有ta2o5;和/或不含有yb2o3;和/或不含有ro;和/或不含有rn2o;和/或不含有zno;和/或不含有al2o3;和/或不含有g(shù)eo2,所述ro為mgo、cao、sro、bao中的一種或多種,rn2o為li2o、na2o、k2o中的一種或多種。
21、(10)根據(jù)(1)~(4)任一所述的高折射高色散光學(xué)玻璃,所述高折射高色散光學(xué)玻璃的折射率nd為1.92~1.98,優(yōu)選為1.93~1.97,更優(yōu)選為1.94~1.96,阿貝數(shù)vd為29~36,優(yōu)選為30~35,更優(yōu)選為31~34。
22、(11)根據(jù)(1)~(4)任一所述的高折射高色散光學(xué)玻璃,所述高折射高色散光學(xué)玻璃的密度ρ為5.10g/cm3以下,優(yōu)選為5.00g/cm3以下,更優(yōu)選為4.95g/cm3以下;和/或熱膨脹系數(shù)α-30/70℃為85×10-7/k以下,優(yōu)選為80×10-7/k以下,更優(yōu)選為75×10-7/k以下,進(jìn)一步優(yōu)選為70×10-7/k以下;和/或耐水作用穩(wěn)定性dw為2類以上,優(yōu)選為1類;和/或耐酸作用穩(wěn)定性da為2類以上,優(yōu)選為1類;和/或λ70為425nm以下,優(yōu)選λ70為420nm以下,更優(yōu)選λ70為415nm以下;和/或λ5為375nm以下,優(yōu)選λ5為370nm以下,更優(yōu)選λ5為365nm以下;和/或耐候性cr為2類以上,優(yōu)選為1類;和/或努氏硬度hk為650×107pa以上,優(yōu)選為660×107pa以上,更優(yōu)選為670×107pa以上,進(jìn)一步優(yōu)選為680×107pa以上;和/或楊氏模量e為11000×107pa~15000×107pa,優(yōu)選為11500×107pa~14500×107pa,更優(yōu)選為12000×107pa~14000×107pa,進(jìn)一步優(yōu)選為12500×107pa~13500×107pa;和/或氣泡度為a級(jí)以上,優(yōu)選為a0級(jí)以上,更優(yōu)選為a00級(jí);和/或磨耗度f(wàn)a為80~130,優(yōu)選為90~120,更優(yōu)選為95~115。
23、(12)玻璃預(yù)制件,采用(1)~(11)任一所述的高折射高色散光學(xué)玻璃制成。
24、(13)光學(xué)元件,采用(1)~(11)任一所述的高折射高色散光學(xué)玻璃制成,或采用(12)所述的玻璃預(yù)制件制成。
25、(14)光學(xué)儀器,含有(1)~(11)任一所述的高折射高色散光學(xué)玻璃,和/或含有(13)所述的光學(xué)元件。
26、本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)合理的組分設(shè)計(jì),本發(fā)明的光學(xué)玻璃在具有期望的折射率和色散的同時(shí),還具有優(yōu)異的耐候性和磨耗度。