專利名稱：：具有負反常色散的光學玻璃的制作方法
技術領域：
：本發明屬于具有負反常色散和高折射率光學玻璃
技術領域：
，具體涉及一種具有-0.021-0.045的負反常色散值，同時具有折射率(nd)在1.691.74范圍內和阿貝數(ud)在4147范圍內的光學常數，且玻璃組成中不含有害組分Pb0和As203等及價格昂貴的Ge02、T^05的具有負反常色散的光學玻璃。該玻璃特別適用于特殊光學系統中消色差之用途或在其它領域的應用。
背景技術：
：在光學透鏡系統中，常使用具有不同阿貝數的兩種光學玻璃，即沒有大的反常色散的光學玻璃，可以消除兩種顏色光的色差，然而，對于其它顏色的光，還存在殘余色差——二級光譜。在設計特殊光學系統時希望消除二級光譜，特別是從可見光區的藍色光到紫外區域的光譜，將具有大的正反常色散的光學透鏡與具有大的負反常色散的光學透鏡結合起來達到此目的。在本領域中已知具有上述范圍內的光學常數和也具有負反常色散的光學玻璃有日本專利公開號的45-2311中公開的Si02-B203-Al203-PbO玻璃、日本專利審定公開號48-74516中公開的Si02-B203-Al203-PbO-Sb203和早期德國專利2137748中公開的Si02-K20-PbO-Ti02-Nb205玻璃體系。然而這些玻璃中均含有破壞生態環境的有害成分PbO，在制造、加工和廢棄它們時將產生較高的費用。至于這類不含PbO的玻璃來講，日本專利公開號51-34407公開了一種含有Si02、B203，PGe02并含有LiAZn(KZrOyTaA的玻璃。然而這種玻璃為了達到較高的折射率和負反常色散值，將引入大量昂貴的Ge(^和1^205，造成生產成本的增加，而且這種玻璃難以熔化，難獲得質量好的玻璃。日本專例公開號58-46459公開了一種Si02_Nb205-R20-R0玻璃，但此文獻沒有暗示任何關于該玻璃的負反常色散。日本專利98108275.0公開了一種折射率(nd)在1.651.80范圍內和阿貝數(ud)在2842范圍內Si02-B203_Zr02-Nb205玻璃組成，其組成中Nb205的含量很高，造成制作上昂貴的產品價格，其負反常色散值為-0.001或更低，沒有指明負反常色散值究竟低到何種程度。
發明內容本發明的目的就是針對上述不足之處而提供一種具有-0.021-0.045的負反常色散值，同時具有折射率(nd)在1.691.74范圍內和阿貝數(ud)在4147范圍內的光學常數，且玻璃組成中不含有害組分PbO和As203等及價格昂貴的Ge02、Ta205，適用于特殊光學系統的具有負反常色散的光學玻璃。本發明的技術解決方案是一種具有負反常色散的光學玻璃，其特征是其組分范圍按重量百分比以氧化物計含有Si021340%;B2031035%;Si02/B203《4Nb205220%;Zr02210%;La203315%;cao0.515%;BeiO030%;MgO010%;SrO010%;ZnO08%;E(MgO、SrO、BaO、ZnO)5《X《45%;Ti020.510%;Na20015%;Li200.55%;K2005%;E(Li20、Na20、K20)0.5《X《18%。本發明優選的技術解決方案是所述的組分范圍按重it百分比以氧化物計含有Si0213-35%;BA13'30%;Si02/B203《4Nb205219%;Zr0228%;La203513%;cao0.513%;BeiO028%;MgO08%;SrO09%;ZnO06%;E(MgO、SrO、BaO、ZnO)8《X《40%;Ti020.58%;Na20013%;Li200.54%;K2004%;E(Li20、Na20、K20)0.5《X《14%。本發明最優的技術解決方案是所述的組分范圍按重it百分比以氧化物計含有Si021833%;B2031328%;Si02,/B203《4Nb205218%;Zr0228%;5La203512%;CaO513%;BaO028%;MgO06%;SrO09%;ZnO06%;E(MgO、SrO、BaO、ZnO)8《X《38%;Ti020.58%;Na20010%;Li200.53%;K2003%;E(Li20、Na20、K20)0.5《X《9%。本發明的光學玻璃是以Si02-B203-Zr02-Nb205-Ti02-RO_R20作為玻璃的基礎體系，由下面所述的原因選擇上述含量的每個成分。如下所述中，每個成分含量范圍是以重量百分比來表示的。Si02是該玻璃的生成體，其含量為1340%，是在該體系中獲得穩定玻璃必須的成分。如果該成分的含量低于13%，則不能獲得穩定的玻璃；如該成分的含量高于40%，難以達到所要求的光學常數，而且玻璃的熔融性變壞。該成分的優選范圍為1833%。B203作為另一玻璃生成體，其含量為1035%，是達到光學常數所必需的。如果該成分的含量超過35%，則化學穩定性將變差，而且玻璃變得不穩定，如果該成分的含量低于10%，則玻璃的熔融性變壞。該成分的優選范圍為1328%。Zr02是增大負反常色散的必選成分，其含量為210%。如果該成分的含量低于2%，不能獲得足夠的效果；如果該成分的含量高于10%，則玻璃熔化性能變壞，不能獲得穩定的玻璃。因此，該成分的最高含量上限優選8%以內或更低。Nb205是作為所希望達到的光學常數的必選成分，其含量為220%，給出的最低含量是達到光學常數所必需的。如果該成分的最高含量超過20%，則玻璃的穩定性變壞，光學常數增大及反常色散的效果變差。Ti02是作為所希望達到的光學常數的必選成分，能夠增大玻璃的負反常色散值，其含量為0.510%。如果該成分的含量超過10%，則難以獲得穩定的玻璃，而且玻璃的顏色將變深。為了獲得穩定的、色淺的及負反常色散的玻璃，該成分的含量優選為0.58%的范圍內。1^203是提高玻璃折射率的有效成分，其含量為315%。如果該成分的含量超過15%，則玻璃的析晶傾向變大。要得到析晶性能佳且穩定的玻璃，該成分的最高含量優選為13%或更低。CaO成分對于改善該玻璃的化學穩定性和增加負反常色散值是有效的，其含量為0.515%。如果該成分的含量超過15%，則玻璃的穩定性將變壞。為了保持玻璃的穩定性和負反常色散值，該成分的含量優選在0.512%的范圍內。為調整光學常數，提高玻璃穩定性和改善化學穩定性，可各選擇加入MgO、SrO、BaO和ZnO，其含量分別為010%、010%、030%和08%。這四種成分的總含量應在45%以內，否則玻璃的穩定性將變壞。為了保持玻璃良好的化學穩定性，這四種成分的總含量優選在38%或更低。加入堿金屬氧化物1^20』&20、1(20，可以增加玻璃的熔化特性和擴大玻璃的生成范圍。如果這些成分分別超過5%、15%和5%，將會增加玻璃的析晶傾向。在這些成分中，1^20成分對于增加負反常色散值是有效的，因此該成分優選加入O.5%或以上。為了保持玻璃良好的化學穩定性，Li20、Na20和K20成分的總量應優選在14%范圍，更優選9%或更低。加入0.20.5%的Sb203，以加速玻璃澄清。本發明是一種具有-0.021-0.045的負反常色散值，同時具有折射率(nd)在1.691.74范圍內和阿貝數(ud)在4147范圍內的光學常數，且玻璃組成中不含有害組分PbO和As203等及價格昂貴的Ge02、Ta205的負反常色散光學玻璃。本發明該特別適用于特殊光學系統中消色差之用途或在其它領域的應用。圖1是本發明實施例和比較例的PgF、ud坐標圖。具體實施例方式按照給定的比例稱量氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽和氫氧化物等通用的原料進行混合后，加到鉑坩堝中，熔融的難易程度隨組分而異，在1250135(TC的溫度下進行化料，攪拌澄清與均化，在適于成型的溫度下進行成型，由此可得到本發明的光學玻璃。下面將有關本發明光學玻璃的實施組成例(實施例16)和前述過去光學玻璃的組成例(比較例a和比較例b)中，分別得到的玻璃折射率(nd)、阿貝數(ud)、PgF和負反常色散值APgF示以表l。表1:基質玻璃H-NbF72的實施例與比較例(量以重量％表示)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>將表1中的實施例和比較例的PgF、ud坐標在PgF-ud圖點出，見圖1。其中用A記號標記實施例16玻璃，用B記號標記比較例a-b玻璃的PgF和ud坐標。從表1和圖1可以看出本發明實施例16的玻璃均具有給定的光學常數和負向反常色散特性，且具有異常大的負反常色散值，在-0.021-0.045的范圍，即在圖1中，實施例16玻璃的PgF和ud的坐標偏離正常線的程度遠遠大于比較例a和b。本發明以Si02-B203-Zr02-Nb205_Ti02-R0-R20作為玻璃基礎體系的特定組成的玻璃，具有-0.021-0.045的負反常色散值，同時具有折射率(nd)在1.691.74范圍內和阿貝數(ud)在4147范圍內的光學常數，且玻璃組成中不含有Pb0、As203等有害成分及價格昂貴的6602、1^05，適用于特殊光學系統中進行色差的校正。權利要求一種具有負反常色散的光學玻璃，其特征是其組分范圍按重量百分比以氧化物計含有SiO213～40％；B2O310～35％；SiO2/B2O3≤4；Nb2O52～20％；ZrO22～10％；La2O33～15％；CaO0.5～15％；BaO0～30％；MgO0～10％；SrO0～10％；ZnO0～8％；∑(MgO、SrO、BaO、ZnO)5≤X≤45％；TiO20.5～10％；Na2O0～15％；Li2O0.5～5％；K2O0～5％；∑(Li2O、Na2O、K2O)0.5≤X≤18％。2.根據權利要求1所述的具有負反常色散的光學玻璃，其特征是所述的組分范圍按:百分比以氧化物計含有Si02B203Si02/B203Nb205Zr02La203CaOBeiOMgOSrOZnOE(MgO、SrO、BaO、ZnO)Ti02Na20Li20K20E(Li20、Na20、K20)Si0213--35%;B20313-30%;Si02/B203《4Nb205219%;Zr0228%;La203513%;CaO0.513%BeiO0'28%;MgO0'8%;SrO0'9%;ZnO0'6%;E(MgO、SrO、BaO、ZnO)Ti02Na20Li20K20E(Li20、Na20、K20)8《X《40%0.58%013%0.54%04%;0.5《X《14%。3.根據權利要求1所述的具有負反常色散的光學玻璃，其特征是所述的組分范圍按百分比以氧化物計含有<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>4.根據權利要求1、2或3所述的具有負反常色散的光學玻璃，其特征在于所述的E(MgO、SrO、BaO、ZnO)的下限值為6%，其中MgO、SrO、BaO和ZnO的引入量可以是零。5.根據權利要求1、2或3所述的具有負反常色散的光學玻璃，其特征在于所述的E(Li20、Na20、K20)的下限為1%，但也可以是零。6.根據權利要求1、2或3所述的具有負反常色散的光學玻璃，其特征在于所述的組分范圍按重量百分比以氧化物計還包括313203，其加入量的上限值為0.5%，下限值0.2%。全文摘要本發明的名稱是具有負反常色散的光學玻璃。屬于光學玻璃
技術領域：
。主要是提高現有具有負反常色散光學玻璃的負反常色散值，去除有害組分PbO和As2O3等及價格昂貴的GeO2、Ta2O5。本發明由下列組份組成SiO213～40％；B2O310～35％；SiO2/B2O3≤4；Nb2O52～20％；ZrO22～10％；La2O33～15％；CaO0.5～15％；BaO0～30％；MgO0～10％；SrO0～10％；ZnO0～8％；TiO20.5～10％；Na2O0～15％；Li2O0.5～5％；K2O0～5％。本發明具有-0.021～-0.045的負反常色散值，同時具有折射率(nd)在1.69～1.74范圍內和阿貝數(υd)在41～47范圍內的光學常數，且不含有PbO、As2O3、GeO2、Ta2O5等，特別適用于特殊光學系統中消色差之用途或在其它領域的應用。文檔編號C03C3/095GK101746951SQ20081023682公開日2010年6月23日申請日期2008年12月9日優先權日2008年12月9日發明者張衛,戎俊華,黃少林申請人:湖北新華光信息材料股份有限公司