一種光學玻璃及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種光學玻璃及其制備方法，屬于光學玻璃技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發展，高折射率高色散光學玻璃在照相機、攝像機、手機等領域的應用 愈加廣泛。隨著用戶對相機像素的要求越來越高，大幅度提高光學玻璃的透過性能勢在必 行。
[0003] 高折射率高色散的磷酸鹽玻璃一般通過Ti02和/或Nb205來提高折射率和色散，Ti 和/或Nb高溫下容易失去氧從而顯黃色或褐色，磷酸鹽的存在更是大大加劇了對熔煉裝置 的侵蝕，Ti還可能與雜質Fe形成復合物，這些因素都加重了玻璃的著色，不利于獲得高透過 性能的光學玻璃。
[0004] 中國專利CN101941797A公開的光學玻璃需要在轉變溫度附近進行熱處理來減少 玻璃著色，此種方法在熱處理過程中容易出現顏色不均勻的情況，而且不能使玻璃完全消 色。
[0005] 中國專利CN1246239C公開的含Ti02和/或Nb205的光學玻璃的制備方法，在容納并 熔化玻璃的熔化槽的上部提供燃燒氣，并在燃燒氣中同時供給空氣和氧。此種方法制成的 光學玻璃的透過率為70%時對應的波長小于470nm。由于進入玻璃液中的氧濃度較低，不能 將Ti和/或Nb氧化到最高價態，所以玻璃顏色不能完全消除。
[0006] 中國專利CN101289276A公開的高折射率高色散光學玻璃的制備方法，在1290-1400°C采用中性氣氛或弱氧化氣氛熔化，并鼓入C0 2氣體進行均化。由于其配方體系B2〇3 (Si〇2)-La2〇3(Gd2〇3)-Ti〇2(Nb2〇5)_Zr〇2不含磷和堿，對熔煉裝置的侵蝕較小，但是弱氧化氣 氛的氧濃度有限，不能把Ti和/或Nb氧化到最高價態，因此，玻璃顏色不能完全消除。0) 2是 還原性氣體，大量鼓入C02-定程度上會導致鉑的還原，對消色不利。另外，這種光學玻璃的 熔煉溫度較高，增加了生產成本。
[0007] 中國專利CN103466937A所述的玻璃的制備方法，借助于交變電磁場進行直接感應 加熱，熔體和加熱裝置的材料沒有直接接觸，制成的玻璃純度較高，但所用設備比較復雜， 成本也較高，不適于大批量生產。
[0008] 上述專利申請中的高折射率高色散光學玻璃的制備方法都一定程度上降低了玻 璃的著色，但消色的程度有限，不能獲得更高品質的光學玻璃。
【發明內容】
[0009] 發明要解決的問題
[0010] 本發明的目的在于提供一種光學玻璃及其制備方法，在制備含有Ti〇2和/或Nb2〇5 的高折射率高色散的光學玻璃時，可以有效抑制玻璃的著色，從而獲得透過性能優異的高 品質的光學玻璃。
[0011]用于解決問題的方案
[0012] 本發明提供了一種光學玻璃的制備方法，包括以下步驟：
[0013] 首先，將玻璃原料置于剛玉容器或石英容器中進行一次熔煉，并通入氧氣，得到第 一玻璃料液；
[0014] 接著，將所述第一玻璃料液置于熔煉裝置中進行二次熔煉后成型。
[0015] 根據本發明的制備方法，在所述一次熔煉和所述二次熔煉之間，還包括步驟:將所 述第一玻璃料液澆注于水中后瀝干。
[0016] 根據本發明的制備方法，所述一次熔煉的溫度為1250~1300°C，所述一次熔煉的 時間為7~9h，所述氧氣的通入量為30~60L/h;所述二次熔煉的溫度為1200~1280°C，所述 二次熔煉和所述成型的時間一共為16~20h。
[0017] 根據本發明的制備方法，利用通氣管將所述氧氣輸送至剛玉容器或石英容器中， 所述通氣管是由石英或剛玉材質制成的。
[0018] 根據本發明的制備方法，所述熔煉裝置是由鉑、銠、銥或者它們的合金制成的。
[0019] 根據本發明的制備方法，其特征在于，所述光學玻璃中含有Ti02和/或Nb2〇5。
[0020] 根據本發明的制備方法，基于所述光學玻璃的總重量，所述Ti〇2的重量百分比為8 ~20%，所述Nb2〇 5的重量百分比為35~53%。
[0021] 根據本發明的制備方法，所述光學玻璃的折射率nd為1.80~1.99,阿貝數Ud為16~ 24，透過率為70 %時對應的波長λ7〇小于430nm。
[0022 ]本發明還提供了 一種光學玻璃，其通過本發明的制備方法制備得到。
[0023]根據本發明的光學玻璃，基于所述光學玻璃總重量，其包含以化合物計的以下組 分：
[0025] 上述百分比均為重量百分比；
[0026] 所述光學玻璃的組分中不含有Li20、Bi2〇3、W03、Sb 2〇3、Pb02或As2〇3。
[0027] 發明的效果
[0028] 由本發明的制備方法得到的光學玻璃的顏色接近無色，透過性能優異，所述光學 玻璃的折射率nd為1.80~1.99,阿貝數叫為16~24,透過率為70%時對應的波長λ 7〇小于 430nm，滿足高折射率高色散的要求。
【具體實施方式】
[0029] 本發明提供了一種光學玻璃的制備方法，包括以下步驟：
[0030] 首先，將玻璃原料置于剛玉容器或石英容器中進行一次熔煉，并通入氧氣，得到第 一玻璃料液；由于熔煉玻璃的熔煉裝置一般由鉑、銠、銥或者它們的合金制成的，在氧氣存 在的情況下，所述熔煉裝置容易受到侵蝕，在熔煉玻璃中通入氧氣不僅不會抑制玻璃的著 色，還會加重玻璃的著色。通過先將玻璃原料置于剛玉容器或石英容器中進行一次熔煉，并 通入氧氣，可以提高T i和/或Nb的價態，從而起到消色的作用。
[0031] 接著，將所述第一玻璃料液置于熔煉裝置中進行二次熔煉后成型，例如:澆鑄或漏 料成型。經過一次熔煉后的第一玻璃料液處于均勻的狀態，玻璃原料中的各組分經化學反 應形成了復雜的物質，在進行二次熔煉的過程中，不會對熔煉裝置造成侵蝕。
[0032] 根據本發明的制備方法，還包括以下步驟：
[0033] 將所述第一玻璃料液澆注于水中后瀝干，得到玻璃渣。鉑金器皿在有水分存在時， 侵蝕會加劇，而所得到的玻璃渣經過復雜的化學反應后已經生成了復雜化合物。因此，瀝干 后的玻璃渣不會對熔煉裝置造成侵蝕。然后，將所述玻璃渣置于所述熔煉裝置中進行二次 熔煉后成型，例如:澆鑄或漏料成型。
[0034]根據本發明的制備方法，所述一次熔煉的溫度為1250~1300°C，所述一次熔煉的 時間為7~9h，所述氧氣的通入量為30~60L/h;所述二次熔煉的溫度為1200~1280°C，所述 二次熔煉和所述成型的時間一共為16~20h。本發明的制備方法中，一次熔煉時間為7~9h， 時間較短，安全性高，還可以解決P 2〇5揮發導致的光性偏離不易控制的問題，滿足高透過率 的高品質光學鏡頭的需要。
[0035]另外，當氧氣的通入量低于30L/h時，氧氣的通入量過少，可能會使氧化程度不足， 透過性能相對較差；當氧氣的通入量高于60L/h時，由于氧化程度也達到了極限，并不能提 高所制備的光學玻璃的λ70值，反而會浪費氧氣。
[0036]根據本發明的制備方法，利用通氣管將所述氧氣輸送至剛玉容器或石英容器中。 所述通氣管是由石英或剛玉材質制成的，從而避免鉑、鎊、銥等雜質的引入，進一步起到消 色的作用。由于本發明進行一次熔煉時所用的容器和通氣管的材質以石英(Si〇2)或者剛玉 (Al 2〇3)為主要成分，因此，在進行一次熔煉時會有極少量的Si02或者Al2〇3進入至第一玻璃 料液中，對所制備得到的光學玻璃的光性產生一定的影響，因此，在配制玻璃原料時，可以 適當減少Si〇2或者Al2〇3的含量，或者不添加 Si〇2或者Al2〇3,從而避免光性波動。
[0037] 若一次熔煉時所用的容器和通氣管的其中之一由鉑、鎊、銥或者它們