[发明专利]高折射率的光学玻璃

说明书

技术领域

本发明涉及高折射光学氧化铋玻璃，并且还涉及这样的玻璃的生产和用途。

背景技术

近年来，在光学和光电子技术中的市场趋势（在成像、投影、远程通信、光学信息技术、移动硬盘和激光技术中的应用）都日益朝小型化方向发展。这可以从越来越小的终端产品看出，并且自然要求这样的终端产品的各个部件和组件越来越小型化。对光学玻璃的生产商来说，尽管终端产品的数量不断增加，但这种发展伴有对原料玻璃的需求量的显著降低。同时，对玻璃生产商来说，存在着来自于其它加工商的越来越大的价格压力，这是因为在从玻璃块和/或锭生产这样的较小组件中，以产品的百分率计存在明显更大量的废料，并且与较大组件的情况下相比，这些非常小的部件的制造需要更高费用。

除了通过例如热轧生产预制物和从玻璃块或锭常规分离用于光学组件的玻璃部分之外，还存在如下的生产方法，其中，在玻璃熔化后，能够直接获得理想的近净形或近终形的预制物，例如凝块或球体。近终形预制物适合于再压制。

这样的预制物也可通过精确压制或精确模制被有利地转变成光学元件例如透镜、非球面组件等。这种方法能够通过短的装备时间灵活地处理较小的玻璃熔体量（分布在大量较小材料块中）。然而，由于相对小的运行尺寸和通常小的几何形状，由所述方法产生的附加值不可能单独来自于材料价值。产品必须以不需要复杂的修正、冷却和/或冷后加工的状态离开压机。由于需要高的几何精度，对于这样的压制方法必须利用使用高品质并因此昂贵的模具材料的精密仪器。因此，这样的模具的使用寿命对产品和/或生产的材料的收益性具有巨大影响。对模具的高使用寿命极为重要的因素是非常低的工作温度，但是这只能降低到使待压制材料的粘度仍足以用于压制过程的程度。因此，在待加工玻璃的加工温度和因此转变温度T_g与这种压制过程的收益性之间存在着直接的因果关联：玻璃的转变温度越低，模具的使用寿命越长，并且利润越高。这种关系导致对“低T_g玻璃”的需求，“低T_g玻璃”即具有低熔点和转变点的玻璃，即具有适合于在非常低温度下加工的粘度的玻璃。

从熔体加工的观点来看，另一个需求是最近日益增加的对“短性”玻璃的需求，“短性”玻璃即随着温度相对小的变化其粘度在特定粘度范围内表现出大的变化的玻璃。在熔化过程中，这种特性具有可缩短热成形时间、即模具关闭时间的优点。这首先增大了生产能力，即循环时间缩短。其次，它对模具材料的影响温和，如上所述，这同样对总生产成本具有正面影响。这样的“短性”玻璃还具有下述优点，即，与在相应的“长性”玻璃的情况下相比更快的冷却，还使具有相对高结晶倾向性的玻璃也能够被加工。由此避免了前晶核形成，即在随后的二次热成形步骤中可能引起问题的结晶核的形成。这开启了还能够拉制这样的玻璃以形成纤维的可能性。

此外，还希望玻璃具有足够的耐化学性并具有非常小的膨胀系数。

尽管在现有技术中已描述了具有相似光学位置和/或相当的化学组成的玻璃，但这些玻璃具有相当大的缺点。

DE112006001070描述了氧化铋玻璃。仅公开了具有相对低Bi₂O₃含量（30和35摩尔%）的两个实例的吸收曲线。所述公开内容没有描述在具有高氧化铋含量的玻璃的情形中透射率可能降低的问题。

在现有技术中（参见例如DE102007050172），公开了Cr可以作为常见杂质存在于玻璃中。

发明内容

本发明的目的是提供一种如下的光学玻璃，利用所述光学玻璃可以实现所需光学位置（n_d/ν_d）与低转变温度和优异纯透射率的组合。所述玻璃还应该具有在厚度为10mm的玻璃样本上测得的小于或等于440nm的吸收限或UV边位置或吸收限λ₅（即纯透射率为5%处的波长），并且还应该能够通过精确压制进行加工并适合于成像、投影、远程通信、光学信息技术、移动硬盘和激光技术的应用。它们还应该容易熔化并易于加工，并且具有令人满意的结晶稳定性，使在连续装置中制造成为可能。在10^7.6至10¹³dPas的粘度范围内非常“短性”的玻璃是理想的。

上述目的通过权利要求书中所描述的本发明实施方式来实现。

特别地，提供了一种如下的高折射光学玻璃，其包含下列组成（单位为以氧化物计的摩尔%）：