[发明专利]环保光学玻璃、玻璃预制件、光学元件及光学仪器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学玻璃，特别是涉及一种折射率(nd)为1.58～1.65、阿贝数(vd)为40～50的环保光学玻璃，以及由该光学玻璃构成的预制件、光学元件和光学仪器。

背景技术

传统的钡火石光学玻璃组分里含有大量的PbO以及作为澄清剂的As₂O₃。随着环境保护法规的日益严格，欧洲、美国、中国等大多数国家规定除了在军用玻璃以及防辐射玻璃中允许添加PbO和As₂O₃以外，其他用途玻璃一律不能含有对人体和环境有害的PbO和As₂O₃。所以各大光学仪器制造商拒绝使用含有PbO和As₂O₃的光学玻璃。这就要求我们研制一种新的玻璃组分，既能满足使用要求，又不能含有对环境有害的物质，同时要求原料价格低廉，能够大量低成本地连续生产。

对于折射率介于1.58～1.65之间、阿贝数介于40～50之间的无铅钡火石光学玻璃，以往专利文献中包含了一些光学常数在此范围或者与此范围接近的无铅玻璃。然而，就目前光学玻璃生产领域低成本、连续生产的要求来看，这些玻璃组分或多或少存在一些缺点。

CN101549955A公开了一种光学玻璃，其中含有大量的PbO，不能满足上述的环保要求。JP8048538A公开了一种光学玻璃，含有6-35％的Nb₂O₅，同时含有0.1-10％的氟化物。Nb₂O₅是一种非常昂贵的原料，在此组分中加入如此大量的Nb₂O₅势必会造成原料成本上升。另外，加入0.1-10％的氟化物，在实际生产过程中，会排放氟化物气体和粉尘，增加环境负荷与处理成本。

CN1207230C与CN1044223C公开的光学玻璃中，TiO₂的含量较高，CN1044223C组分中含有高达21-25.2％的TiO₂，虽然TiO₂的加入能显著地提升玻璃的折射率和色散，但是随着TiO₂的含量增加，光学玻璃容易着色，光学玻璃的一个重要指标光透过率会显著恶化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不含有价格昂贵的Nb₂O₅和Li₂O，以及污染环境的PbO和As₂O₃，同时光学性能满足折射率为1.58～1.65，阿贝数为40～50的环保光学玻璃。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：环保光学玻璃，玻璃密度为3.3g/cm³以下，折射率为1.58～1.65，阿贝数为40～50，转变温度为600℃以下，透射比达到80％时对应的波长λ₈₀小于390nm，透射比达到5％时对应的波长λ₅小于350nm；耐水作用为1级，耐酸作用为1级，不加入Nb₂O₅、Li₂O、PbO、As₂O₃和氟化物。

进一步的，按重量百分比组成为：SiO₂：40～60％、B₂O₃：1～10％、BaO：12～32％、ZnO：1～8％、TiO₂：2～12％、K₂O：2～12％、Na₂O：1～8％、CaO：0～8％、ZrO₂：0～5％、Sb₂O₃：0～0.1％。

进一步的，NaO₂与K₂O的合计量为10～20％。

进一步的，SiO₂：40～55％。

进一步的，B₂O₃：2～6％。

进一步的，BaO：15～30％。

进一步的，ZnO：2～5％。

进一步的，TiO₂：5～10％。

进一步的，K₂O：6～10％。

进一步的，Na₂O：1～5％。

进一步的，CaO：0～5％。