[发明专利]一种无碱低熔点光学玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于低熔点玻璃及其制备领域，特别涉及一种无碱低熔点光学玻璃及其制备方法。

背景技术

光学玻璃模压成型技术自上世纪70年代出现以来，已广泛用于各类球面和非球面光学零件的制造中，尤其是在小型和微型光学元件及非球面制造方面，诸如数码相机、笔记本、摄像机、手机等消费品中的光学元件，它与具有传统光学零件相比具有显著的优越性。

由于这种新技术彻底改变了传统的光学玻璃加工方法，对玻璃坯料和模具进行加温加压，一次性将玻璃模压成达到光学玻璃的使用要求，这就对玻璃和模具都提出了很高的要求。为适用这种新的光学玻璃模压技术，要求开发出新的光学玻璃组分，以满足这种新技术新工艺，这种新的玻璃组成必须具有低的转变温度和软化温度，适宜于光学玻璃的成型，从而提高模压模具的使用寿命。

日本专利2011-144069公开的玻璃质量百分比为0.5-9.0%SiO₂，10.0-22.0%B₂O₃，30.0-50.0%La₂O₃，14.0-30.0%Gd₂O₃，0.5-10.0%ZrO₂，9.0-18.0%TiO₂，1.0-13.5%Nb₂O₅，其中50.5%≤(La₂O₃+Gd₂O₃)≤64.0%。该专利中的稀土氧化物La₂O₃+Gd₂O₃含量高达50%以上，折射率大于1.9，用以制备高折射率的光学玻璃，专利中含有TiO₂，当TiO₂大于3%时，使得玻璃系统的稳定性下降，尤其是在退火过程中使得玻璃系统不稳定，专利中ZrO₂虽可以改善系统的稳定性，但同时又提高了玻璃转变温度，而且使得玻璃熔制难度增加。

日本专利2009-001439公开了一种低温光学玻璃和制作方法，其组分为0-7.0%SiO₂，14.0-21.5%B₂O₃，0-5.0%GeO₂，7.0-35.0%La₂O₃，10.5-40.0%Gd₂O₃，0-8.0%Y₂O₃，5.0-40.0%LaF₃，0-12.0%GdF₃，0-8.0%YF₃，0-8.0%Ta₂O₅，0-3.0%CaO，0-3.0%SrO，0-3.0%BaO，1.0-25.0%ZnO，0-8.0%ZnF₂，0-6.0%ZrO₂，0-4.0%TiO₂，0-3.0%WO₃，and0-5.0%Nb₂O₅。该专利是一种无碱金属氧化物光学玻璃，通过加入稀土金属氧化物和稀土金属氟化物来降低玻璃的转变温度和软化温度，尽管该专利有着较高的折射率和较低的色散，但公开的实施例中光学玻璃的转变温度高达(Tg)530-570°C，软化温度也高达600°C之上，如此高的玻璃转变温度不利于光学元件模压成型，而且该专利中稀土金属氧化物的含量也高达50%以上以及含有大量氟化物，这不利于玻璃熔制退火和资源的有效利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无碱低熔点光学玻璃及其制备方法，该玻璃的转变温度低于500℃，热膨胀系数低，膨胀系数在60～75×10^-7/℃范围内，并具有中高折射率，n_d=1.7～1.85，适宜于光学玻璃的一次模压成型，所有氧化物环境友好。

本发明的一种无碱低熔点光学玻璃，其组分按重量百分比包括：