[发明专利]一种结构增强的高折射率氧化物玻璃

说明书

本发明公开了一种结构增强的高折射率氧化物玻璃。本发明结构增强的高折射率氧化物玻璃是通过下述步骤制备的：（1）以石英砂、磷酸氢二铵、纯碱、氧化镁、氧化锌和七氧化四铽为原料，将上述原料混合均匀后，于1550~1580℃保温4小时，制得均匀的玻璃液；（2）将玻璃液浇铸在耐热铸铁模具中，然后于590~610℃退火30分钟后冷却至室温，即得到结构增强的高折射率氧化物玻璃。本发明制备出的结构强化的氧化物玻璃，折射率高、物理性能良好。

技术领域

本发明涉及玻璃新材料技术领域，尤其是涉及一种结构增强的高折射率氧化物玻璃。

背景技术

随着现代光学和光电子学的迅猛发展，光学材料也取得了迅速发展。其中，光学玻璃是光电技术产业的基础和重要组成部分，近二十年来，作为光电子基础材料的光学玻璃在光传输、光储存和光电显示三大领域的应用更是突飞猛进，已成为光电信息技术发展的基础条件之一，尤其是作为透镜使用。高折射率的光学玻璃不但能够实现给定的放大率，同时能够降低其边缘或中心的厚度， 进而降低透镜的重量。此外，在光学设计和光通信领域中，提高光学玻璃的折射率也对简化光学系统提高成像质量有着十分重要的意义。

高折射率光学玻璃通常是指折射率大于1.60 的玻璃。总的来说，玻璃的折射率主要取决于玻璃的密度和离子极化率这两个方面。其中，玻璃的密度越大，光在玻璃中的传播速度越慢，其折射率越大；而玻璃内部各离子的极化率（即变形性）越大，当光波通过时光波所能吸收的能量越大，传播速度越低，其折射率越大。要得到高折射率氧化物光学玻璃，现有技术中通常需要加入高价氧化物，这是因为高价氧化物的离子半径一般都较大，使得玻璃的密度和离子极化率增加，如TiO₂、ZrO₂和镧系氧化物等。然而，由于高价氧化物的在玻璃中较强的分相特征，这些氧化物的含量较多时容易诱导玻璃发生分相，比较典型的氧化物如TiO₂和ZrO₂，而分相界面的存在会引起光散射损失而降低可见光的透过率，严重时会导致玻璃的“失透”。另一方面，从氧化物的分类来看，这些高价氧化物（如镧系氧化物）在玻璃中主要充当修饰体，即起到“断网”的作用，往往使玻璃熔体的“料性”变短而不利于玻璃制品的生产工艺控制，相应地，玻璃的理化性能也因修饰体含量过多而变差。因此，如何在提高玻璃折射率的同时又不损害其理化性能已成为科研工作者和生产技术人员共同关心的课题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种结构增强且理化性能良好的高折射率氧化物玻璃。

本发明采用的技术方案为：

一种结构增强的高折射率氧化物玻璃，所述结构增强的高折射率氧化物玻璃是通过下述步骤制备的：

（1）以石英砂、磷酸氢二铵、纯碱、氧化镁、氧化锌和七氧化四铽为原料，将上述原料混合均匀后，在硅钼棒电炉中于1550~1580℃保温4小时，制得均匀的玻璃液；

（2）将玻璃液浇铸在耐热铸铁模具中，然后在马弗炉中于590~610℃退火30分钟后随炉冷却至室温，即得到结构增强的高折射率氧化物玻璃。

优选地，步骤（1）中，原料的熔融温度为1570-1580℃。

优选地，步骤（1）中，所述原料的有效成分的重量百分比为：SiO₂ 40.25~42.53%，P₂O₅ 5.75~6.07%，Na₂O 15.99~16.88%，MgO 5.92~6.68%，ZnO 4.71~7.88%，Tb₂O₃ 23.25~23.82%。