本發(fā)明涉及光學(xué)玻璃技術(shù)，尤其是涉及一種低熔點、高穩(wěn)定性的光學(xué)玻璃。

背景技術(shù)：

光學(xué)玻璃是用于制造光學(xué)儀器或機械系統(tǒng)的透鏡、棱鏡、反射鏡、窗口等的玻璃材料，其包括無色光學(xué)玻璃、有色光學(xué)玻璃、耐輻射光學(xué)玻璃、防輻射玻璃和光學(xué)石英玻璃等多個種類。光學(xué)玻璃具有高度的透明性、化學(xué)及物理學(xué)(結(jié)構(gòu)和性能)上的高度均勻性，具有特定和精確的光學(xué)常數(shù)。目前，其主要分為硅酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、氟化物和硫系化合物等幾個系列，而隨著光學(xué)玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，其品種在不斷擴大，其組成中幾乎包括周期表中的所有元素。

在實際應(yīng)用時，為了延長壓型模具的使用壽命，應(yīng)盡量于降低光學(xué)玻璃的壓型溫度。但是，現(xiàn)有的光學(xué)玻璃雖然能夠一定程度的降低壓型溫度，其卻降低了光學(xué)玻璃的穩(wěn)定性，其不利于延長光學(xué)玻璃的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提出一種光學(xué)玻璃，解決現(xiàn)有技術(shù)中以降低光學(xué)玻璃的穩(wěn)定性實現(xiàn)降低壓型溫度導(dǎo)致光學(xué)玻璃使用壽命縮短的技術(shù)問題。

為達到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種光學(xué)玻璃，按重量百分比計，其包括如下組分：32～37％石英砂、25～30％碳酸鋇、0.07～0.09％三氧化二銻、9～12％氧化鋅、2～4％氫氧化鋁、1～2％碳酸鋰、2～4％硝酸鍶、3～5％二氧化鋯、3～5％二氧化鈦、6～8％碳酸鈣、2～4％硼酸。

優(yōu)選的，按重量百分比計，其包括如下組分：按重量百分比計，其包括如下組分：34.69％石英砂、28.56％碳酸鋇、0.08％三氧化二銻、10.03％氧化鋅、3％氫氧化鋁、1.81％碳酸鋰、3.02％硝酸鍶、4.01％二氧化鋯、3.97％二氧化鈦、7.62％碳酸鈣、3.21％硼酸。

優(yōu)選的，所述石英砂的含量與碳酸鋇和硼酸的總含量的重量比為1～1.3:1。

優(yōu)選的，所述石英砂的含量與碳酸鋇和硼酸的總含量的重量比為1.1:1。

優(yōu)選的，所述二氧化鋯的含量與氫氧化鋁的含量的重量比為1～2:1。

優(yōu)選的，所述二氧化鋯的含量與氫氧化鋁的含量的重量比為1.34:1。

優(yōu)選的，所述光學(xué)玻璃中碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的含量比例為8～12:1:2～3。

優(yōu)選的，所述光學(xué)玻璃中碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的含量比例為9.45:1:2.52。

優(yōu)選的，所述光學(xué)玻璃中碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的總含量與氧化鋅的含量比例為3～4:1。

優(yōu)選的，所述光學(xué)玻璃中碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的總含量與氧化鋅的含量比例為3.9:1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過調(diào)整光學(xué)玻璃的各組分之間的比例，在保證其光學(xué)性能的前提下，其降低了光學(xué)玻璃的壓型溫度、提高了光學(xué)玻璃的穩(wěn)定性，而且未采用貴重金屬，避免了成本的增加。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的實施例提供了一種光學(xué)玻璃，按重量百分比計，其包括如下組分：32～37％石英砂、25～30％碳酸鋇、0.07～0.09％三氧化二銻、9～12％氧化鋅、2～4％氫氧化鋁、1～2％碳酸鋰、2～4％硝酸鍶、3～5％二氧化鋯、3～5％二氧化鈦、6～8％碳酸鈣、2～4％硼酸。

本實施例光學(xué)玻璃的制備方法可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，例如：將以上述重量百分比計的玻璃原料的所有組分均勻混合，并在1300℃～1350℃下加熱成為熔融體，在1380℃～1400℃下充分澄清、均化的熔融態(tài)玻璃從漏管中流出，流入成型模具中冷卻、壓制成型即可。

氧化鑭可增加光學(xué)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，但是其易導(dǎo)致光學(xué)玻璃的熱穩(wěn)定性變差，故本實施例未加入氧化鑭。由于石英砂是提高光學(xué)玻璃穩(wěn)定性的必要成分，而且其可保證光學(xué)玻璃具有較好的熱穩(wěn)定性，并可以增大玻璃熔融以及成型時的粘度，但若其含量過高，則玻璃變得很難熔，且無法獲得本發(fā)明所需要的折射率，過低則不利于與其他組分之間配合以保證玻璃的析晶性能，故本實施例將石英砂的含量設(shè)置為32～37％。

硼酸在加熱過程中分解形成氧化硼和水，氧化硼具有提高玻璃可熔性并降低玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度的作用，但氧化硼過多則玻璃化學(xué)穩(wěn)定性會下降，并且折射率下降，無法滿足需求的光學(xué)性能；碳酸鋇可在高溫下分解為氧化鋇和二氧化碳?xì)怏w，其分解的氣體可提高脫泡功能，氧化鋇可提高耐候性、提高折射率，并且具有能夠降低玻璃的液相溫度、改善操作性的效果，但是其易導(dǎo)致光學(xué)玻璃表面發(fā)生變質(zhì)。加入氧化鑭雖然可一定程度的改善氧化硼和氧化鋇產(chǎn)生的不利影響，但其易導(dǎo)致光學(xué)玻璃的熱穩(wěn)定性變差，故為了保證本實施例光學(xué)玻璃具有加好的光學(xué)性能前提下還具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，本實施例將石英砂的含量與碳酸鋇和硼酸的總含量的重量比設(shè)置為1～1.3:1。具體設(shè)置時，本實施例優(yōu)選將石英砂的含量與碳酸鋇和硼酸的總含量的重量比設(shè)置為1.1:1。

二氧化鋯可一定程度改善光學(xué)玻璃的光學(xué)常數(shù)，而氫氧化鋁在受熱條件下分解形成的氧化鋁則具有提高光學(xué)玻璃穩(wěn)定性的效果，本實施例通過調(diào)整二氧化鋯和氫氧化鋁的比例以保證光學(xué)玻璃的光學(xué)性能的前提下，最大程度的提高其穩(wěn)定性。具體的，本實施例將二氧化鋯的含量與氫氧化鋁的含量的重量比設(shè)置為1～2:1，其中，當(dāng)光學(xué)玻璃中二氧化鋯的含量與氫氧化鋁的含量的重量比為1.34:1時，光學(xué)玻璃的光學(xué)性能最佳、穩(wěn)定性最好。

碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣分別在高溫條件下分解形成氧化鋇、氧化鍶和氧化鈣，氧化鋇、氧化鍶和氧化鈣的性能大致相同，其均能夠一定程度提高光學(xué)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，同時可降低光學(xué)玻璃熔煉粘度、增大出爐粘度。但是，當(dāng)碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的含量較低時則達不到提高穩(wěn)定性的效果，而超過一定值時，其反而不利于提高光學(xué)玻璃的穩(wěn)定性，且易降低光學(xué)玻璃的耐失透性。故本實施例調(diào)整碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣之間的含量比例，其有利于形成的三種硅酸鹽之間相互作用，其保證了最大限度提高了光學(xué)玻璃的穩(wěn)定性，同時具有較好的煉粘度、出爐粘度和耐失透性。具體的，本實施例將光學(xué)玻璃中碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的含量比例設(shè)置為8～12:1:2～3。其中，當(dāng)光學(xué)玻璃中碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的含量比例為9.45:1:2.52時，光學(xué)玻璃的光學(xué)參數(shù)最佳、穩(wěn)定性最好。

氧化鋅是降低玻璃的轉(zhuǎn)變溫度和軟化溫度的有效成分，而為提高其功效，可將其與碳酸鋰配合使用，同時氧化鋅也是提高玻璃熔融性的重要成分，并且可以增加玻璃的耐水性。但是，在實際應(yīng)用時，碳酸鋰含量過低則易導(dǎo)致壓制成型困難，而含量過高則易導(dǎo)致光學(xué)玻璃失透，且易導(dǎo)致成型后的光學(xué)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性降低，故一般最大限度的降低碳酸鋰的含量，其必然導(dǎo)致壓制成型困難，故本實施例將氧化鋅和碳酸鋰的含量比例設(shè)置為1:0.09～0.2，同時將光學(xué)玻璃中碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的總含量與氧化鋅的含量比例設(shè)置為3～4:1，其有利于光學(xué)玻璃具有合適的軟化溫度，保證光學(xué)玻璃更易壓制成型。具體設(shè)置時，光學(xué)玻璃中碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的總含量與氧化鋅的含量比例為3.9:1，氧化鋅和碳酸鋰的含量比例設(shè)置為1:0.18。

實驗例

為了說明本實施例制備的光學(xué)玻璃具有更好的光學(xué)性能和穩(wěn)定性，本實施例采用粉末法進行化學(xué)穩(wěn)定性測試，測試方法如下：

1、按表1的質(zhì)量百分比制備組分制備10組光學(xué)玻璃，10組光學(xué)玻璃對應(yīng)實施例1～10，并購買市場上相同光學(xué)性能的2組對比例光學(xué)玻璃，對比例的組分見表2；

表1

其中，本實施例1中，石英砂的含量與碳酸鋇和硼酸的總含量的重量比為1.1:1，二氧化鋯的含量與氫氧化鋁的含量的重量比為1.34:1，碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的含量比例為9.45:1:2.52，碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的總含量與氧化鋅的含量比例為3.9:1，氧化鋅和碳酸鋰的含量比例為1:0.18；本實施例2中，石英砂的含量與碳酸鋇和硼酸的總含量的重量比為1:1；本實施例3中，石英砂的含量與碳酸鋇和硼酸的總含量的重量比為1.3:1；本實施例4中，二氧化鋯的含量與氫氧化鋁的含量的重量比為1；本實施例5中，二氧化鋯的含量與氫氧化鋁的含量的重量比為2；本實施例6中，碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的含量比例為8:1:2；本實施例7中，光學(xué)玻璃中碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的含量比例為12:1:3；本實施例8中，碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的總含量與氧化鋅的含量比例為3:1；本實施例9中，碳酸鋇、硝酸鍶、碳酸鈣的總含量與氧化鋅的含量比例為4:1。

表2

2、采用粉末法分別上述實施例1～10和對比例1～2進行化學(xué)穩(wěn)定性測試；

具體的，將上述待測試?yán)墓鈱W(xué)玻璃粉碎，取粒徑為0.25～0.5mm的光學(xué)玻璃顆粒，用無水乙醇洗滌，在烘箱中以100℃左右的溫度烘干，待用。

將上述待測試?yán)那蛐晤w粒各取2g，分別加入100ml蒸餾水，然后在密封狀態(tài)下用沸騰的恒溫水浴鍋加熱60分鐘，然后在密封狀態(tài)下快速冷卻至室溫，取其中25ml溶液加入兩滴甲基紅溶液，并筒0.01n鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色，記錄鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量，具體見表3

表3

由表1、表2和表3可知，本實施例1～10制備的光學(xué)玻璃相對市場上具有相同光學(xué)性能的光學(xué)玻璃具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性和更低的成本，而且采用不同配比的組分時，其穩(wěn)定性具有一定的波動，即按設(shè)定質(zhì)量百分比的組分制備的光學(xué)玻璃具有更佳的穩(wěn)定性，同時其成本不同發(fā)生明顯變化。

以上所述本發(fā)明的具體實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所做出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。