本發(fā)明涉及一種光學(xué)玻璃,尤其是涉及一種具有優(yōu)異耐候性和較高硬度的光學(xué)玻璃,以及由其制成的玻璃預(yù)制件、光學(xué)元件和光學(xué)儀器。
背景技術(shù):
1、光學(xué)玻璃是用于制造光學(xué)儀器中的透鏡、棱鏡、反射鏡和窗口等的玻璃材料,折射率為1.78~1.85、阿貝數(shù)為43~50的光學(xué)玻璃由于具有較高的折射率,被廣泛應(yīng)用于制造照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡等光學(xué)儀器。隨著科技的進(jìn)步,數(shù)碼產(chǎn)品不斷更新,對光學(xué)玻璃的需求量也越來越大,并且對光學(xué)玻璃的性能也提出了更高的要求。折射率為1.78~1.86、阿貝數(shù)為42~50的光學(xué)玻璃在光學(xué)設(shè)計和光通信領(lǐng)域中對簡化光學(xué)系統(tǒng)提高成像質(zhì)量有著重要的意義。目前滿足該光學(xué)性能的光學(xué)玻璃可應(yīng)用于車載、監(jiān)控安防等領(lǐng)域,但應(yīng)用于該領(lǐng)域的光學(xué)玻璃需要具有較高的硬度和優(yōu)異的耐候性,以抵御車輛行駛過程中沙石的磨損,以及惡劣環(huán)境的變化,延長光學(xué)玻璃的使用壽命。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有優(yōu)異耐候性和較高硬度的光學(xué)玻璃。
2、本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
3、(1)光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,含有:sio2:3~20%;b2o3:10~25%;zro2:2~15%;la2o3+y2o3+gd2o3:45~75%;ta2o5:0~10%,其中(b2o3+gd2o3+ta2o5)/sio2為0.8~8.0。
4、(2)根據(jù)(1)所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,還含有:nb2o5:0~5%;和/或tio2:0~5%;和/或ro:0~8%;和/或rn2o:0~8%;和/或wo3:0~5%;和/或zno:0~8%;和/或al2o3:0~8%;和/或yb2o3:0~8%;和/或geo2:0~5%;和/或澄清劑:0~2%,所述ro為mgo、cao、sro、bao中的一種或多種,rn2o為li2o、na2o、k2o中的一種或多種,澄清劑為sb2o3、sno、sno2、ceo2中的一種或多種。
5、(3)光學(xué)玻璃,含有sio2、b2o3、zro2,其組分以重量百分比表示,含有:la2o3+y2o3+gd2o3:45~75%,ta2o5:0~10%,其中(b2o3+gd2o3+ta2o5)/sio2為0.8~8.0,所述光學(xué)玻璃的折射率nd為1.78~1.85,阿貝數(shù)vd為43~50,努氏硬度hk為690×107pa以上,耐候性cr為2類以上。
6、(4)根據(jù)(3)所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,含有:sio2:3~20%;和/或b2o3:10~25%;和/或zro2:2~15%;和/或nb2o5:0~5%;和/或tio2:0~5%;和/或ro:0~8%;和/或rn2o:0~8%;和/或wo3:0~5%;和/或zno:0~8%;和/或al2o3:0~8%;和/或yb2o3:0~8%;和/或geo2:0~5%;和/或澄清劑:0~2%,所述ro為mgo、cao、sro、bao中的一種或多種,rn2o為li2o、na2o、k2o中的一種或多種,澄清劑為sb2o3、sno、sno2、ceo2中的一種或多種。
7、(5)根據(jù)(1)~(4)任一所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:(gd2o3+ta2o5)/y2o3為1.5以下,優(yōu)選(gd2o3+ta2o5)/y2o3為0.05~1.0,更優(yōu)選(gd2o3+ta2o5)/y2o3為0.1~0.8,進(jìn)一步優(yōu)選(gd2o3+ta2o5)/y2o3為0.1~0.6;和/或(b2o3+gd2o3+ta2o5)/sio2為1.0~6.0,優(yōu)選(b2o3+gd2o3+ta2o5)/sio2為1.5~5.0,更優(yōu)選(b2o3+gd2o3+ta2o5)/sio2為1.5~3.5;和/或ta2o5/b2o3為0.85以下,優(yōu)選ta2o5/b2o3為0.05~0.7,更優(yōu)選ta2o5/b2o3為0.1~0.6,進(jìn)一步優(yōu)選ta2o5/b2o3為0.15~0.5。
8、(6)根據(jù)(1)~(4)任一所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:(gd2o3+zno)/y2o3為1.0以下,優(yōu)選(gd2o3+zno)/y2o3為0.8以下,更優(yōu)選(gd2o3+zno)/y2o3為0.6以下,進(jìn)一步優(yōu)選(gd2o3+zno)/y2o3為0.4以下;和/或sio2/(b2o3+nb2o5)為0.15~1.5,優(yōu)選sio2/(b2o3+nb2o5)為0.2~1.0,更優(yōu)選sio2/(b2o3+nb2o5)為0.2~0.8,進(jìn)一步優(yōu)選sio2/(b2o3+nb2o5)為0.25~0.65;和/或y2o3/(b2o3+nb2o5)為0.3~2.0,優(yōu)選y2o3/(b2o3+nb2o5)為0.4~1.8,更優(yōu)選y2o3/(b2o3+nb2o5)為0.5~1.5,進(jìn)一步優(yōu)選y2o3/(b2o3+nb2o5)為0.6~1.2;和/或(al2o3+gd2o3)/zro2為2.5以下,優(yōu)選(al2o3+gd2o3)/zro2為2.0以下,更優(yōu)選(al2o3+gd2o3)/zro2為1.5以下,進(jìn)一步優(yōu)選(al2o3+gd2o3)/zro2為1.0以下;和/或(tio2+wo3+nb2o5)/ta2o5為1.5以下,優(yōu)選(tio2+wo3+nb2o5)/ta2o5為1.0以下,更優(yōu)選(tio2+wo3+nb2o5)/ta2o5為0.8以下,進(jìn)一步優(yōu)選(tio2+wo3+nb2o5)/ta2o5為0.5以下。
9、(7)根據(jù)(1)~(4)任一所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:sio2:4~15%,優(yōu)選sio2:5~12%;和/或b2o3:12~22%,優(yōu)選b2o3:14~20%;和/或la2o3+y2o3+gd2o3:50~75%,優(yōu)選la2o3+y2o3+gd2o3:55~70%,更優(yōu)選la2o3+y2o3+gd2o3:60~70%;和/或zro2:3~12%,優(yōu)選zro2:4~10%;和/或nb2o5:0~3%,優(yōu)選nb2o5:0~2%;和/或ta2o5:2~8%,優(yōu)選ta2o5:3~6%;和/或tio2:0~3%,優(yōu)選tio2:0~2%;和/或ro:0~3%,優(yōu)選ro:0~2%;和/或rn2o:0~3%,優(yōu)選rn2o:0~2%;和/或wo3:0~3%,優(yōu)選wo3:0~2%;和/或zno:0~4%,優(yōu)選zno:0~2%;和/或al2o3:0~4%,優(yōu)選al2o3:0~2%;和/或yb2o3:0~5%,優(yōu)選yb2o3:0~3%;和/或geo2:0~3%,優(yōu)選geo2:0~1%;和/或澄清劑:0~1%,優(yōu)選澄清劑:0~0.5%,所述ro為mgo、cao、sro、bao中的一種或多種,rn2o為li2o、na2o、k2o中的一種或多種,澄清劑為sb2o3、sno、sno2、ceo2中的一種或多種。
10、(8)根據(jù)(1)~(4)任一所述的光學(xué)玻璃,其組分以重量百分比表示,其中:la2o3:35~65%,優(yōu)選la2o3:40~60%,更優(yōu)選la2o3:42~55%;和/或y2o3:5~30%,優(yōu)選y2o3:6~25%,更優(yōu)選y2o3:8~22%,進(jìn)一步優(yōu)選y2o3:11~22%;和/或gd2o3:0~10%,優(yōu)選gd2o3:0~8%,更優(yōu)選gd2o3:0~5%,進(jìn)一步優(yōu)選gd2o3:0~3%。
11、(9)根據(jù)(1)~(4)任一所述的光學(xué)玻璃,其組分中不含有wo3;和/或不含有tio2;和/或不含有ro;和/或不含有rn2o;和/或不含有zno;和/或不含有al2o3;和/或不含有g(shù)eo2,所述ro為mgo、cao、sro、bao中的一種或多種,rn2o為li2o、na2o、k2o中的一種或多種。
12、(10)根據(jù)(1)~(4)任一所述的光學(xué)玻璃,所述光學(xué)玻璃的折射率nd為1.78~1.85,優(yōu)選為1.79~1.84,更優(yōu)選為1.80~1.83,進(jìn)一步優(yōu)選為1.81~1.83,阿貝數(shù)vd為43~50,優(yōu)選為44~49,更優(yōu)選為45~48。
13、(11)根據(jù)(1)~(4)任一所述的光學(xué)玻璃,所述光學(xué)玻璃的密度ρ為5.10g/cm3以下,優(yōu)選為5.00g/cm3以下,更優(yōu)選為4.90g/cm3以下;和/或熱膨脹系數(shù)α-30/70℃為85×10-7/k以下,優(yōu)選為80×10-7/k以下,更優(yōu)選為75×10-7/k以下,進(jìn)一步優(yōu)選為70×10-7/k以下;和/或耐水作用穩(wěn)定性dw為2類以上,優(yōu)選為1類;和/或λ80為410nm以下,優(yōu)選λ80為400nm以下,更優(yōu)選λ80為395nm以下;和/或λ5為325nm以下,優(yōu)選λ5為315nm以下,更優(yōu)選λ5為310nm以下;和/或耐候性cr為2類以上,優(yōu)選為1類;和/或努氏硬度hk為690×107pa以上,優(yōu)選為700×107pa以上,更優(yōu)選為710×107pa以上;和/或楊氏模量e為10500×107pa~14000×107pa,優(yōu)選為11000×107pa~13500×107pa,更優(yōu)選為11500×107pa~13000×107pa;和/或磨耗度fa為100~150,優(yōu)選為105~145,更優(yōu)選為110~140,進(jìn)一步優(yōu)選為115~135;和/或氣泡度為a級以上,優(yōu)選為a0級以上,更優(yōu)選為a00級。
14、(12)玻璃預(yù)制件,采用(1)~(11)任一所述的光學(xué)玻璃制成。
15、(13)光學(xué)元件,采用(1)~(11)任一所述的光學(xué)玻璃制成,或采用(12)所述的玻璃預(yù)制件制成。
16、(14)光學(xué)儀器,含有(1)~(11)任一所述的光學(xué)玻璃,和/或含有(13)所述的光學(xué)元件。
17、本發(fā)明的有益效果是:通過合理的組分設(shè)計,本發(fā)明光學(xué)玻璃具有優(yōu)異的耐候性和較高的硬度,適用于車載成像、監(jiān)控安防等領(lǐng)域。