本技術涉及光學玻璃，特別涉及一種光學玻璃及其預制件、光學元件和光學儀器。

背景技術：

1、近年來，數碼相機、攝像機、投影儀和投影電視等各種光學儀器朝著數字化和高清晰化不斷發(fā)展，為使光學儀器實現(xiàn)小型化和輕量化，需要減少在光學系統(tǒng)中透鏡、棱鏡的使用數量。在相同曲率半徑下，折射率越高的玻璃獲得的成像視場越大，有利于減少光學儀器中光學元件的數量，隨著光學儀器小型化的發(fā)展趨勢，高折射率的玻璃需求趨勢越來越明顯。但將光學玻璃加工成較小或較薄的光學元件時，若其楊氏模量小，則在使用過程中易產生形變。隨著智能駕駛和物聯(lián)網等技術的發(fā)展，光學玻璃大量應用于車載成像、監(jiān)控安防等領域，這就要求光學玻璃具有較高的硬度，以抵御車輛行駛過程中沙石的磨損和打擊，延長光學玻璃的使用壽命。因此，亟需開發(fā)一種具有較高的楊氏模量和硬度的光學玻璃。

2、本技術是針對申請?zhí)枮?02211031100.1，申請日為2022年08月26日，名稱為“光學玻璃和光學元件”的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術的主要目的是提供一種光學玻璃及其預制件、光學元件和光學儀器，旨在解決現(xiàn)有的光學玻璃的楊氏模量和硬度有待提高的技術問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本技術提出了一種光學玻璃，按重量百分比計，包括以下組分：

3、sio2+b2o3：5～25％；la2o3+y2o3+gd2o3：45～70％；zro2：2～15％；nb2o5：1～15％；tio2：5～20％；ta2o5：0～5％；ro：0～10％；rn2o：0～8％；wo3：0～5％；zno：0～10％；al2o3：0～8％；yb2o3：0～10％；geo2：0～5％；澄清劑：0～2％；

4、其中，nb2o5/y2o3為0.1～2.0；

5、所述ro為mgo、cao、sro、bao中的一種或多種；

6、所述rn2o為li2o、na2o、k2o中的一種或多種；

7、所述澄清劑為sb2o3、sno、sno2、ceo2中的一種或多種；

8、所述光學玻璃的折射率nd為1.97以上，阿貝數vd為25～34，努氏硬度hk為670×107pa以上，楊氏模量e為11500×107pa～15500×107pa。

9、可選地，按重量百分比計，所述組分的含量為：

10、sio2+b2o3：8～25％；la2o3+y2o3+gd2o3：50～70％；zro2：3～12％；nb2o5：3～12％；tio2：6～18％；ta2o5：0～3％；ro：0～5％；rn2o：0～3％；wo3：0～3％；zno：0～5％；al2o3：0～4％；yb2o3：0～5％；geo2：0～3％；澄清劑：0～1％。

11、可選地，按重量百分比計，所述組分的含量為：

12、sio2+b2o3：10～20％；la2o3+y2o3+gd2o3：55～70％；zro2：4～10％；nb2o5：5～10％；tio2：8～15％；ta2o5：0～1％；ro：0～2％；rn2o：0～2％；wo3：0～2％；zno：0～2％；al2o3：0～2％；yb2o3：0～2％；geo2：0～1％；澄清劑：0～0.5％。

13、可選地，按重量百分比計，所述組分的含量為：

14、sio2：4～9％；b2o3：5～10％；la2o3：42～55％；y2o3：8～15％；gd2o3：0～4％。

15、可選地，各組分含量滿足以下情形中的至少一種：

16、(la2o3+tio2)/nb2o5為5.5～15.0；

17、nb2o5/y2o3為0.3～1.0；

18、y2o3/tio2為0.7～1.3；

19、(sio2+b2o3)/y2o3為0.7～1.8。

20、可選地，各組分含量滿足以下情形中的至少一種：

21、(nb2o5+wo3+gd2o3)/tio2為0.4～1.5；

22、(ro+zno)/y2o3為0.2以下；

23、(ro+gd2o3)/y2o3為0.3以下；

24、(wo3+tio2)/y2o3為0.7～1.5。

25、可選地，按重量百分比計，sio2、b2o3、la2o3、y2o3、zro2、nb2o5、tio2的合計含量為96％以上。

26、可選地，所述光學玻璃的組分不含有ta2o5、ro、rn2o、wo3、al2o3、yb2o3和geo2中的一種或兩種以上的組合。

27、可選地，所述光學玻璃的折射率nd為1.99～2.02，阿貝數vd為28～31，努氏硬度hk為690×107pa以上，楊氏模量e為13000×107pa～14000×107pa；所述光學玻璃的密度ρ為5.00g/cm3以下，熱膨脹系數α-30/70℃為75×10-7/k以下；所述光學玻璃的耐水作用穩(wěn)定性dw為2類以上，耐候性cr為2類以上，耐酸作用穩(wěn)定性da為2類以上，氣泡度為a級以上，磨耗度fa為90～105。

28、本技術還提出了一種光學玻璃預制件，采用上述光學玻璃制成。

29、本技術還提出了一種光學元件，采用上述光學玻璃制成，或采用上述光學玻璃預制件制成。

30、本技術還提出了一種光學儀器，含有上述光學玻璃，和/或含有上述光學元件。

31、本技術的光學玻璃以sio2、b2o3、la2o3、y2o3、gd2o3、zro2、nb2o5、tio2、ta2o5、ro、rn2o、wo3、zno、al2o3、yb2o3、geo2、澄清劑為原料，sio2是玻璃網絡形成組分，可調整玻璃的熱膨脹系數，提高玻璃的耐失透性和化學穩(wěn)定性，還具有改善玻璃的熱穩(wěn)定性和高溫粘度的作用；b2o3也是玻璃網絡形成組分，具有提高玻璃可熔性和耐失透性，降低玻璃轉變溫度和密度的作用；la2o3是提高玻璃折射率的有效成分，對改善玻璃的化學穩(wěn)定性和耐失透性效果顯著；y2o3可以提高玻璃的折射率和耐失透性，調整玻璃的楊氏模量；gd2o3可以提高玻璃的折射率和化學穩(wěn)定性；zro2可以提高光學玻璃的粘度、硬度、折射率和化學穩(wěn)定性，還可以降低玻璃的熱膨脹系數；nb2o5是高折射高色散組分，可以提高玻璃的折射率和耐失透性，降低玻璃的熱膨脹系數；tio2在玻璃中可以顯著提升玻璃的折射率和色散，并增加玻璃穩(wěn)定性；ta2o5具有提高折射率、提升玻璃耐失透性的作用；ta2o5具有提高折射率、提升玻璃耐失透性的作用；ro可以調整玻璃的光學常數，優(yōu)化玻璃的化學穩(wěn)定性；rn2o可以降低玻璃的轉變溫度，調整玻璃的光學常數和高溫粘度，改善玻璃的熔融性；wo3可以提高玻璃的折射率和機械強度；zno可以調整玻璃的折射率和色散，降低玻璃的高溫粘度和轉變溫度；al2o3可以改善玻璃的化學穩(wěn)定性；yb2o3可賦予玻璃高折射、低色散性能；geo2具有提高玻璃折射率和耐失透性的作用；澄清劑可以提高玻璃的澄清效果，優(yōu)化玻璃的氣泡度。本技術通過將sio2和b2o3的合計含量控制在5～30％范圍內，可在維持玻璃成玻穩(wěn)定性的同時，優(yōu)化玻璃的磨耗度和耐候性，防止玻璃耐失透性降低，并將la2o3、y2o3和gd2o3的合計含量控制在45～75％范圍內，使玻璃更易獲得期望的折射率和阿貝數，并優(yōu)化玻璃的耐失透性和耐候性，同時將nb2o5與y2o3含量的比值控制在0.1～2.0范圍內，可在提高玻璃的楊氏模量的同時，防止玻璃硬度降低。通過對上述各組分的選擇并對其含量進行合理設計，使得本技術獲得的光學玻璃在具有期望的折射率和阿貝數的同時，具有較高的楊氏模量和硬度，滿足實際使用要求。