专利名称：：低熔点光学玻璃的制作方法：近年来，光学和光电技术，如成像、投影、电信、光学通信技术和激光技术中的市场趋势都是日益向小型化发展，这种趋势从最终产品持续下降的尺寸明显看出，制造小巧轻便的产品是当今流行的一种趋势。通过精密压型，直接将玻璃坯料压制成非球面透镜，削减了透镜的片数，使透镜等光学元件数量减少，重量减轻。折射率(nd)为1.65-1.85，阿贝数(Yd)为2035的光学玻璃通过精密压型制成的非球面透镜，在光路设计中非常有效，广泛应用于各种光学产品上。在精密压型的过程中，为延长超精密度加工的模具的使用寿命，有必要降低压型时的模具温度。已知的Si-Pb-B系玻璃能满足光学性能且具有低的转变温度，但含大量的PbO玻璃的化学稳定性不够，而且，由于此玻璃比重大，所以由它制成的透镜不适合制造轻便的产品。而且含铅的玻璃对环境有害，在使用上目前己受到了限制。而不含Pb的比重小的环保类光学玻璃，Tg往往大于58(TC，在用于精密压型时，由于压型温度高达62(TC以上，在压型过程中不易脱模，且高温氧化对模具侵蚀严重，非常难以进行大量生产，不实用。此外，由于玻璃本身也不稳定，因此在精密压型时容易在玻璃中析晶，即使使用耐高温的模具材料，也会发生精密压型产品的良品率非常低的问题。换言之，精密压型时压型温度越高，越容易产生模具材料氧化和侵蚀的问题，难以保证透镜成形面的面精度，并且难以通过精密压型大量生产光学元件。因此，要求在精密压型时使用不含铅且转变温度低的玻璃。例如在公开号CN1219714C文献中，公开了一种无铅重火石光学玻璃，其组成以重量％表示为Si0227-40%，BA0-0.5%,A12030-6%，Na207-18%，K201_10%，BaO1_10%，SrO0-3%,CaO0.5-5%，MgO0-3%,BaO+SrO+CaO+MgO〈15%,Ti0221-37%，Zr020-7%，歸55—17%，WO.i0.1-7%,nd为1.65-1.80Yd为21-33，其转变点温度较高，大部分为58(TC以上，不适于作为精密压型用玻璃。含Bi203成分的玻璃可以获得高的折射率和低的转变温度，但在进行精密压型时，挥发导致透镜表面发生浊雾的现象，降低透镜的良品率。例如在公开号CN1609026A文献中，公开了一种精密压型用的光学玻璃含有作为必须成分的P205、Nb205、W03、Ti02、Bi203、Li20、Na20，和作为任意成分的B203、BaO、ZnO、K20、Sb203、八8203,所述必须成分和任意成分的总含量为98摩尔％或以上，折射率(nd)为1.75-2.0，阿贝数(Yd)为18-30。其组分中含有Bb03和As203，对环境有害且压型时在透镜表面发生浊雾的现象。含F成分的玻璃虽然可以降低转变温度，但在熔化过程中挥发剧烈，造成折射率等光学指标波动剧烈且化稳性也差，不适合规模生产；As203作为澄清剂可以制得内在质量良好、均匀的玻璃，但对环境有害。
本发明的目的是提供一种不含铅、砷、鉍、氟的低熔点光学玻璃，其转变温度低(Tg<500°C)，适于精密压型。折射率(nd)为1.65~1.85，阿贝数(Yd)为2035。本发明解决技术问题的技术方案是一种低熔点光学玻璃，它的重量百分比含量包括P2O5:18~40%、Nb2O5:20~40%、TiO2:010%、W03:015%、B2O3:0~15%、R2O:1045%、RO:0~20%，81)2030~1%,总含量为100%。本发明技术方案中所说的R20为K20、Na20、Li20，K20的重量百分比含量为0~10%，Na20的重量百分比含量为0~20%，Li2O的重量百分比含量为0~10%,总含量为10~45%本发明技术方案中所说的R20为MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO，MgO的重量百分比含量为0~10%，CaO的重量百分比含量为0~10%，SrO的重量百分比含量为0~10%,BaO的重量百分比含量为0~10%,ZnO的重量百分比含量为0~10%,总含量为020°/。本发明技术方案中所说的组分B2CVP205的重量百分比为0.4或更小。根据本发明的玻璃组成范围，可提供一种不含铅、砷、鉍、氟的低熔点光学玻璃，其转变温度低(Tg〈50(TC)，适于精密压型。折射率(nd)为1.65~1.85，阿贝数(Yd)为2035，而且该玻璃还有下列优点—较好的化学稳定性，按国家标准GB/T17192进行物理化学性能测试，测得玻璃化稳定性优良。一玻璃稳定，析晶性能好，因此可以在相对大的熔炉中生产此玻璃。一该玻璃易于熔化及加工。—该玻璃密度较低，不大于3.8g/cm3。一该玻璃色调较浅，在光谱可见区的透光度较高。具体实施方式本发明制得的玻璃中，由下面所述的原因选择上述含量的每个成分。如下所述中，每个成分含量范围是以重量百分比来表示。P20s是玻璃的网络生成体，是保持玻璃稳定性的必须成分。与硅酸盐和硼酸盐玻璃相比，P20s可以赋予玻璃优异的熔融性能和稳定性。为了满足光学性能，此成分的量应该为18%或更大，如果此成分的量超过40%,不能获得所需的折射率.Nb205是一种非常重要的成分，用于获得高折射率大色散，并且具有提高玻璃化学稳定性的作用。但是，如果其含量超过40%，则玻璃的转变温度提高，稳定性也变差，高温熔解性也变差，另一方面，当恥205含量不足20%时，达不到所希望的折射率和色散。Ti02可用于获得高折射率大色散，并非常有效地提高玻璃的化学稳定性，但当Ti02的含量超过10%时，玻璃的析晶性能变差并且着色严重，因此，将Ti02的含量限制为不大于10%。W03可显著降低玻璃的转变温度，显示出与碱金属氧化物一样的功能，赋予玻璃低熔点，但同时又具有提高折射率的效果。少量引入可使玻璃的析晶温度显著降低，满足降低转变点温度的性能，如果含量超过15%，将使玻璃着色严重。B203是提高玻璃熔融性，使玻璃均匀化，提高玻璃稳定性的有效成分。如果含量超过15%，就难以获得所希望的折射率。Li20用于有效降低玻璃的转变温度和析晶温度，增加玻璃的高温熔融性，较Na20更有效地提高折射率，然而，如果此成分的量超过10%，玻璃的化学稳定性和可加工性就会变差。Na20用于有效地降低熔化温度，防止玻璃着色，并降低玻璃转变温度。如果此成分的量为20%或更多，就难以获得希望的折射率的玻璃。k20用于有效降低玻璃的转变温度和析晶温度，如果此成分的量超过10%，在玻璃熔融的过程中易于产生失透，导致玻璃的内在质量变差。BaO是提高玻璃折射率，提高玻璃稳定性和降低析晶温度的有效成分。但是当BaO的引入量超过10n/。时，不仅玻璃变得不稳定，而且转变温度也变高，因此BaO的量应当限制在10%以下。ZnO既可用于提高玻璃折射率和色散，也可以降低转变温度和析晶温度。但是如果引入太多，则玻璃的稳定性显著变差，析晶温度反而升高。因此ZnO的引入时在10%以下。MgO用于有效地提高玻璃的稳定性并防止玻璃析晶，如果含量超过10%，就难以制造均匀的玻璃。CaO用于有效地提高玻璃的稳定性并防止玻璃析晶，如果含量超过10%，就难以制造均匀的玻璃。SrO用于有效地提高玻璃的稳定性并防止玻璃析晶，如果含量超过10%,就难以制造均匀的玻璃。Sb203作为澄清剂使用，可使玻璃液中的气泡得到良好的消除，获得内在质量良好的玻璃，它适合的引入量为不超过1%。只要不损害本发明的目的，也可以引入诸如La203、Gd203、Y203、Ta205、Si02、Zr02等这样的组分。下表将显示本发明的五个玻璃样品和两个比较样品的实例，玻璃组成情况和重要性能比较数据如下。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>对于P20s，可采用H3P04、偏磷酸盐、五氧化二磷等得到，对于8203可采用H3B03和B203等得到，对于其它成分，可合适地采用碳酸盐、硝酸盐、氧化物等。根据上表预定比例称量、混合这些原料，制作出配合料，并投入到熔解炉中，将其加热至95(TC120(TC熔化原料23小时，120(TC1350。C澄清均化34小时后，降温出炉浇注于模具中，使其慢慢冷却，得到本发明的低熔点光学玻璃。权利要求1.一种低熔点光学玻璃，其特征是玻璃的重量百分比含量包括P2O518～40％、Nb2O520～40％、TiO20～10％、WO30～15％、B2O30～15％、R2O15～45％、RO0～20％、Sb2O30～1％，总含量为100％，折射率(nd)为1.65～1.85，阿贝数(γd)为20～35。2、按照权利要求1所述的低熔点光学玻璃，其特征是所说的R20为K20、Na20、Li20，K20的重量百分比含量为0~10%，Na20的重量百分比含量为0~20%，1^20的重量百分比含量为0~10%，总含量为10~45%3、按照权利要求1所述的低熔点光学玻璃，其特征是所说的RO为MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO，MgO的重量百分比含量为0~10%，CaO的重量百分比含量为010%，SrO的重量百分比含量为0~10%,BaO的重量百分比含量为010%,ZnO的重量百分比含量为0~10%,总含量为020%4、按照权利要求1所述的低熔点光学玻璃，其特征是所说的组分B203/P205的重量百分比为0.4或更小。全文摘要本发明是低熔点光学玻璃，属于一种不含铅、砷、鉍、氟的低熔点光学玻璃。解决现有光学玻璃转变温度高，化学稳定性不够，玻璃比重大等问题。本发明的技术方案是它的重量百分比含量包括P₂O₅18～40％、Nb₂O₅20～40％、TiO₂0～10％、WO₃0～15％、B₂O₃0～15％、R₂O10～45％、RO0～20％、Sb₂O₃0～1％、总含量为100％。本发明的玻璃不含铅、砷、鉍、氟，转变温度低(Tg＜500℃)，适于精密压型，折射率为1.65～1.85，阿贝数为20～35，且化学稳定性好，折析性能好，易于熔化及加工，密度低、色调较浅。文档编号C03C3/12GK101215086SQ200710051218公开日2008年7月9日申请日期2007年1月6日优先权日2007年1月6日发明者卫张,李克炎,沈义梅,邓和平,黄少林申请人:湖北新华光信息材料股份有限公司